[发明专利]多晶金刚石、其制造方法和工具

说明书

技术领域

本发明涉及多晶金刚石、其制造方法和工具，并且特别地涉及在(111)面具有取向的多晶金刚石、其制造方法和工具。

背景技术

通常，主要将金刚石单晶用于要求沿圆柱侧面具有耐磨性的工具如拉丝模(wire drawing die)和喷嘴。然而，由于单晶金刚石根据其晶体取向而在磨损量方面发生变化(不均匀磨损)，所以与其初始形状的偏差随着使用时间的流逝而增大。例如，当将单晶金刚石用于工具如模具、喷嘴或孔口时，如果其孔初始具有圆形，则随着使用时间的流逝，孔形状可能变为多边形如六边形。

使用烧结助剂制造的多晶金刚石通过例如如下制造：在其中金刚石为热力学稳定的高压和高温条件下(通常，在约大于或等于5GPa且小于或等于8GPa的压力和约大于或等于1300℃且小于或等于2200℃的温度下)，利用烧结助剂对作为原料的金刚石粉末进行烧结。在这种情况下，在所得的多晶金刚石中包含烧结助剂。这种烧结助剂在机械性能如硬度和强度以及耐热性方面大大影响多晶金刚石。

另外，通过酸处理从其中除去了烧结助剂的多晶金刚石和其中将耐热性碳化硅(SiC)用作粘合剂的具有优异耐热性的烧结金刚石也是已知的，然而，作为工具用材料，它们的硬度和强度低并且机械特性(硬度特性和耐磨性)不足。

天然制造的多晶金刚石(黑金刚石、半刚石等)也是已知的。它们中的一些用于钻头，但是几乎不在工业上使用，因为它们在材料性能方面的波动大并且产量低。

与此相对，T.Irifune和H.Sumiya，“Nature of Polycrystalline Diamond Synthesized by Direct Conversion of Graphite Using Kawai-Type Multianvil Apparatus(通过使用Kawai型多砧装置的石墨的直接转化合成的多晶金刚石的性质)”，“New Diamond and Frontier Carbon Technology(新型金刚石和前沿碳技术)”，14(2004)，第313-327页(非专利文献1)与Sumiya和Irifune，“Synthesis of High-Purity Nano-Polycrystalline Diamond and its Characterization(高纯度纳米多晶金刚石的合成及其表征)”，SEI Technical Review(SEI技术综述)，165(2004)，第68-74页(非专利文献2)各自公开了一种获得致密和高纯度多晶金刚石的方法，所述方法利用高纯度高结晶的石墨作为原料，通过在大于或等于12GPa的超高压和大于或等于2200℃的超高温下进行间接加热而直接转化和烧结。通过上述非专利文献1或2中所述的方法获得的多晶金刚石具有非常高的硬度和优异的耐磨性。

引用列表

非专利文献

非专利文献1：T.Irifune和H.Sumiya，“通过使用kawai型多顶砧装置的石墨的直接转化合成的多晶金刚石的性质”，“新型金刚石和前沿碳技术”，14(2004)，第313-327页

非专利文献2：Sumiya和Irifune，“高纯度纳米多晶金刚石的合成及其表征”，SEI技术综述，165(2004)，第68-74页

发明内容

技术问题

然而，通过上述方法合成的多晶金刚石的不利之处在于可能发生破裂或裂纹。

完成了本发明以解决上述问题，并且本发明的主要目的是提供具有优异的耐裂纹传播性的多晶金刚石。

技术方案

本发明的多晶金刚石是包含层状金刚石和粒状金刚石的多晶金刚石。所述层状金刚石通过层压板状金刚石层而形成。当在任意横截面中观察所述多晶金刚石时，在所述横截面中的观察视野中出现的层状金刚石占据的面积大于或等于所述观察视野中的多晶金刚石的总面积的90％。

有益效果

根据本发明，可以获得具有优异的耐裂纹传播性的多晶金刚石。

附图说明

图1是根据实施方式1的切削工具的示意图。

图2是显示根据实施方式1的多晶金刚石的制造方法的流程图。

图3是根据实施方式1的拉丝模的示意图。

图4是沿图3中示出的拉丝模的通孔的中心轴所取的截面图。

图5是实施例1-2的碳材料的X射线衍射图。

图6是实施例1-2的多晶金刚石的X射线衍射图。