[发明专利]复合多晶体及其制造方法

说明书

所述复合多晶体具有包含多个金刚石粒子的多晶金刚石相以及由非金刚石碳构成的非金刚石相。非金刚石相分布在多晶金刚石相中。非金刚石相的投影面积等效圆直径的平均值为1000nm以下。

技术领域

本公开涉及复合多晶体及其制造方法。

本申请要求于2015年10月30日提交的日本专利申请No.2015-214098的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术

日本专利待审公开No.2003-292397(专利文献1)和国际公开No.2009/099130(专利文献2)公开了多晶金刚石，其是通过在不添加烧结助剂和催化剂等的情况下直接将石墨转化为多晶金刚石而制造的。

日本专利待审公开No.9-142933(专利文献3)和日本专利待审公开No.2005-239472(专利文献4)公开了多晶金刚石，其包括多晶金刚石和诸如金属碳化物或金属氧化物之类的成分。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本专利待审公开No.2003-292397

专利文献2：国际公开No.2009/099130

专利文献3：日本专利待审公开No.9-142933

专利文献4：日本专利待审公开No.2005-239472

发明内容

本公开的复合多晶体包括：包含多个金刚石粒子的多晶金刚石相；以及由非金刚石碳构成的非金刚石相。该非金刚石相分布在该多晶金刚石相中。该非金刚石相的投影面积等效圆直径的平均值为1000nm以下。

本发明的复合多晶体的制造方法包括：

准备非金刚石碳；

在满足以下所有方程式(I)至(IV)的条件下将该非金刚石碳加压至烧结压力并且将该非金刚石碳加热至烧结温度：

P≤0.0067T+1…(I)；

P≥0.0035T-0.3462…(II)；

0≤T≤2700…(III)；以及

0≤P≤13…(IV)

其中P[GPa]表示压力并且T[℃]表示温度，

该烧结压力为9GPa以上13GPa以下，并且该烧结温度为1800℃以上2700℃以下；以及

将该非金刚石碳保持在烧结压力和烧结温度下，以使该非金刚石碳的一部分转化为多晶金刚石并且烧结该非金刚石碳和该多晶金刚石，从而制造复合多晶体。

附图说明

图1示出了根据本发明的一个实施方案的复合多晶体的结构的示意图。

图2示出了根据参考实施方案的复合多晶体的结构的示意图。

图3示出了根据本发明的一个实施方案的复合多晶体的制造方法的概要流程图。

图4是用于说明加压加热步骤条件的曲线图。

具体实施方式

[本发明将要解决的问题]

一直以来，已经开发了利用金刚石的硬度的切削工具和耐磨工具等。专利文献1和专利文献2中公开的多晶金刚石不含烧结助剂(例如钴)，因此金刚石的纯度高。根据专利文献1，多晶金刚石所表现出的硬度相当于单晶金刚石的硬度，此外，与单晶金刚石相比，多晶金刚石更难以劈开(cleave)。