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　　申請號: 201280052009.6

　　公開號: 103890308A

　　摘要： 制作多晶金剛石的方法，其包括用一種或多種官能團來官能化無碳納米顆粒的表面，將經官能化的納米顆粒與金剛石納米顆粒和金剛石磨料粒合并以形成顆粒混合物，和使該顆粒混合物經歷高壓和高溫(HPHT)條件以在金剛石納米顆粒和金剛石磨料粒之間形成晶粒間鍵。用于鉆地工具的切割元件包含通過這種方法形成的多晶金剛石材料。鉆地工具包括這種切割元件。

　　主權利要求：1.一種制作多晶金剛石的方法，其包括：用一種或多種官能團來官能化無碳納米顆粒的表面；將經官能化的納米顆粒與金剛石納米顆粒和金剛石磨料粒合并以形成顆粒混合物；和使該顆粒混合物經歷高壓和高溫(HPHT)條件以在金剛石納米顆粒和金剛石磨料粒之間形成晶粒間鍵。

　　2.根據權利要求1所述的方法，其中用一種或多種官能團來官能化無碳納米顆粒的表面包括用甲基官能團來官能化無碳納米顆粒的表面。

　　3.根據權利要求1所述的方法，其中用一種或多種官能團來官能化無碳納米顆粒的表面包括用乙炔官能團來官能化無碳納米顆粒的表面。

　　4.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括選擇無碳納米顆粒以包含金屬或金屬合金。

　　5.根據權利要求4所述的方法，其進一步包括選擇無碳納米顆粒以包含鐵、鈷和鎳中的一種或多種。

　　6.根據權利要求1所述的方法，其進一步包括選擇無碳納米顆粒以包含陶瓷材料。

　　7.根據權利要求6所述的方法，其進一步包括選擇無碳納米顆粒以包含氧化物和氮化物中的一種或多種。

　　8.根據權利要求6所述的方法，其進一步包括選擇無碳納米顆粒以包含氧化鋁或氧化鎂。

　　9.根據權利要求1所述的方法，其中將經官能化的納米顆粒與金剛石納米顆粒和金剛石磨料粒合并以形成顆粒混合物包括： 將經官能化的納米顆粒和金剛石納米顆粒懸浮在液體中以形成懸 浮體；和干燥該懸浮體。

　　10.根據權利要求9所述的方法，其中干燥該懸浮體包括噴霧干燥、冷凍干燥和急驟干燥該懸浮體中的一種或多種。

　　11.根據權利要求9所述的方法，其進一步包括將金剛石磨料粒懸浮在液體中。

　　12.根據權利要求9所述的方法，其中干燥該懸浮體包括干燥該懸浮體以形成粉末產物。

　　13.根據權利要求12所述的方法，其進一步包括將該粉末產物與金剛石磨料粒混合以形成顆粒混合物。

　　14.根據權利要求13所述的方法，其進一步包括在該顆粒混合物經歷HPHT條件之前，研磨該顆粒混合物。

　　15.根據權利要求12所述的方法，其進一步包括研磨該粉末產物。

　　16.根據權利要求1所述的方法，其中使該顆粒混合物經歷HPHT條件包括將該顆粒混合物經歷至少約1400℃的溫度和至少約5.0GPa 的壓力。

　　17.一種用于鉆地工具中的切割元件，該切割元件包含通過包括以下的方法形成的多晶金剛石材料： 用一種或多種官能團來官能化無碳納米顆粒的表面； 將經官能化的納米顆粒與金剛石納米顆粒和金剛石磨料粒合并以 形成顆粒混合物；和 使該顆粒混合物經歷高壓和高溫(HPHT)條件以在金剛石納米顆粒 和金剛石磨料粒之間形成晶粒間鍵。

　　18.根據權利要求17所述的切割元件，其中用一種或多種官能團來官能化無碳納米顆粒的表面包括用甲基或者乙炔官能團來官能化無碳 納米顆粒的表面。

　　19.一種包括切割元件的鉆地工具，該切割元件包含通過包括以下的方法形成的多晶金剛石材料： 用一種或多種官能團來官能化無碳納米顆粒的表面； 將經官能化的納米顆粒與金剛石納米顆粒和金剛石磨料粒合并以 形成顆粒混合物；和 使該顆粒混合物經歷高壓和高溫(HPHT)條件以在金剛石納米顆粒 和金剛石磨料粒之間形成晶粒間鍵。

　　20.根據權利要求19所述的鉆地工具，其進一步包括選擇無碳納米顆粒以包含陶瓷、金屬或金屬合金。

　　21.權利要求19所述的鉆地工具，其中該鉆地工具包括鉆地旋轉鉆頭。