Termiškai stabilaus polikristalinio deimanto (PCD) pranašumai kyla dėl kruopštaus sudėties dizaino ir paruošimo proceso. Tai ne tik deimantų miltelių sudėjimas, o kruopščiai atrinktų žaliavų, optimizuotų surišimo fazių ir specialaus po-apdirbimo derinys, siekiant sukurti itin kietą kompozicinę medžiagą, kuri išlaiko deimantų fazės stabilumą ir struktūrinį vientisumą aukštoje temperatūroje. Jo komponavimo metodų supratimas padeda suvokti medžiagos eksploatacinių savybių formavimo esmę ir suteikia teorinį pagrindą pritaikymo pasirinkimui.
Žaliavų lygiu termiškai stabilus PCD kaip pagrindinį komponentą naudoja didelio{0}}grynumo vieno-kristalinio deimantinio mikrono miltelius. Dalelių dydis paprastai kontroliuojamas nuo mikrometro iki submikrometro diapazone, o vienodas dalelių dydžio pasiskirstymas gaunamas kruopščiai sijojant. Vienodesnis dalelių dydis padeda suformuoti tankų ir ištisinį grūdelių ribinį tinklą, mažinantį vietines silpnąsias vietas, atsirandančias dėl didelių dalelių dydžio skirtumų. Taip pat reikia optimizuoti žaliavos kristalinę formą; pilna kristalų forma gali padidinti kontaktinį plotą ir sukibimo stiprumą tarp dalelių, sudarydama gerą pagrindą vėlesniam sukepinimo procesui.
Ryšio fazės sudėtis yra labai svarbi nustatant terminį stabilumą. Įprastas PCD (polikristalinis deimantas) kaip katalizatorius ir rišiklius paprastai naudoja pereinamuosius metalus, tokius kaip kobaltas ir nikelis. Šie metalai katalizuoja deimanto virsmą grafitu aukštoje temperatūroje, ribodami darbo temperatūrą. Termiškai stabilus PCD apima reikšmingus jo sudėties koregavimus: sumažinamas katalizinio metalo kiekis ir įvedamas keraminės ar karbido -pagrįstos nemetalinės surišimo fazės, pvz., silicidai, boridai ar nitridai. Šios surišimo fazės nedalyvauja katalizinėje grafitinimo reakcijoje ir išlaiko cheminį bei mechaninį stabilumą aukštoje temperatūroje, todėl žymiai padidina medžiagos terminio skilimo temperatūrą.
Sukepinimo procesas yra pagrindinis žingsnis formuojant tvirtą sudėtinę struktūrą tarp deimantų dalelių ir surišimo fazės. Aukštos-temperatūros, aukšto-slėgio (HPHT) sąlygos leidžia deimantų mikrodalelėms plastiškai tekėti ir susijungti, vadovaujant surišimo fazei, suformuojant trijų-dimensijų tinklo karkasą. Šiam procesui reikia tiksliai kontroliuoti temperatūrą, slėgį ir laiką, kad būtų užtikrintas pakankamas tarpkristalinis sukibimas ir išvengta pernelyg didelio šilumos kiekio, dėl kurio gali susidaryti išankstinė grafitacija.
Po{0}}apdorojimas yra svarbus papildomas veiksmas suteikiant terminį stabilumą. Įprasti metodai yra aukštos temperatūros vakuuminis arba apsauginės atmosferos atkaitinimas, kuris skatina likusių katalizinių metalų difuziją, agregaciją arba deaktyvavimą ir sumažina jų katalizinį aktyvumą grūdelių ribose. Kai kurie procesai taip pat apima paviršiaus oksidaciją arba dangos nusodinimą, kad dar labiau padidintų atsparumą oksidacijai ir korozijai. Šie po{5}}apdirbimai smarkiai nereaguoja su deimantine matrica, bet žymiai pagerina medžiagos stabilumą esant kintamoms šilumos apkrovoms.
Apibendrinant galima pasakyti, kad termiškai stabilaus PCD sudėties metodas apima aukštos kokybės deimantų miltelių pasirinkimą, žemos-katalizės arba nemetalinio surišimo fazių projektavimą, tikslią HPHT sukepinimo kontrolę ir tikslinius po{3}}apdorojimo procesus. Šis daugiapakopis sinergetinis efektas leidžia išlaikyti itin -kietas deimantų savybes, kartu pasižymint puikiomis struktūrinėmis ir eksploatacinėmis savybėmis aukštoje-temperatūroje, todėl yra patikimas medžiagos pagrindas apdirbant ekstremaliomis sąlygomis.
