李灏博, 赵志伟, 王 恒, 陈 强

(1.河南工业大学 材料科学与工程学院, 郑州 450001；2.河南亚龙金刚石制品股份有限公司, 郑州 450001)

0 前言

聚晶金刚石复合片(Polystalline Diamond Compacts)简称PDC，是由金刚石微粉和硬质合金基底在高温高压条件下复合而成的超硬材料[1]。硬质合金作为基体材料具有较好的韧性、一定的硬度和可焊接性，所以聚晶金刚石复合片因其高耐磨性、高强度、较好的抗冲击韧性和可焊接而广泛应用于石油与地质勘探、机械加工工具和砂轮修正工具等[2]。相较于大单晶金刚石刀具材料，聚晶金刚石有以下优点：(1)晶粒排列无序，具有各向同性，没有解理面。(2)强度高，在受到较大冲击时只有小晶粒破碎，而不是像大单晶金刚石一样整块破裂[1]。

聚晶金刚石复合片作为钻头的切削元件，其质量的好坏会直接影响到钻头的工作效率和使用寿命。聚晶金刚石层是金刚石颗粒和金属粘结剂的烧结体，而金属粘结剂不仅能催化金刚石石墨化，且与金刚石热膨胀系数差异较大，所以高温环境下PDC热稳定性很差，降低了其耐磨性和磨削效率[3]。因此聚晶金刚石层在高温工作环境下发生石墨化是钻头失效的主要原因之一，提高其石墨化温度将直接改善复合片的热稳定性[4]。研究聚晶金刚石层的石墨化温度及其机理对改善其耐磨性、耐热性等性能有着非常重要的意义。近年来国内外学者对提高其热稳定性做了大量研究，影响其热稳定性的主要因素有粘结剂的种类及含量、金刚石原料及处理、掺杂剂的添加及结构设计等。……