(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
各境界部がそれぞれの強化構造体と結合している、互いに対向する強化された前記境界部を有する焼結した多結晶超硬質層を備える構造物であって、
前記超硬質層が、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）材料または多結晶立方晶窒化ホウ素（ＰＣＢＮ）材料を含み、かつ、そのボリューム全体にわたって１０％を超えずに変動する厚さを有し、
前記構造物は、強化された各境界部の円相当径が、両境界部間の前記超硬質層の平均厚さの少なくとも１０倍となるように構成されており、
前記強化構造体が、０．５〜５ｍｍの平均厚さを有し、かつ、強化された前記境界部に少なくとも隣接して、２，０００℃未満の融点を有する材料を含まず、及び
前記強化構造体が、金属元素の形態の、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）およびレニウム（Ｒｅ）の一つのみからなる、構造物。
【請求項２】
前記超硬質層の平均厚さが０．５ミリメートル（ｍｍ）〜３ｍｍである、請求項１に記載の構造物。
【請求項３】
各強化構造体が、それぞれの強化された境界部に少なくとも隣接して、前記超硬質層のための焼結促進材料を含まない、請求項１から２のいずれかに記載の構造物。
【請求項４】
前記強化構造体の各々が、少なくとも２５０ギガパスカル（ＧＰａ）の平均ヤング率または少なくとも５００メガパスカル（ＭＰａ）の引張強度を有する、請求項１から３のいずれかに記載の構造物。
【請求項５】
請求項１から４までのいずれかに記載の構造物を作製する方法であって、
複数の超硬質粒および焼結促進材料の供給源を含み、一対の互いに対向する境界部と、前記構造物中に含まれることになる超硬質層の形成に適した両境界部間の平均厚さとを有するように構成された凝集層であって、そのボリューム全体にわたって１０％を超えずに変動する厚さを有する凝集層を用意するステップと、
接触域に隣接して、強化構造体が２，０００℃未満の融点を有する材料を含まない前記接触域を各々有する、少なくとも２つの強化構造体を用意するステップと、ここで、前記強化構造体が、金属元素の形態の、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）およびレニウム（Ｒｅ）の一つのみからなり、各強化構造体が０．５〜５ｍｍの平均厚さを有し、
前記強化構造体の各々の前記接触域が、前記凝集層の各々の境界部に隣接しており、前記構造物中に含まれることになる前記超硬質層の平均厚さの少なくとも１０倍の円相当径を有するように、単位アセンブリを配置するステップと、
超高圧加圧装置用のカプセル内に前記単位アセンブリを封入して、カプセル封入焼結前スタックを得るステップと、
前記カプセル封入焼結前スタックを加圧焼結して、前記構造物を形成するステップと
を含む方法。
【請求項６】
前記接触域の各々の円相当径が、前記構造物中に含まれることになる超硬質層の平均厚さの２０〜１２０倍であるように構成されている、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記凝集層が、１．０〜３．５ミリメートル（ｍｍ）の両境界部間の平均厚さを有する、請求項５又は６のいずれかに記載の方法。
【請求項８】
前記強化構造体の各々が、少なくとも末端表面に隣接して、前記凝集層を焼結させるための焼結促進材料の供給源を含まない、請求項５から７のいずれかに記載の方法。
【請求項９】
複数の単位アセンブリをカプセル化して、焼結前スタックを得るステップを含む、請求項５から８のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】
単位アセンブリの近接対は、焼結期間の間、焼結圧力および焼結温度に掛けられるのに応答して、単位アセンブリの前記近接対が互いに結合しないように構成され、かつ結合しないような材料を含む分離構造体によって分離されている、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記分離構造体が、金属の酸化物を含む膜でコーティングされた耐火性金属を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記分離構造体が、酸化モリブデンを含む膜でコーティングされたモリブデンを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
金属を含み、２，０００℃未満の融点を有する材料を含まない構造体を用意するステップと、前記構造体を処理して前記構造体の表面で化学反応を誘発させて、前記金属より化学的に不活性な材料を作製するステップと、前記構造体を分離構造体として使用するステップとを含む、請求項１０から１２のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】
請求項１から４のいずれかに記載の構造物を加工する方法であって、前記方法が、前記構造物を切断して、複数のセグメントを得るステップを含み、各セグメントが、セグメント化された超硬質層の対向する末端境界部と結合された、一対のセグメント化された強化構造体を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は一般に、比較的薄い超硬質構造体、それらを含む構造物およびそれらを作製し加工するための方法に関する。この超硬質構造体は、特に（排他的ではないが）、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）材料、多結晶立方晶窒化ホウ素（ＰＣＢＮ）材料または炭化ケイ素結合ダイヤモンド（ＳＣＤ）材料を含むことができる。
【背景技術】
【０００２】
米国特許番号第４，２２９，１８６号は、金属の層によって接合された焼結した立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）粒(grain)の層を含む研磨積層体であって、その積層物の厚さが５ミリメートル（ｍｍ）より厚く、その厚みを横断する積層体の最長寸法が２ミリメートル（ｍｍ）より大きいボディを開示している。積層研磨材を作製するための方法は、成形体（compact）を作製すると同時に、積層体を作製することである。この方法は、粉末形態または薄片（foil）形態で、ｃＢＮ粒と１，４５０℃超の融点を有する金属との交互になった層を形成するステップと、これらの層を、焼結ｃＢＮ成形体を形成させるのに適した高い温度および圧力条件にかけるステップを含む。
米国特許出願公開番号第２００１／００５４３３２号は、ｃＢＮ材料を、２つの耐火性金属層の間にサンドイッチ状に組み込んだ平らな複合体切削エレメントを開示している。
国際特許出願公開番号第２０１２／００７４２９号は、工作機械（machine tool）用のインデックス可能なインサートなどの構造物のための層を作製する方法を開示している。この方法は、ソリッドな円柱の形態であってよいＰＣＢＮまたはＰＣＤ材料を含む前駆体を提供するステップと、その前駆体を薄切りにして複数のディスクを提供するステップと、研削し、研磨するまたはさらに切断して層の提供を遂行することによって、そのディスクを加工するステップを含む。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
比較的薄く堅牢な超硬質構造体、それらを比較的効率的に作製する方法、ならびに工具用の部品を作製するためにそれらを加工し使用する方法が必要である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
第１の態様によれば、互いに対向する（opposite）強化された境界部を有する超硬質層を含む構造物であって、その各々が、それぞれの強化構造体と結合しており（この超硬質層は、一対の強化層の間に「サンドイッチ」されているということができる）；それぞれの強化された各境界部の円相当径が、両境界部間の超硬質層の平均厚さの少なくとも１０倍となるように構成されており；その強化構造体が、強化された境界部の少なくとも近傍に、２，０００℃未満の融点を有する材料を実質的に含まない構造物を提供する。
様々な配置、変形体および組合せが本開示によって想定され、例えばその構造物、非限定的で非時包括的な例を以下で説明する。
いくつかの例示的な配置では、超硬質層の平均厚さは少なくとも０．５ミリメートル（ｍｍ）または少なくとも１ｍｍであってよく；かつ／または、その層の平均厚さはせいぜい３ミリメートル（ｍｍ）、せいぜい２．５ｍｍまたはせいぜい２ｍｍであってよい。
いくつかの例示的な配置では、強化された境界部の各々の円相当径は少なくとも５０ミリメートル（ｍｍ）であってよく；かつ／または、強化された境界部の各々の円相当径はせいぜい１２０ミリメートル（ｍｍ）であってよい。いくつかの例では、超硬質層は、円形ディスクの形態であってよい（そうした例では、その円相当径はその実際の直径と等しいことになる）。
いくつかの例示的な構造物は、強化された境界部の円相当径が超硬質層の平均厚さの少なくとも２０倍であるように構成されてよく；かつ／または強化された境界部の円相当径が超硬質層の平均厚さのせいぜい１２０倍であるように構成されてよい。
【０００５】
いくつかの例示的な配置では、超硬質層は、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）材料または多結晶立方晶窒化ホウ素（ＰＣＢＮ）材料を含むかまたはそれからなることができる。
いくつかの例示的な配置では、強化構造体の各々は、少なくとも０．１ミリメートル（ｍｍ）または少なくとも０．５ｍｍの平均厚さを有してよく；かつ／または強化構造体の各々は、せいぜい５ミリメートル（ｍｍ）またはせいぜい１ｍｍの平均厚さを有してよい。いくつかの例では、強化構造体の少なくとも１つは円形ディスクの形態であってよく；強化構造体はどちらも、同じ厚さまたは異なる厚さを有することができる円形ディスクの形態であってよい）。
いくつかの例では、強化構造体の少なくとも１つは、金属元素の形態または合金、金属間材料もしくは化合物中に含まれた形態で、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）およびレニウム（Ｒｅ）を含むことができる。例えば、強化構造体は、金属元素の形態または合金、金属間材料もしくは化合物中に含まれた形態で、モリブデンを含むことができる。
【０００６】
いくつかの例示的な配置では、強化構造体の少なくとも１つは、炭素（Ｃ）、ホウ素（Ｂ）または窒素（Ｎ）を含む化合物を含む中間層によって、超硬質層と化学的に結合していてよい。例えば、強化構造体は、炭化モリブデン、窒化モリブデンまたはホウ化モリブデンを含むことができる。
いくつかの例示的な配置では、強化構造体の少なくとも１つは、その第２の層が第１の層と超硬質層の間にあり、第２の層の１つの境界部が超硬質層と結合しており、第２の層の対向する境界部が第１の層と結合している、第１の層および第２の層を含むことができる。いくつかの例では、第２の層を、超硬質層を焼結させる工程の間に、焼結工程の前に、超硬質粒からの材料と強化層中に含まれる材料との間の化学反応の結果としてもたらすことができ、その（第２の層）一部は、例示的な構造物中に含まれる強化構造体中に存在してよい。いくつかの例では、第２の層は、第１の層中に含まれる種類の材料、および超硬質粒からの材料を含む、炭化物、窒化物またはホウ化物化合物材料を含むことができる。
【０００７】
いくつかの例では、各強化構造体は、それぞれの強化された境界部の少なくとも近傍に、超硬質層のための焼結促進材料の供給源を実質的に含まなくてよい。いくつかの例では、強化構造体の各々は、それが超硬質粒と反応できる形態で、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、アルミニウム（Ａｌ）またはチタン（Ｔｉ）の供給源を実質的に含まなくてよい。いくつかの例では、超硬質層はダイヤモンド粒を含むことができ、強化構造体は、少なくとも末端表面の近傍に、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および／またはケイ素（Ｓｉ）の供給源を実質的に含まなくてよい。いくつかの例では、超硬質層はｃＢＮ粒を含むことができ、強化構造体は、少なくとも末端表面の近傍に、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）および／またはコバルト（Ｃｏ）を実質的に含まなくてよい。
いくつかの例では、強化構造体は、少なくとも約１００ギガパスカル（ＧＰａ）、少なくとも約２００ギガパスカル（ＧＰａ）または少なくとも約３００ギガパスカル（ＧＰａ）の平均ヤング率を有することができる。
【０００８】
いくつかの例では、強化構造体は、海水位大気圧で少なくとも約５００メガパスカル（ＭＰａ）の引張強度を有することができる。
いくつかの例では、強化構造体は、海水位大気圧で少なくとも１，０００メガパスカル（ＭＰａ）の平均ヴィッカース硬度を有することができる。
いくつかの例では、強化構造体の少なくとも１つは、ろう付け合金材料によって物体と結合させることができる。
【０００９】
第２の態様によれば、上記請求項のいずれかに規定した構造物を作製する方法であって、
複数の超硬質粒および焼結促進材料の供給源を含み、一対の互いに対向する境界部と、その構造物中に含まれることになる超硬質層を形成させるのに適した両境界部間の平均厚さとを有するように構成された凝集層を用意する（焼結工程の間に起こる可能性のある緻密化および化学反応を考慮に入れて）ステップと、
それぞれが、その近傍に、強化構造体が２，０００℃未満の融点を有する材料を実質的に含まない接触域を有する少なくとも２つの強化構造体を用意するステップと、
その強化構造体の各々の接触域が、凝集層の各々の境界部に隣接しており、その構造物中に含まれることになる超硬質層の平均厚さの少なくとも１０倍の円相当径を有するように、単位アセンブリ(unit assembly)を配置するステップと、
超高圧加圧装置用のカプセル内にその単位アセンブリを封入して、カプセル封入(encapusulated)焼結前スタックを得るステップと、
そのカプセル封入焼結前スタックを、極めて高い焼結圧力および十分に高い焼結温度に、十分な焼結期間掛けて、その構造物（接触域の対応する強化域で強化構造体と結合している焼結した多結晶超硬質層を含む）を形成するステップと
を含む、方法を提供する。
【００１０】
本方法の様々な配置、組合せおよび変形体が本開示によって想定され、その非限定的で非時包括的な例を以下に提供する。
いくつかの例では、接触域の各々の円相当径は、５０〜１２０ミリメートル（ｍｍ）であってよい。
いくつかの例では、接触域の円相当径は、その構造物中に含まれることになる超硬質層の平均厚さの２０〜１２０倍であってよい。
いくつかの例では、超硬質粒は、ダイヤモンド材料またはｃＢＮ材料を含むかまたはそれからなることができ、その各々は、単結晶または結晶の集合体の形態であってよい。
いくつかの例では、超硬質粒はｃＢＮ材料を含むかまたはそれからなることができ、焼結促進材料の供給源は、元素形態または化合物中に含まれた形態で、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）もしくはニッケル（Ｎｉ）またはこれらのいずれかを含む組合せを含むことができる。
【００１１】
いくつかの例では、超硬質粒はダイヤモンド材料を含むかまたはそれからなることができ、焼結促進材料の供給源は、元素形態または化合物中に含まれた形態で、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）もしくはケイ素（Ｓｉ）、またはこれらのいずれかを含む組合せを含むかまたはそれからなることができる。
いくつかの例では、凝集層の境界部および強化構造体の接触域は、実質的に円形であってよい。
いくつかの例では、凝集層の厚さは、そのボリューム全体にわたって１０％または５％を超えて変動しなくてよい。
いくつかの例では、凝集層は、少なくとも１．０ミリメートル（ｍｍ）の平均厚さを有することができ；かつ／または、凝集層は、せいぜい３．５ミリメートル（ｍｍ）の平均厚さを有することができる。
【００１２】
いくつかの例では、強化構造体の各々は、少なくとも０．０５ミリメートル（ｍｍ）または少なくとも１ｍｍの平均厚さを有することができ；かつ／または、強化構造体の各々は、せいぜい５ミリメートル（ｍｍ）またはせいぜい４ｍｍの平均厚さを有することができる。
いくつかの例では、強化構造体は、超硬質粒からの材料と反応して、それらと化学的に結合できる材料を含むかまたはそれからなることができる。凝集層がｃＢＮ粒を含む例示的な構造物では、強化構造体は、ホウ素および／または窒素と化学結合を形成できる材料を含むことができる。凝集層がダイヤモンド粒を含むかまたはそれからなる例示的な構造物では、強化構造体は、炭素と化学結合を形成できる材料を含むことができる。例えば、モリブデンを含むかまたはそれからなる強化構造体は、ｃＢＮおよび／またはダイヤモンド粒を含む強化超硬質層に適している可能性がある。
【００１３】
いくつかの例では、強化構造体は、耐火性金属を含むかまたはそれからなることができ；かつ／または強化構造体は、金属合金材料、金属間材料またはセラミック材料を含むかまたはそれからなることができる。いくつかの例では、強化構造体は、異なる材料を含むかまたはそれからなることができる。
一般に、強化構造体は、それと結合している超硬質層の曲がりなどの実質的な変形を低減または排除できるように構成されており、かつ、そうした材料を含む可能性があるが、目的とする用途および続くその構造物の加工に応じて、いくらかの変形は許容され得る。
いくつかの例では、強化構造体の少なくとも１つは、金属元素の形態または合金、金属間材料もしくは化合物中に含まれた形態で、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）およびレニウム（Ｒｅ）を含むかまたはそれからなることができる。
【００１４】
いくつかの例では、各強化構造体は、少なくとも末端表面の近傍に、凝集層を焼結させるための焼結促進材料の供給源を実質的に含まなくてよい；または、各強化構造体のボリューム全体にわたって、凝集層を焼結させるための焼結促進材料を実質的に含まなくてよい。
いくつかの例では、凝集層はダイヤモンド粒を含むことができ、強化構造体は、少なくとも末端表面の近傍に、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）およびケイ素（Ｓｉ）の供給源を実質的に含まなくてよい。
いくつかの例では、凝集層はｃＢＮ粒を含むことができ、強化構造体は、少なくとも末端表面の近傍に、アルミニウム（Ａｌ）およびコバルト（Ｃｏ）を実質的に含まなくてよい。
いくつかの例では、その方法は、複数の単位アセンブリをカプセル封入して焼結前スタックを提供するステップを含むことができる。例えば、その方法は、少なくとも３つまたは少なくとも５つの単位アセンブリをカプセル封入して焼結前スタックを提供するステップを含むことができる。
【００１５】
いくつかの例では、焼結前スタック中に含まれる単位アセンブリの隣接対は、単位アセンブリの隣接対が、焼結期間、焼結圧力および焼結温度にかけられた結果として、互いに実質的に結合しないように構成される材料を含む１つまたは複数の分離構造物によって分離されていてよい。この分離構造物は、円形ディスクの形態であってよい。
いくつかの例では、少なくとも１つの分離構造体は、少なくとも２，０００℃の融点を有する金属を含むかまたはそれからなることができ；その金属の酸化物を含む膜は、分離構造体の主要な表面で存在することができる。例えば、少なくとも１つの分離構造体は、モリブデンを含むかまたはそれからなることができ、そこに酸化モリブデンを含む膜が存在する主要な表面を有することができる。酸化物膜は、１つまたは複数の分離構造体の実質的に全体にわたる主要な表面を覆うことができる。
【００１６】
より一般的には、この方法は、耐火性金属を含むかまたはそれからなり、２，０００℃未満の融点を有する材料を実質的に含まない構造体を提供するステップと、その構造体の表面で化学反応を誘発するようにその構造体を処理して、その金属より化学的に不活性な材料を作製するステップと、その構造体を分離構造体として使用するステップとを含むことができる。例えば、この方法は、耐火性金属からなるディスクを、酸素含有雰囲気で、ディスクの表面で金属酸化物膜をもたらすのに十分に高い温度で熱処理にかけるステップを含むことができる。
いくつかの例では、少なくとも１つの分離構造体は、セラミックファイバーまたは鉱物性材料ファイバーの凝集体の形態であってよい、セラミックまたは鉱物性材料を含むことができる。
【００１７】
いくつかの例では、焼結圧力は、少なくとも約４ギガパスカル（ＧＰａ）、少なくとも約５ギガパスカルまたは少なくとも約７ギガパスカル（ＧＰａ）であってよい。いくつかの例では、焼結温度は、その焼結圧力で焼結促進材料の供給源の少なくとも１つを溶融させるのに十分に高くてよい。
第３の態様によれば、本開示による構造物を加工する方法であって、その方法が、その構造物を切断して複数のセグメントを提供するステップを含み、各セグメントが、セグメント化された超硬質層の対向する末端境界と結合された、一対のセグメント化された強化構造体を含む方法を提供する。
【００１８】
いくつかの例では、そのセグメントは実質的に、機械加工操作（machining operation）のためのインデックス可能なインサートに適した形状および寸法のカッターエレメントを有することができる。
この方法は、セグメント化された強化構造体の少なくとも１つから材料を除去するステップ、または強化構造体の少なくとも１つを複雑に除去するステップを含むことができる。
いくつかの例では、この方法は、セグメント化された強化構造体をその工具本体にろう付けすることによって、少なくとも１つのセグメント化された強化構造体を含むセグメントを工具本体に取り付けるステップを含むことができる。この方法は、それぞれのセグメントの各セグメント化された強化構造体を、工具本体中に提供されているそれぞれのポケットにろう付けすることによって、工作機械用のインデックス可能なインサートのために、各セグメントが少なくとも１つのセグメント化された強化構造体を含む複数のセグメントを工具本体に取り付けるステップを含むことができる。
非限定的な例示的配置を、添付の図面を参照して以下に説明することとする。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】例示的な構造物の概略透視図である。
【図２】例示的な焼結前スタックの概略軸方向（長手方向）の断面図である。
【図３】例示的なインデックス可能な工作機械の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
凝集層は、複数のｃＢＮ粒、およびバインダーマトリクスを形成させ焼結ＰＣＢＮ層中のｃＢＮ粒を一緒に結合させるための前駆体材料（焼結促進材料）の１つの供給源または複数の供給源を含む、一対の互いに対向する主要な境界部を有する円形ディスクの形態で提供することができる。モリブデン（Ｍｏ）などの耐火性金属からなる強化ディスクの接触域は、超高圧、高温プレスシステムのためのアセンブリされたカプセル中の凝集体の境界部の各々に対して配置することができる。次いで、このカプセルを、バインダー材料がＰＣＢＮ層を形成させそれをもたらすのに十分な期間、少なくとも約４．５ギガパスカル（ＧＰａ）の極めて高い焼結圧力および約１，３００℃の焼結温度にかけることができ、その主要な境界部は強化ディスクと結合される。この構造物は、ＰＣＢＮ層が、一対の強化ディスクと、対向する強化された境界部で結合している「サンドイッチ」型の配置と見なすことができる。
図１を参照すると、例示的な焼結構造物１０は、円形ディスクの形態のＰＣＢＮ層１２、およびＰＣＢＮ層１２の互いに対向する強化された境界部１４、１５と結合した一対の強化ディスク１１、１３を含む。この例では、強化ディスク１１、１３は、それぞれの強化された境界部１４、１５とそれぞれ結合しており、モリブデン、ならびにモリブデンとｃＢＮ粒および焼結促進材料の間の反応生成物を含む。構造物１０の直径ｄは約７０ミリメートル（ｍｍ）であってよく、ＰＣＢＮディスク１２の厚さｓは約１．６ミリメートル（ｍｍ）であってよく、末端ディスク１１、１３の厚さｒは約０．１２５ミリメートルであってよい。
【００２１】
図２を参照すると、焼結カプセル（示していない）中にアセンブリするための例示的な焼結前スタック２０は、それぞれが、超硬質粒および焼結促進材料を含む円形ディスクの形態の凝集層２２、および対向する境界部で凝集層２２と接触している一対のモリブデンディスク１１、１３の各々の接触域を含む複数の単位アセンブリ（４つという特定の例で示されている）を含むことができる。この例では、単位アセンブリをお互いの上に積み上げることができ、隣接対は、それぞれがモリブデンを含み、それらの表面上に酸化されたモリブデンの膜を有する２つのセパレーターディスク２４、２５によって分離されている。層を積み上げると、単一の超高圧、高温回分プロセスで、複数のＰＣＢＮ層を焼結させることが可能となる可能性があり、したがって、多分、製造工程の経済的実行可能性を向上させることができる。セパレーターディスク２４、２５の表面上の酸化された膜は、焼結工程後に、焼結構造物を分離するのを助けることができる。
【００２２】
凝集層２２は、複数のｃＢＮ粒、および焼結ＰＣＢＮ材料のバインダーマトリクスを形成させるための種々の供給源材料を含むことができる。いくつかの例では、そのｃＢＮ粒は約１〜約１０μｍの平均サイズを有することができ、その供給源材料は、それぞれ単独かまたは組み合わせて、元素または化合物の形態で、ｃＢＮ粒との粉末ブレンドとして、チタン、アルミニウムまたはコバルトを含むことができる。
超高圧で凝集層を焼結させると、圧縮によって、かつ、起こり得る種々の化学反応および溶解の結果として、その密度を増大させる可能性がある。したがって、凝集層の厚さは一般に、これらの効果を考慮に入れるために、焼結超硬質層の所望の厚さより大きいことが必要となる。一般に、凝集層の厚さと焼結ＰＣＢＮ層の厚さの関係は、通常、試行錯誤実験によって見出すか、または、計算によって推定することができる。
【００２３】
非限定的な例示的配置および方法を以下で説明する。
１つの特定の例では、超硬質層はＰＣＢＮ材料からなることができる。ＰＣＢＮ層は、ｃＢＮ粒をアルミニウム粉末とブレンドすることによって作製することができ、ｃＢＮの質量含有率は、ブレンド粉末の９０％である。ｃＢＮ粒は、レーザー回折法で測定して３〜８μｍの範囲の平均サイズを有することができる。ｃＢＮ粒およびアルミニウム粉末を含む凝集層は、約１．８ミリメートル（ｍｍ）の厚さおよび約５０ミリメートル（ｍｍ）の直径を有する薄い圧縮円形ディスクの形態で調製することができる。凝集体は一般に、焼結工程の間の緻密化ならびにアルミニウムおよびｃＢＮ粒が関与する化学反応のため、焼結ＰＣＢＮ層の所望の厚さより厚いことが必要となる。凝集層は、凝集層の所望の深さおよび直径を有する浅い鋳型にブレンド粉末を充填し、そのブレンドされた粉末を圧縮して自己支持形素地（green body）を形成させることによって作製することができる。次いで、この素地を鋳型から取り出し、加熱炉に入れ、真空中、約１，１００℃の温度で熱処理して、凝集体から不純物を除去することができる。熱処理の後、凝集層は、その素地より高い強度を持つ可能性がある。
【００２４】
強化構造体の対は、モリブデン（Ｍｏ）からなり、凝集層と実質的に同じ直径を有し、０．１２５ミリメートル（ｍｍ）の厚さを有する円形ディスクの形態で提供することができる。強化ディスクの接触域を、凝集層の各々の円形の境界部に対して配置し、したがって、その凝集層を強化ディスクの間に「サンドイッチ」状にし、単位アセンブリを形成させることができる。複数のそうした単位アセンブリを調製することができる。
分離ディスクは、凝集層および強化ディスクと実質的に同じ直径、ならびに約０．１２５ミリメートル（ｍｍ）の厚さを有するモリブデンディスクを提供することによって調製することができる。分離ディスクが酸化モリブデンでコーティングされるように、これらのディスクを空気中で熱処理することができる。
【００２５】
その中で少なくとも２つの酸化された分離ディスクが隣接する単位アセンブリの間に位置している、単位アセンブリのスタックを形成させることができる。これは、それぞれが、ＰＣＢＮ層、およびＰＣＢＮ層の強化された境界部と結合した一対の強化ディスクを含む焼結構造物が、超高圧での焼結工程の後、互いに容易に分離されるようにすることになる。このスタックを、耐火性金属を含む一対の対向するインターロッキングカップ内にカプセル封入して焼結前アセンブリを提供することができ、次いでこれを、ＰＣＢＮ材料を焼結させるためにカプセル中にアセンブリし、約１５分間の焼結期間、少なくとも約４．５ギガパスカル（ＧＰａ）の焼結圧力および約１，２５０℃の焼結温度にかけることができる。次いで圧力および温度を低下させ、カプセルをプレスから取り出し、その焼結構造物を取り出すことができる。各構造物は、対向する強化された境界部で、モリブデン、ホウ化モリブデンおよび／または窒化モリブデン（後者の２つの化合物は強化ディスクとｃＢＮ粒の反応によって生じる）を含む強化ディスクの対と結合したＰＣＢＮ層を含むことになる。いくつかの例では、Ｍｏ、Ｎ、Ｂおよび／またはＡｌを含む化合物が、強化ディスク中に存在することができる。それらの間に、酸化されたモリブデンディスクが存在するために、構造物は、比較的容易に互いに分離される可能性がある。
【００２６】
他の例では、焼結圧力は少なくとも約５ギガパスカル（ＧＰａ）であってよく、焼結温度は約１，６５０℃であってよい。いくつかの例では、焼結期間は約１５〜５０分間の範囲であってよい。一般に、そこでｃＢＮが六方晶ｃＢＮ（ｈＢＮ）同素体より熱力学的に安定な条件を実現するために、焼結温度を増大させる場合、焼結圧力を増大させることが必要となる可能性がある。
【００２７】
別の例では、Ａｌ3Ｔｉ材料を含む粉末とブレンドされたｃＢＮ粒を含む凝集層を調製することができる。アルミニウム粉末および半化学量論的な炭窒化チタン粉末（半化学量論量は約０．８であってよい）を所望の質量比で一緒にブレンドし、このブレンドされた粉末を、その粉末が化学的に反応してＡｌ3Ｔｉ、炭素を含む化合物および窒素を含む化合物を含む粉末を形成するのに十分な時間、真空中で約１，０２５℃に加熱することができる。反応した粉末を粉砕し、篩別し、次いで摩擦粉砕機で約４時間ミリングすることができる。次いで、ミリングされた粉末中にｃＢＮ粒を導入し、その一緒にした粉末をさらに最大で約１時間までの様々な時間、摩擦粉砕機でミリングすることができる。得られたスラリーを、ロータリーエバポレーターで乾燥して焼結前粉末ブレンドを提供することができる。焼結前粉末ブレンドを圧縮して素地凝集体を提供し、これを１，１１６℃で脱ガスして凝集体ディスクを生成させることができる。凝集体ディスクの直径は焼結構造物に望ましい直径と実質的に同じであってよく、それは約５０〜約１００ミリメートル（ｍｍ）であってよい。凝集体ディスクの厚さは、超高圧での圧縮および起こり得る化学反応のため、凝集体の緻密化を考慮して、所望の厚さ、例えば１ミリメートルを有する焼結ＰＣＢＮ層をもたらすのに十分なものとなる。凝集層の厚さと焼結ＰＣＢＮ層の厚さとの関係は、通常、試行錯誤実験によって見出すか、または、計算によって推定することができる。
【００２８】
マトリクスが炭化チタンまたは窒化チタンを含むＰＣＢＮ材料は、それぞれ、炭化チタンまたは窒化チタンをアルミニウムと予備反応させることを含む上述したのと同様のプロセスで作製することができる。
さらに別の特定の例では、凝集層は、０．１μｍ〜３０μｍの平均サイズを有する合成ダイヤモンド粒を含むことができる。凝集層を一対のモリブデン強化ディスクの間に含めることができ、これは、焼結工程の間に、コバルト（Ｃｏ）などの焼結促進材料が、凝集層の外の供給源から凝集体中に浸潤するのを防止する可能性がある。したがって、焼結促進材料の供給源を凝集体中に含めることができ、これは、ダイヤモンド粒を微細なＣｏ粉末とブレンドすることによって、またはＣｏの供給源をダイヤモンド粒の表面上に沈着させるなどの他の手段によって達成することができる。様々な添加剤を、凝集層中に含めることもできる。例えば、凝集層は、約０．５質量％〜約５質量％の炭化バナジウム、炭化クロムもしくは炭化タングステン、または、粒成長の暴走（runaway）（潜在的に、オストワルド熟成として公知の種類のもの）のリスクを低減もしくは排除する効果をもつことができる他の元素もしくは化合物を含むことができる。そうした材料を、粒成長抑制剤と称することができる。
【００２９】
例示的な方法のいくつかのバージョンでは、凝集層は金属炭酸塩前駆体材料、特に金属炭酸塩結晶を含むことができ、この方法は、その前駆体材料を、典型的には熱分解または分解によって対応する金属酸化物に転換させるステップと、その金属酸化物材料をダイヤモンド粒とブレンドするステップと、そのブレンドされた粒をミリングして、ダイヤモンド粒子の表面上にわたって分散した、微細に分割された金属酸化物材料を生成させるステップを含むことができる。この金属炭酸塩結晶は、炭酸コバルト、炭酸ニッケル、またはダイヤモンド粒の焼結を促進させることができる他の材料の炭酸塩から選択することができる。この特定の例では、炭酸コバルトを使用することができる。いくつかの例では、金属酸化物前駆体材料は、約５〜約２００ナノメートル（ｎｍ）の範囲の平均粒サイズが得られるまでミリングすることができる。ダイヤモンド粒とブレンドされたら、金属酸化物材料を、真空中、炭素の存在下で熱処理することによって還元して、高度に分散した金属（金属酸化物の金属）を生成させることができる。代替的にまたは追加的に、金属酸化物を、水素リッチな雰囲気中で還元することができる。炭酸コバルト結晶などの金属炭酸塩の制御された熱分解は、対応する金属酸化物、例えば酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）（これを還元して、分散した金属コバルトを提供することができる）を生成させるための方法を提供することができる。
【００３０】
その中でダイヤモンド粒が凝集体の少なくとも約８０質量％を占めるバインダー材料によって一緒に保持された、複数のダイヤモンド粒およびコバルトなどの焼結促進材料の供給源を含むシートの形態の凝集層を提供することができる。このシートは、押し出し法またはテープキャスティング法などの様々な方法で作製することができる。ここで、ダイヤモンド粒およびバインダー材料を含むスラリーを表面上に薄く拡げ、乾燥させる。米国特許第５，７６６，３９４号および第６，４４６，７４０号に記載されているものなどの、ダイヤモンド含有シートを作製するための他の方法も使用することができる。ダイヤモンド担持層を沈着させるための代替的な方法には、熱噴霧などの噴霧法が含まれる。バインダー材料は、水性の有機バインダー、例えばメチルセルロースまたはポリエチレングリコール（ＰＥＧ）を含むことができ、異なるサイズ分布、ダイヤモンド含量または添加剤を有するダイヤモンド粒を含む異なるシートを提供することができる。シートの厚さは、焼結ＰＣＤ材料が、所望の厚さ、例えば約２ミリメートル（ｍｍ）を有する層の形態となるように選択されることになる。所要直径を有するディスクをシートから切り出し、同じ直径のＭｏディスクの対の間に置いて複数の単位アセンブリを提供し、隣接する単位アセンブリ間に、酸化されたＭｏ分離ディスクの対で互いの頂部に積み重ねて焼結前スタックを提供し、そのスタックを、一対の対向する耐火性カップ内にカプセル封入して焼結前アセンブリを形成することができる。これらのカップは、ガス状材料が焼結前アセンブリ（これを、加熱炉中で数百℃の温度に加熱して、凝集体中に存在するバインダー材料を燃焼させることができる）から抜けられるようにするために、完全に密封すべきではない。熱処理後に、これらのカップを一緒に圧縮し、密封し、超高圧プレスのためのカプセル中にアセンブリし、焼結促進材料を溶融させるために、少なくとも約５．５ギガパスカル（ＧＰａ）の極めて高い焼結圧力および十分に高い焼結温度にかけることができる。この特定の例では、焼結促進材料はコバルトを含み、焼結温度は少なくとも約１，３００℃であってよい。適切な焼結期間、例えば少なくとも５分間後、圧力および温度を低下させ、カプセルをプレスから取り出し、それぞれのＰＣＤ層を含む焼結構造物を、モリブデンおよび炭化モリブデン（後者は強化ディスクとダイヤモンド粒の反応によって生成する）を含む強化ディスクの対と結合させることができる。いくつかの例では、Ｍｏ、Ｃおよび／またはＣｏを含む化合物が、強化ディスク中に存在してよい。いくつかの例では、構造物中に含められる強化ディスクは、潜在的にその構造物の外端に存在する未反応モリブデンの膜と一緒に、実質的に炭化モリブデンからなっていてよい。それらの間に存在する酸化されたモリブデンディスクの存在のため、構造物は、比較的容易に、互いに分離される可能性がある。
【００３１】
Ｍｏなどの耐火性金属は、焼結工程後に、温度および圧力が、焼結条件から、およそ大気圧および数百℃未満、例えば約２００℃の温度に低下したとき、焼結温度で比較的高い応力を保持し、したがって、焼結超硬質層に対して強化効果を有することができることになる可能性がある。強化ディスクの存在は、超硬質層のいくらかの変形を許容し、同時に、両方の強化表面がそれぞれの強化構造体に結合するため、クラッキングの発生率を低下させる可能性がある。耐火性材料の構造強度によって、かつ、超硬質層の曝露された（強化されていない）主要な表面の存在を回避または低減させることによって、超硬質層のクラッキングを抑制することができる。開示方法の例は、比較的薄い超硬質層が、受け入れ可能な製造収率で、焼結されるのを許容する側面を有することができる。
いくつかの例では、焼結促進材料の薄膜を、凝集層と強化ディスクの少なくとも１つの境界部の間に単位アセンブリを含ませることができる。そうした例では、凝集層は焼結促進材料の供給源を含んでも含まなくてもよく、膜中に含まれるコバルトなどの焼結促進材料の質量は、超硬質粒と強化ディスクの間に無視できるほど少量の材料だけしか残さないで、焼結工程の間に、実質的にそのすべてが凝集層中に浸潤し、その結果、後者（強化ディスク）は焼結した多結晶超硬質層中に含まれる超硬質粒と結合することができるのに丁度十分となるように計算されることになる。
【００３２】
本開示による構造物をさらに処理して、工具を作製するための前駆体エレメントであってよい複数のセグメントを提供することができる。特に、各構造物を、インデックス可能な工作機械の工具本体に取り付けるための一般的な層の形状で、複数のセグメントに切断することができる。超硬質材料、および強化層中に含まれる材料が電流を導通させることができる場合、その構造物を、放電加工（ＥＤＭ）ワイヤで切断することができる。そうでない場合、構造物を、例えばレーザー装置で切断することができる。
強化層の強化効果のため、超硬質層クラッキングのリスクは大幅に低減される可能性がある。特定の理論に拘泥するわけではないが、超硬質層の実質的にすべての末端境界部の強化層への結合は、曝露された非結合表面でのクラック形成のリスクを大幅に低減させる可能性がある。さらに、強力なさらなる強化構造体の使用は、超硬質層の曲がりまたは湾曲などの変形を低減させる可能性がある。各セグメントにおける曲がりの程度が無視できるほど小さい可能性があるので、比較的多数の実質的により小さいセグメントが構造物から切り出された場合、比較的小さい程度の超硬質層の曲がりが許容される。
【００３３】
各セグメントを、研削などでさらに処理して、工作機械用のインサートの一部として使用するための、カッターエッジ、レーキ面および側面を備えた層を形成させることができる。強化層の一方または両方を取り除くことができる。いくつかの例では、その層の一方の側の強化層を、単独かまたは他の技術と組み合わせて、研削により取り除き、反対側の強化層を保持し、カッターインサートのための基体にろう付けすることができる。ただし、その強化層はろう付けされ得る（言い換えれば、溶融ろう付け材料によって湿潤しており、ろう付け材料と結合させることができる）材料を含むものとする。
【００３４】
図３を参照すると、回転工作機械（示していない）用の例示的なインデックス可能なインサート５０はそれぞれが超硬合金基材５４と接合している、ＰＣＢＮ材料を含み、少なくとも１つのカッターエッジを有する３つのカッターエレメント５２を含むことができる。各カッターエレメント５２は、ろう付け材料を含み、それぞれの強化層が各カッターエレメント５２にさらに結合されている層５６によって、基材５４の各々の隅部に提供されたそれぞれのポケットで接合されていてよい。
【００３５】
他の例では、カッティングエッジは、基材の周辺端部全体にそって延在しその基材の端部の大部分を覆うことができる、同じＰＣＢＮカッターエレメントの隅部上に提供されていてよい。いくつかの例では、ＰＣＢＮカッターエレメントは、基材の両方の主要な末端部と接合していてよい。いくつかの例では、１つまたは複数のカッターエレメントはＰＣＤを含むことができる。
いくつかの例では、強化層の一部を、各カッターエレメントのレーキ表面上に保持させることができる。これは、カッターエレメントのクラッキングもしくは破壊に対する耐性を増進させる側面をもつことができる、または別の保護効果をもつことができる。
【００３６】
本明細書で使用する特定の用語および概念を、以下で簡単に説明する。
本明細書で使用する、ある面積の円相当径は、同じ面積を有する円の直径の大きさである。記号を使用すると、面積Ａの円相当径ｄは、Ａをπで除した商の平方根の２倍、すなわちｄ＝２（Ａ／π）1/2として計算される。
本明細書で使用する超硬質材料は、少なくとも約２８ギガパスカル（ＧＰａ）のヴィッカース硬度を有する。ダイヤモンド、立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）、およびダイヤモンドおよび／またはｃＢＮを含む特定の多結晶材料が、超硬質材料の例である。
本明細書で使用する多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）材料は、その相当な数が互いに直接内部結合しており、ダイヤモンドの含有率がその材料の少なくとも約８０体積％である、複数のダイヤモンド粒を含む。ダイヤモンド粒間のすき間は実質的に空であるか、またはそれらは少なくとも部分的にフィラー材料で満たされているか、またはそれらは実質的に空であってよい。フィラー材料は、焼結促進材料を含むことができる。
【００３７】
ＰＣＢＮ材料は、金属、半金属および／またはセラミック材料を含むマトリクス中に分散された立方晶窒化ホウ素（ｃＢＮ）の粒を含む。例えば、ＰＣＢＮ材料は、炭窒化チタンなどのＴｉ含有化合物および／または窒化アルミニウムなどのＡｌ含有化合物、および／またはＣｏおよび／またはＷなどの金属を含む化合物を含むバインダーマトリクス材料中に分散された、少なくとも約３０体積％のｃＢＮ粒を含むことができる。いくつかのバージョン（または「グレード」）のＰＣＢＮ材料は、少なくとも約８０体積％、さらには、少なくとも約８５体積％のｃＢＮ粒を含むことができる。
【００３８】
本明細書で使用する焼結促進材料は、超硬質粒を含む凝集体の焼結を促進させることができる。例として、隣接するダイヤモンド粒の直接的な内部成長（すなわち、隣接するダイヤモンド粒を連結するダイヤモンド「ネック」の形成）は、ダイヤモンドのための「溶媒／触媒」材料とも称することができる、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）もしくはマンガン（Ｍｎ）、またはこれらの１つもしくは複数（例えば、コバルトと鉄または鉄とニッケルの混合物）を含む合金の存在によって促進させることができる。別の例として、元素または化合物の形態の特定の材料を、ｃＢＮ粒中に含まれる材料と化学的に反応して、ＰＣＢＮ材料の形成を促進させることができる。より一般的には、ｃＢＮ（またはＰＣＢＮ）のための焼結促進材料の存在は、特定の化学反応または相互作用を可能にし、それによってｃＢＮ粒が一緒に保持されるマトリクスの生成をもたらすことになる。このマトリクスは、その元の形態でまたは化合物中に含まれる形態で、焼結促進材料を含む可能性がある。
本明細書で使用する耐火性金属（これは特定の合金を含む）は、２，０００℃超の融点温度を有する。耐火性金属は、非常に高温（固体状態の場合、融点未満で）で、クリープ変形に対して相対的な安定性を示す可能性がある。例えば、耐火性金属には、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）およびレニウム（Ｒｅ）ならびにこれらの元素の１つまたは複数を含む特定の合金が含まれる。より一般的には、耐火性材料には、耐火性金属および特定の高度なセラミック材料が含まれる。例えば、炭化物、窒化物またはホウ化物のいずれかの耐火性金属を含むかまたはそれらからなる材料。
【００３９】
工作機械は、機械加工によって、金属、複合体材料、木材またはポリマーなどの材料を含む部品を製造するために使用できる動力付き機械装置である。機械加工は、物体またはワークピースから材料の選択的取り出しである。回転工作機械は、使用時にそれ自体の軸周りで回転するカッターエレメント、例えばドリルビットを含む工作機械である。
【００４０】
本明細書で使用する「〜からなる（consists of）」という用語は、実際には不可避なごくわずかな量の不純物が存在する可能性を排除しない。
本発明のまた別の態様は、以下のとおりであってもよい。
〔１〕各境界部がそれぞれの強化構造体と結合している、互いに対向する強化された前記境界部を有する焼結した多結晶超硬質層を備え、
前記超硬質層が、多結晶ダイヤモンド（ＰＣＤ）材料または多結晶立方晶窒化ホウ素（ＰＣＢＮ）材料を含む構造物であって、
前記構造物は、強化された各境界部の円相当径が、両境界部間の前記超硬質層の平均厚さの少なくとも１０倍となるように構成されており、
前記強化構造体が、強化された前記境界部の少なくとも近傍に、２，０００℃未満の融点を有する材料を実質的に含まない構造物。
〔２〕前記超硬質層の平均厚さが０．５ミリメートル（ｍｍ）〜３ｍｍである、前記〔１〕に記載の構造物。
〔３〕前記強化構造体の各々が、０．１〜５ミリメートル（ｍｍ）の平均厚さを有する、前記〔１〕または〔２〕のいずれかに記載の構造物。
〔４〕各強化構造体が、それぞれの強化された境界部の少なくとも近傍に、前記超硬質層のための焼結促進材料を実質的に含まない、前記〔１〕から〔３〕のいずれかに記載の構造物。
〔５〕前記強化構造体の各々が、少なくとも２５０ギガパスカル（ＧＰａ）の平均ヤング率または少なくとも５００メガパスカル（ＭＰａ）の引張強度を有する、前記〔１〕から〔４〕のいずれかに記載の構造物。
〔６〕前記〔１〕から〔５〕までのいずれかに記載の構造物を作製する方法であって、
複数の超硬質粒および焼結促進材料の供給源を含み、一対の互いに対向する境界部と、前記構造物中に含まれることになる超硬質層の形成に適した両境界部間の平均厚さとを有するように構成された、凝集層を用意するステップと、
接触域の近傍に、強化構造体が２，０００℃未満の融点を有する材料を実質的に含まない前記接触域を各々有する、少なくとも２つの強化構造体を用意するステップと、
前記強化構造体の各々の前記接触域が、前記凝集層の各々の境界部に隣接しており、前記構造物中に含まれることになる前記超硬質層の平均厚さの少なくとも１０倍の円相当径を有するように、単位アセンブリを配置するステップと、
超高圧加圧装置用のカプセル内に前記単位アセンブリを封入して、カプセル封入焼結前スタックを得るステップと、
前記カプセル封入焼結前スタックを、極めて高い焼結圧力および十分に高い焼結温度に、十分な焼結期間掛けて、前記構造物を形成するステップと
を含む方法。
〔７〕前記接触域の各々の円相当径が、５０ミリメートル（ｍｍ）〜１２０ｍｍである、前記〔６〕に記載の構造物。
〔８〕前記接触域の各々の円相当径が、前記構造物中に含まれることになる超硬質層の平均厚さの２０〜１２０倍であるように構成されている、前記〔６〕または〔７〕に記載の構造物。
〔９〕前記超硬質粒が、ダイヤモンド材料またはｃＢＮ材料を含む、前記〔６〕から〔８〕のいずれかに記載の方法。
〔１０〕前記超硬質粒がｃＢＮ材料を含み、焼結促進材料の前記供給源が、元素形態で、または化合物中に含まれて、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、コバルト（Ｃｏ）もしくはニッケル（Ｎｉ）またはこれらのいずれかを含んだ組合せを含む、前記〔６〕から〔９〕のいずれかに記載の方法。
〔１１〕前記超硬質粒がダイヤモンド材料を含み、焼結促進材料の前記供給源が、元素形態で、または化合物中に含まれて、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）もしくはケイ素（Ｓｉ）またはこれらのいずれかを含んだ組合せを含む、前記〔６〕から〔１０〕のいずれかに記載の方法。
〔１２〕両境界部間の前記凝集層の厚さが、１０％を超えて変動しない、前記〔６〕から〔１１〕のいずれかに記載の方法。
〔１３〕前記凝集層が、１．０〜３．５ミリメートル（ｍｍ）の両境界部間の平均厚さを有する、前記〔６〕から〔１２〕のいずれかに記載の方法。
〔１４〕前記強化構造体の各々が、０．０５〜５ミリメートルの平均厚さを有する、前記〔６〕から〔１３〕のいずれかに記載の方法。
〔１５〕前記強化構造体の少なくとも１つが、金属元素の形態で、または合金、金属間材料もしくは化合物中に含まれて、モリブデン（Ｍｏ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）およびレニウム（Ｒｅ）を含む、前記〔６〕から〔１４〕のいずれかに記載の方法。
〔１６〕前記強化構造体の各々が、少なくとも末端表面の近傍に、前記凝集層を焼結させるための焼結促進材料の供給源を実質的に含まない、前記〔６〕から〔１５〕のいずれかに記載の方法。
〔１７〕前記凝集層がｃＢＮ粒を含み、前記強化構造体の各々が、少なくとも末端表面の近傍に、アルミニウム（Ａｌ）およびコバルト（Ｃｏ）を実質的に含まない、前記〔６〕から〔１６〕のいずれかに記載の方法。
〔１８〕複数の単位アセンブリをカプセル封入して、焼結前スタックを得るステップを含む、前記〔６〕から〔１７〕のいずれかに記載の方法。
〔１９〕単位アセンブリの近接対は、焼結期間の間、焼結圧力および焼結温度に掛けられるのに応答して、単位アセンブリの前記近接対が互いに実質的に結合しないように構成され、かつ結合しないような材料を含む分離構造体によって分離されている、前記〔１８〕に記載の方法。
〔２０〕前記分離構造体が、金属の酸化物を含む膜でコーティングされた耐火性金属を含む、前記〔１８〕または〔１９〕に記載の方法。
〔２１〕少なくとも１つの分離構造体が、酸化モリブデンを含む膜でコーティングされたモリブデンを含む、前記〔１８〕から〔２０〕のいずれかに記載の方法。
〔２２〕金属を含み、２，０００℃未満の融点を有する材料を実質的に含まない構造体を用意するステップと、前記構造体を処理して前記構造体の表面で化学反応を誘発させて、前記金属より化学的に不活性な材料を作製するステップと、前記構造体を分離構造体として使用するステップとを含む、前記〔１８〕から〔２１〕のいずれかに記載の方法。
〔２３〕耐火性金属からなるディスクを、酸素含有雰囲気中で、前記ディスクの表面で金属酸化物膜をもたらすのに十分に高い温度で熱処理に掛けるステップを含む、前記〔１８〕から〔２２〕のいずれかに記載の方法。
〔２４〕前記〔１〕から〔５〕のいずれかに記載の構造物を加工する方法であって、前記方法が、前記構造物を切断して、複数のセグメントを得るステップを含み、各セグメントが、セグメント化された超硬質層の対向する末端境界部と結合された、一対のセグメント化された強化構造体を含む方法。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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