"第1の領域と、超硬質構造の露出した表面に隣接し、ダイヤモンド材料又は立方体の窒化ホウ素を含み、ダイヤモンド材料を含む場合には密度が立方メートル当たり3.4×103キログラムを超える、第2の領域と、を含む多結晶超硬質材料の本体を含む超硬質構造体であって、第1の領域及び第2の領域を形成する1種又は複数種の材料が熱膨張係数に差を有し、第1の領域及び第2の領域は、熱膨張係数間の差により露出した表面に隣接する第2の領域において圧縮が誘発されるように配列され;且つ第1の領域又はさらなる領域は、多結晶性本体の最高の熱膨張係数を有し、多結晶超硬質材料の本体の周辺の自由表面から、第2の領域又はさらに熱膨張係数の低い1種又は複数種の材料で形成された1つ又は複数のさらなる領域により一部隔離され、これらの領域が多結晶超硬質材料の複数の粒子を含み、第2の領域は、最高の熱膨張係数の材料で形成された領域の一部が超硬質構造体の自由表面に延びる隙間をその中に有し、周辺的に不連続である、超硬質構造体。第1の領域及び第2の領域が、物理的性質において1つ又は複数のさらなる差を有する、請求項1に記載の超硬質構造体。物理的性質における1つ又は複数のさらなる差が、第1の領域及び第2の領域を形成する1種又は複数種の材料の弾性係数における差を含む、請求項2に記載の超硬質構造体。多結晶超硬質材料の本体が、多結晶ダイヤモンド材料を含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の超硬質構造体。界面に沿った多結晶材料の本体の面に結合した基材をさらに含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の超硬質構造体。前記基材が炭化物材料で形成されている、請求項5に記載の超硬質構造体。第3の領域、第4の領域、第5の領域及び第6の領域をさらに含み、第1~第6の領域は軸対称であり、第2~第6の領域は第1の領域に隣接しており、第2~第6の各領域は第1の領域の熱膨張係数より低い熱膨張係数を有し、a第1の領域は、第2の領域と基材の間に位置し;b第3の領域は、第1の領域に隣接し且つ基材と多結晶材料の本体の界面に位置し、第3の領域は、多結晶材料の本体の周辺の自由表面の一部及び第1の領域と基材の間に位置し且つそれらを形成し;c第4の領域は、第3の領域に隣接し、且つ多結晶超硬質材料の周辺の自由表面に位置し;d第5の領域は、第4の領域及び第2の領域に隣接し、第2の領域を第4の領域から隔離しており;e第6の領域は第1の領域に隣接し、第1の領域を基材から隔離している、請求項5又は6に記載の超硬質構造体。第2の領域、第3の領域、第4の領域、第5の領域及び第6の領域のいずれか1つ又は複数は、最高の熱膨張係数の材料で形成された領域の一部が超硬質構造体の自由表面に延びる1つ又は複数の隙間をその中に有し、周辺的に不連続である、請求項7に記載の超硬質構造体。第2~第6の領域の各々が熱膨張係数の異なる1種又は複数種の材料から作製されている、請求項7または8に記載の超硬質構造体。第6の領域が超硬質構造体中で最高の熱膨張係数を有する材料で作製されている、請求項7または8に記載の超硬質構造体。第1、第2、第3、第4及び第5の領域を形成する材料が、異なる熱膨張係数を有する、請求項10に記載の超硬質構造体。第1の領域と第6の領域が同じ材料で形成され、且つ最高の熱膨張係数を有し、第1の領域及び第6の領域を形成している材料は、第2、第3、第4及び第5の領域を形成している1種又は複数種の材料よりも高い熱膨張係数を有する、請求項7に記載の超硬質構造体。第2、第3、第4及び第5の領域が、異なる熱膨張係数を有する1種又は複数種の材料で形成されている、請求項7に記載の超硬質構造体。第1の領域が、超硬質構造体中で最高の熱膨張係数を有する材料で形成され、第1の領域は、本体の多結晶材料と基材の界面において超硬質構造体の中心軸の周りに実質的に対称的に位置し、且つ超硬質材料の自由表面から第2の領域により隔離されており、ただしその中の1つ又は複数の隙間を通って超硬質材料の自由表面に延びており、第2の領域は、超硬質構造体中で最低の熱膨張係数を有する材料で形成されている、請求項5~13のいずれか一項に記載の超硬質構造体。第1の領域が2つ以上の隔離された量塊に細分割され、全ての量塊が超硬質構造体の周辺の自由表面からそれより熱膨張係数の低い少なくとも1種の材料により隔離されている、請求項14に記載の超硬質構造体。1つ又は複数の隔離されている量塊が、超硬質構造体中で最高の熱膨張係数を有する材料で形成され、且つドーナツ形である、請求項15に記載の超硬質構造体。第1の領域と第2の領域の間に第3の量塊をさらに含み、第3の量塊は、第2の領域を形成する材料と異なった熱膨張係数を有する材料で形成されている、請求項1~16のいずれか一項に記載の超硬質構造体。第3の量塊が、第2の領域を形成する材料と超硬質構造体中で最高の膨張係数を有する材料を有する1つ又は複数の領域を形成する材料との中間の熱膨張係数を有する材料で形成されている、請求項17に記載の超硬質構造体。熱膨張係数が最高の材料で形成されたドーナツ形の量塊の1つ又は複数が分裂して、1つ又は複数の不連続面を有する、請求項18に記載の超硬質構造体。多結晶材料の本体が隣接及び接触する周辺の自由端部の一部に結合した材料の1つ又は複数のセグメントをさらに含む、請求項1~19のいずれか一項に記載の超硬質構造体。最高の熱膨張係数を有する材料で形成された領域の体積が、多結晶材料の本体の全体積の約30~95を占める、請求項1~20のいずれか一項に記載の超硬質構造体。最高の熱膨張係数を有する材料の熱膨張係数が、隣接する領域の材料の熱膨張係数と少なくとも約0.3×10-6/°Cだけ異なる、請求項1~21のいずれか一項に記載の超硬質構造体。多結晶材料の本体が多結晶ダイヤモンド材料であり、且つ最高の熱膨張係数を有する材料で形成された領域が、他の領域中の1種又は複数種の多結晶ダイヤモンド材料と比較して最高の金属含有率を有する多結晶ダイヤモンド材料で形成されている、請求項22に記載の超硬質構造体。各量塊中の多結晶ダイヤモンド材料における金属含有率が約10体積パーセント以下である、請求項23に記載の超硬質構造体。領域間の金属含有率の差が、少なくとも約1.0体積パーセントである、請求項23又は24に記載の超硬質構造体。多結晶材料の本体が、遷移金属合金である金属成分を含む、請求項1~25のいずれか一項に記載の超硬質構造体。多結晶材料の本体が、コバルト合金である金属成分を含む、請求項1~25のいずれか一項に記載の超硬質構造体。多結晶材料の本体が金属成分を含み、前記金属成分が、約4×10-6/°C未満の熱膨張係数を有する合金である、請求項1~27のいずれか一項に記載の超硬質構造体。多結晶材料の本体が金属成分を含み、前記金属成分が、多結晶材料の熱膨張係数を改変する材料の第2相を含有する、請求項1~28のいずれか一項に記載の超硬質構造体。第2相の材料が金属炭化物を含む、請求項29に記載の超硬質構造体。前記金属炭化物が、炭化タングステン又は炭化ケイ素を含む、請求項30に記載の超硬質構造体。第2相がセラミック酸化物を含む、請求項29に記載の超硬質構造体。前記セラミック酸化物が、アルミナAl2O3及びジルコニアZrO2の1つ又は複数を含む、請求項32に記載の超硬質構造体。領域の1つ又は複数が、複合体材料を含有するダイヤモンドで形成されている、請求項1~33のいずれか一項に記載の超硬質構造体。前記複合体材料が、ダイヤモンド-セラミック複合体材料を含む、請求項34に記載の超硬質構造体。多結晶材料の本体が、熱膨張係数の異なる材料で形成された3を超える領域を含み、前記領域間の境界が実質的に平行であり、前記領域は幾何学的形態が同じである、請求項1に記載の超硬質構造体。熱膨張係数が、多結晶材料の本体の隣接する領域を越えて緩やかに変化する、請求項1~36のいずれか一項に記載の超硬質構造体。多結晶材料の本体と基材の間の界面が非平面である、請求項5に記載の超硬質構造体。多結晶材料の本体と基材の間の界面が一般的に凸面である、請求項5に記載の超硬質構造体。多結晶材料の本体が、面取りをした周辺の端部を有する、請求項1~39のいずれか一項に記載の超硬質構造体。多結晶材料の本体の自由表面の一部又は全体が、含有金属の全部又は一部が除去された層を含む、請求項1~40のいずれか一項に記載の超硬質構造体。多結晶材料の本体の自由表面の一部又は全体が、含有金属の全部又は一部が50ミクロン~500ミクロンの間の深さの部分まで除去された層を含む、請求項1~41のいずれか一項に記載の超硬質構造体。温度範囲550~750°Cで応力を緩和する熱処理にかけられた、請求項1~42のいずれか一項に記載の超硬質構造体。多結晶超硬質構造体の製造方法であって:a多結晶材料の第1の領域を形成する工程と、b周辺的に不連続であり、多結晶ダイヤモンド又は立方体の窒化ホウ素を含み、第1の領域に隣接し且つ露出した表面として多結晶材料の第2の領域を形成する工程であって、第1の領域及び第2の領域を形成する1種又は複数種の材料が物理的性質において1つ又は複数の差を有する、工程と、c第1の領域及び第2の領域を、4GPaを超える圧力及び1200°Cを超える温度に所定の時間かける工程と、d物理的性質間の1つ又は複数の差が、露出した表面に隣接する第2の領域における圧縮を誘発するように、圧力及び温度を周囲条件まで低下させる工程であって、第1の領域又はさらなる領域が、多結晶性本体で最高の熱膨張係数を有し、且つ多結晶超硬質材料の本体の周辺の自由表面から、熱膨張係数がより低い1種又は複数種の材料で形成された第2の領域又は1つ若しくは複数のさらなる領域により一部隔離され、第2の領域中の隙間を通って超硬質構造体の自由表面に延びる、工程と、を含み、各領域が多結晶超硬質材料の複数の粒子を含む、方法。物理的性質における1つ又は複数の差が、第1の領域と第2の領域を形成する1種又は複数種の材料の熱膨張係数における差及び/又は弾性係数における差である、請求項44に記載の方法。第1の領域及び第2の領域を圧力及び温度にかける工程の前に、第1の領域、第2の領域及び基材を容器中に入れる工程をさらに含み;第1の領域及び第2の領域を圧力及び温度にかける工程が、第1の領域及び第2の領域及び基材を入れた容器を前記圧力及び温度にかけることを含む、請求項44又は45に記載の方法。基材を容器中に入れる工程が、固結された金属炭化物で形成された基材を容器中に入れることを含む、請求項46に記載の方法。基材を容器に入れる工程が、コバルトで固結された炭化タングステンで形成された基材を容器に入れることを含む、請求項47に記載の方法。第3の領域、第4の領域、第5の領域及び第6の領域を形成する工程をさらに含み、第1~第6の領域は軸対称であり、第2~第6の領域は第1の領域に隣接し、及び第2~第6の各領域は、第1の領域より低い熱膨張係数を有する、請求項46~48のいずれか一項に記載の方法。a.第1の領域を、第2の領域と基材の間に配置する工程と、b.第3の領域を、第1の領域に隣接させ、且つ基材と多結晶材料本体との界面に位置させる工程であって、第3の領域が、多結晶材料の本体の周辺の自由表面の一部及び第1の領域と基材の間に配置され且つそれらを形成する、工程と、c.第4の領域を、第3の領域に隣接させ、且つ多結晶超硬質材料の周辺の自由表面に位置させる工程と、d.第5の領域を、第4の領域及び第2の領域に隣接させて配置し、第2の領域を第4の領域から隔離する工程と、e.第6の領域を第1の領域に隣接させて配置し、第1の領域を基材から隔離する工程と、を含む、請求項49に記載の方法。請求項1~43のいずれか一項に記載の超硬質構造体を含む穿孔工具又はカッター又はそれらの成分。添付の図面で例示されているような実施形態の任意の1つの実施形態を参照して、本明細書において上記で実質的に記載した超硬質構造体を形成する方法。添付の図面で例示されているような実施形態の任意の1つの実施形態を参照して、本明細書において上記で実質的に記載した超硬質構造体。添付の図面で例示されている実施形態のいずれか1つの実施形態を参照して、本明細書において上記で実質的に記載した穿孔工具又はカッター。本明細書において使用する、超硬質材料は、ビッカース硬度が少なくとも約25GPaである材料である。ダイヤモンド及び立方体の窒化ホウ素cBN材料は、超硬質材料の例である。ダイヤモンドが最も硬い知られた材料であり、立方体の窒化ホウ素cBNがこの点で2番目であると考えられている。両材料は超硬質材料であると称される。それらの測定された硬度は、殆ど全ての他の材料を大きく超える。硬度数は価値の数字であり、それらは測定に使用される方法に大きく依存する。298°KでKnoop圧子硬度測定技法を使用して、両方とも500g負荷でダイヤモンドは9000kg/mm2及びcBNは4500kg/mm2の硬度を有すると測定された。PCD材料は、ビッカース又はKnoop圧子のいずれかを用いる同様な技法を使用して測定される場合、典型的には、4000~5000kg/mm2の範囲内に入る硬度を有する。炭化ホウ素、炭化ケイ素、炭化タングステン及び炭化チタンなどの他の硬質の材料が、同様に測定されて、硬度は、それぞれ2250、3980、2190及び2190kg/mm2であった。本明細書において論じる目的で、測定された硬度が約4000kg/mm2を超える材料を超硬質材料とみなす。HPHT条件におけるそれらの製作プロセス後に超硬質材料を含むカッター中に閉じ込められた残留応力は、カッターの応用中の亀裂開始及び伝播に特に関係があると考えられる。室内温度及び圧力条件に急速に戻すことを完了したとき、超硬質材料、例えばPCD材料と基材の間の非常に異なった弾性係数及び熱膨張係数が原因で、非常に大きい残留応力が生じている。超硬質材料の表板はその時応力の全体的な圧縮状態にあるが、基材の一方の側への表板の結合により引き起こされた曲げ効果の結果、表板の不安定な領域に局在化された引っ張り応力が生じる。PCDカッターの実験室及び実地の試験から、PCD材料中の亀裂は、カッターが摩耗するにつれて、ある不安定領域で始まり伝播することが観察された。特に、亀裂は、摩耗痕の表面又は摩耗痕の丁度裏側で始まる傾向がある。亀裂が始まった後、それらは、PCD材料の本体中に、PCD表板の上部に平行に向かうか、又はそれらはPCD表板の上部に向きを変えるか又はPCD-炭化物基材界面に向かうかのいずれかで伝播する。PCD材料の表面に向きを変える亀裂は、PCD表板が破砕するか若しくは剥落するか又は、PCD材料の大きな部分が失われるかの原因となり易く、それはカッター寿命及びカッティング効率を減少させ得る。カッターの寿命は、伝播する亀裂が阻止されるか、そらされるか又はPCD-炭化物界面の方向に又は一般的にPCD材料の表面から離れるように向けられる場合に延長されることが観察された。本明細書においては、領域中の応力分布の変更が記載されており、その変更においては、亀裂が、亀裂のさらなる伝播の阻害に役立つように伝播するか、又は亀裂が優勢に伝播する不安定領域から亀裂をそらすか、又はカッター寿命に対する害の少ない亀裂伝播にとって好ましい量塊又は領域に亀裂を限定すると考えられる。PCD材料中の応力を、圧縮を誘発するか又は不安定領域における張力を減少させるように操作する方法が記載されている。別の方法で及びそれに加えて、不安定領域における最大の引っ張り応力は、別の所へ移して自由表面から他所へ移動させることができる。元の不安定領域の位置は、今や圧縮された状態にある材料により占められていてよい。強化された圧縮又は低下した張力を有するPCD材料などの多結晶材料を亀裂の通路に置くことにより、亀裂をより高張力の領域中に導くか又はそらす効果を有し得る。そのようなチャネリング又は進路変更は、好ましくは、亀裂を、超硬質材料例えばPCD材料の自由表面から離れる方向に向ける。製作プロセス中にカッターのPCD表板内の適当な位置に圧縮を誘発するために、異なる性質を有する異なった材料を隣接させる。これは熱膨張係数及び/又は弾性係数又は任意の他の物理的性質などの性質を含み、それは、製作プロセス後に、1つの材料が隣接する他の材料に圧縮を誘発し、それ自体は張力の状態又は減少した圧縮になる結果を生じるであろう。熱膨張係数の異なる2種の材料が高温の製作プロセス中に合体されれば、その場合、冷却されたときに、熱膨張係数が高い方の材料は、他の材料より大きく収縮しようとするであろう。高い熱膨張係数を有する材料は、そのとき熱膨張係数が低い方の材料により収縮を妨げられて、結果として、圧縮応力が後者の材料に誘発される。材料に圧縮を誘発するもう1つの方法は、弾性係数の異なる材料を、高圧の製作プロセス中に隣接させることによる。圧力を開放すると、弾性係数が高い方の材料は、弾性係数が低い方の材料に圧縮を誘発して、それ自体は増大した張力を受けるであろう。例えば、PCD材料の本体を含むカッターは、高圧と組み合わせた高温を使用して製作することができて、その中で圧縮を誘発するこれらの手法が利用される。幾つかのPCD材料のタイプでは、熱膨張係数及び弾性係数が両方とも大きく異なることが観察された。これらの材料においては、熱膨張係数が低いときに、弾性係数が高い。したがって、この群と異なった材料が利用される場合、材料の形成中に高温及び高圧から急に戻すと、正反対の応力誘発効果を惹起する。しかしながら、熱膨張係数の差によりもたらされる応力変化効果が優位を占める。他のPCD材料のタイプでは、大きく異なった熱膨張係数を有するが、弾性係数における僅かな及び比較的重要でない差を有することができることが観察された。そのようなPCD材料が使用される場合、弾性係数の差の効果は殆ど無視してよい。さらなる検討に役立てるために、円柱状カッターのPCD層における残留応力を、円柱座標を使用して、軸方向、半径方向及び周方向成分に、すなわち、カッターの軸に沿って、それらの半径に沿って及び半径に対して接線方向に、それぞれ分解する。典型的な伝統的カッターにおいて、亀裂が開始及び/又は伝播し易い不安定領域を図1に図式的に示す。これらの不安定領域は、引っ張り応力の位置、大きさ及び方向が異なることもあり、以下のように定義することができる。1.亀裂が始まる領域、即ち、図1中の領域A1及びA2として示した、摩耗痕の中及び周りの表面領域。摩耗痕の典型的な位置を図1中の点線X-Yとして示す。領域A1は、カッター摩耗の初期段階中に亀裂が開始する領域を示すが、それに対して領域A2は摩耗の後期の段階を指す。領域A1は周方向の引っ張り応力と関連し、A2は軸方向の引っ張り応力と関連する。2.図1中に領域B1及びB2として示した、亀裂が伝播してカッターの早発の剥落の原因となる、PCD材料の上部表面に向かう方向の領域。領域A1及びA2と同様に、領域B1及びB2は、摩耗の初期及び後期の段階と、それぞれ関連する。領域B1及びB2は半径方向の引っ張り及び軸方向の応力と関連する。3.図1中の領域Cとして示した、亀裂の幾つかがカッターが実質的に摩耗した後に伝播する、炭化物基材の真上のPCD材料の中心に向かう領域。この領域中に伝播する亀裂は、それらがPCD材料の自由表面に出ていないので、有害さは小さいようである。領域Cは小さい軸方向の引っ張り応力と関連する。4.図1中の領域Dは、これらの不安定領域の外側のPCD材料の全部の量塊を表すが、そこでは亀裂が伝播する傾向が著しく低い。この領域において、周方向及び半径方向の応力は、一般的に圧縮であり及び軸方向の応力は、半径方向で控えめな引っ張りから圧縮に移る。上で記載した不安定領域は、一般的なカッター構造及びそれらを製作するプロセスから生じる残留応力分布を変更するために、異なったPCD材料の量塊が置かれ得るPCD表板における位置と同一になる。残留応力分布における所望の変更は、不安定領域における圧縮又は減少した張力の誘発を必要とする。あるいは、それらに伴う最大の引っ張り応力を含む不安定領域は、PCD表板の自由表面から害の少ないPCD表板の内部の量塊に移すこともできる。応力分布に対するこれらの変更は、亀裂を抑止又は偏向させ又は自由表面から離して不安定さの小さい領域に、及びPCD表板の全量塊及び炭化物界面の方へ向かわせることに役立つ。順送りで、以前にはPCD表板の剥落の原因になった自由表面への亀裂伝播の発生が減少し、これはカッター寿命の望ましい延長に結びつくことができる。不安定領域のこの同定及びこれらの領域により示される量塊に適当な材料を置くことが、超硬質構造体中の残留応力の再分布に役立つ。PCD材料を、不安定領域に関係して置くことができる多くの方法があり、これらの組合せの幾つかを、例として下で説明する。その結果生じた残留応力における変化は、異なった不安定領域を操作して部分的に独立の様式で変化させることを可能にすることができて、特定の実施形態の有効性を示すために使用することができる。図2aは、基材に結合したPCD材料などの超硬質材料の本体の半分の断面の模式的な部分的展望図を示し、それは図1の領域と関連する隣接する量塊を示す。これらの量塊は、構造及び組成が異なり、応力分布を改変することができるための性質と関連する材料で作製することができる。図2bは、種々の領域の内部の配列を露出させる60°の切り取り断面による図2aの実施形態の3次元の表示である。これらの図中の第1の領域1は、図1の領域Dを主として含み、PCD表板の大体の中心を占める。それは5つの隣接する及び結合した領域2、3、4、5及び6により取り巻かれている。第1の量塊1は、PCD表板の円周の自由表面から第3の3、第4の4、及び第5の5の領域によって隔離されている。第2の領域、第3の領域、第4の領域、及び第5の領域のいずれか1つ又は複数は、第1の領域及び/又は第6の領域が周辺の自由表面に延びてもよい隙間を形成する不連続部をその中に有してもよい図示せず。基材は7と名付けられる。第6の領域6は、第1の中心領域1及と基材7の間に位置し、それは例えば炭化物基材であってもよく、図1中の領域Cに関連するか又は対応する。第3の領域3は、第6の領域2に隣接し、且つ基材7及びPCD表板の円周の自由表面に隣接して位置する。この領域は図1の領域A2と関連する。第4の領域4は第3の領域3に隣接して、PCD表板の円周の自由表面に位置する。この領域4は、図1の領域A1と関連する。第5の領域5は、第4の領域4に隣接して、第1の領域1を、PCD表板の上部の自由表面から隔離する。第5の領域5は、図1の領域B1と関連する。第2の領域2は、第5の領域5に隣接して、第1の領域1をPCD表板の上部の自由表面の残部から隔離する。第2の領域2は、PCD表板の上部の自由表面の中央を横切って延び、図1の領域B2と関連する。熱膨張係数が最高の材料は、第1の又は第6の領域1及び6を占めるように選択することができる。例えば、幾つかの実施形態において、第1の領域1は、最高の熱膨張係数の材料を含むことができて、第2~第6の領域2~6のために選択される材料は、熱膨張係数に関して全て互いに異なってもよく、第1の領域1よりも全てのこの性質が低い。第5の領域5の材料は、熱膨張係数が第4及び第2の領域4及び2の両方の材料より低くてもよい。同様に、第6の領域6の材料は、熱膨張係数が第3の領域3の材料より低くてもよく、第4の領域4の材料は、熱膨張係数が第3の領域3の材料より低くてもよい。種々の領域を形成するために使用し得る材料として、例えば、PCDなどのダイヤモンド含有材料、及び銅、タングステンなどの他の金属との複合体、及び炭化ケイ素、炭化チタン及び窒化物などのセラミックスとの複合体が挙げられる。それに加えて、カッターの構造及び製作手順と適合性のダイヤモンドを含有しない材料も使用することができて、炭化タングステン/コバルト、炭化チタン/ニッケルなどの硬質金属、酸化アルミニウムとニッケルの組合せなどのサーメット、一般的セラミックス及び耐火性金属を含むことができる。PCDカッター中の応力場を適切に変更するためには、材料における相対的な熱膨張係数の差を利用することに加えて、弾性係数を使用することもできる。この例においては、第1の領域1の材料を、第2~第6の領域2~6の材料と比較して最低の弾性係数を有するように選択することができる。典型的なPCD材料は、しばしば膨張係数及び弾性係数の両方が異なる。ダイヤモンド焼結のために高圧高温条件下で製造されたPCD材料の場合、典型的には、熱膨張の不一致により誘発された応力が支配的である。幾つかの実施形態において、第1の領域1は、周囲の領域中の応力に対して有意の影響を有するためにPCD表板の体積全体中で十分な比率である。例えば、第1の領域1は、PCD表板全体の体積の約30と95の間を占めることができる。第2、第3、第4、第5及び第6の領域、3、4、5及び6の各々の間の隣接する境界は、応力分布の所望の変化を最適化するために位置させることができる。典型的であるが必ずではなく、PCD材料は、3×10-6~5×10-6/°Cの範囲内の線熱膨張係数を有することが当技術分野において知られている。線熱膨張係数における第1の領域1の材料と第2~第6の領域2~6の各々の材料との間の差の例は、少なくとも約0.3×10-6/°Cである。直線的膨張係数における2つの隣接する材料間の差の例も少なくとも約0.1×10-6/°Cである。領域4が、PCD材料などの適当なカッティング性能に十分な耐久性の材料から作製されていれば、熱膨張基準を満たす他の硬質の材料及び上で概略を説明した選択を他の領域で使用することができる。PCD材料は、ダイヤモンドとコバルト、ニッケルなどの遷移金属との組合せとして考慮することができる。ダイヤモンドの線熱膨張係数は非常に低く、文献値は0.8/-0.1×10-6/°Cである。コバルトなどの金属は、遷移金属に典型的な高い、例えば13×10-6/°Cなどの熱膨張係数を有する。典型的なPCD材料の熱膨張係数は、ダイヤモンド対金属の組成比に対する強い依存性を有する。熱膨張係数が異なるPCD材料の変形種を実用的に製造する非常に便利な方法は、金属含有率が大きく異なったPCD材料を製作することである。PCD材料の金属含有率は、典型的であるが必ずではなく、1~15体積パーセントの範囲内に入り、可能性として25体積パーセントという高い金属を含む材料も製造することができる。図2aに例示した実施形態を参照して、第1の領域1中のPCD材料は、PCD層中の応力分布を所望の様式で変更するために、その他の領域2~6中のPCD材料を超える金属含有率を有する。それに加えて、第5の領域5の金属含有率は、第4の及び第2の領域4及び2未満であってよい。第2の領域2の材料の金属含有率は、第3の領域3の金属含有率未満であってよく、第4の領域4の材料の金属含有率は、第3の領域3の金属含有率以下であってよい。第1の領域1と第2~第6の領域2~6との間のPCD材料の金属含有率の差は、少なくとも約1.5体積パーセントであってよい。それに加えて、第2~第6の領域2~6の隣接する材料のいずれかの間の金属含有率における差は、例えば、少なくとも約0.5体積パーセントであってよい。大きい平均粒子サイズのダイヤモンド粒子で作製されたPCD材料は、より小さい平均粒子サイズで作製されたものより低い金属含有率を有する傾向がある。それ故、金属含有率が異なり、それに伴って熱膨張係数が異なるPCD材料を、ダイヤモンド粒子の平均粒子サイズを選択することにより創出することは、実用的に可能である。図2aに示した実施形態において、第1の領域1中の材料の平均粒子サイズは、例えば、第2~第6の領域2~6の材料未満であってよい。あるいは、第6の領域6中の材料の平均粒子サイズは、全ての他の領域、即ち、領域1~5の材料の平均粒子サイズ未満であってよい。幾つかの実施形態において、第1の領域1の材料の平均粒子サイズは、約1~10ミクロンの範囲内に入り、他の領域2~6の材料の平均粒子サイズは約10ミクロンを超える。異なった構造のPCD材料の熱膨張係数が同様である状況においては、相対応力を誘発するために異なる弾性係数を使用することができる。そのような例において、図2aの第1の領域1の材料又は第6の領域6の材料における弾性係数は、他の領域の各々における材料の弾性係数を超える。典型的ではあるが必ずではなく、PCD材料は、約750~1050GPaの範囲内に弾性係数を有する。第1の領域1中の材料又は第6の領域6中の材料とその他の領域の各々の材料との間の弾性係数における差は、例えば、少なくとも約20GPaであってよい。第4の領域4の材料が、適切なカッティング性能について十分に耐久性のあるPCD材料などの材料から作製されていれば、弾性係数基準及び上で概略を説明した選択を満たす他の硬質の材料を使用することもできる。先に言及したように、PCD材料は、ダイヤモンドとコバルト、ニッケルなどの遷移金属との組合せを含むと考えてよい。単結晶ダイヤモンドは、極端に高い弾性係数を有するヒトに知られた最も硬い材料の1つである。PCD材料は、隙間に遷移金属が充填されて一緒に連晶した、合成でも天然でもよいダイヤモンド粒子を、それらの最大の成分として含有する。弾性係数を改変する方法は、全ダイヤモンド含有率を変えることである。ダイヤモンド含有率が高ければ高いほど、弾性係数の値は高い。PCD材料のダイヤモンド含有率は、典型的ではあるが必ずではなく75~99体積パーセントの範囲内に入る。次に、残留応力の発生において支配的である例では、図2aの実施形態を参照すると、第1の領域1のPCD材料、又は第6の領域6のPCD材料は、その他の領域中のPCD材料を超えるダイヤモンド含有率を有することができる。第1の領域1又は第6の領域6のPCD材料とその他の領域のPCD材料との間のダイヤモンド含有率における差は、例えば、少なくとも約0.2体積パーセントであってよい。図2aを参照すると、隣接する領域で選択された異なった材料間の界面における応力が非常に高く、急な望ましくない応力勾配がこれらの界面で生じて、それは、それ自体で局在化した亀裂開始の部位であり得ると考えられる。この状況を最小化又は減少させるために、隣接する材料間で構造及び組成に勾配をつけることが望ましいことがある。したがって、ダイヤモンド含有率、粒子サイズ及び金属含有率は、1つの領域から隣接する領域へ、材料の最大の平均粒子サイズの、例えば少なくとも3倍の距離にわたって徐々に変化するように選択することができる。さらなる実施形態は、同じ熱膨張係数を有するように特に選択された量塊で材料を選択することにより達成せられる。図3は、第1及び第6の領域1と6は、熱膨張係数が同じで且つ最高であり、第2、第3、第4及び第5の領域2、3、4、及び5は、熱膨張係数がそれより低くて異なる材料を有するPCDカッターの模式図である。最高の熱膨張係数を有する材料は、PCD表板の炭化物基材界面にまで延びており、PCD表板の円周の自由表面からそれより熱膨張係数が低い材料によりその領域の一部が隔離されている。最高の熱膨張係数を有する材料は、第2、第3、第4及び第5の領域2、3、4、及び5のいずれか1つ又は複数における1つ又は複数の不連続部図示せずを通ってPCD表板の円周の自由表面に延びる。図4は、やはり熱膨張係数が同じで最高の第1及び第6の領域1及び6を有するが、第2、第3、第4及び第5の領域2、3、4、及び5の材料は、熱膨張係数が互いに等しくて低いPCDカッターの模式図である。この際、カッターのPCD表板は、熱膨張係数が異なる2つの領域で成り立つとみなしてよく、熱膨張係数が最高の領域はPCD表板と基材の界面で中心軸の周りに対称的に位置して、PCD表板の円周の自由表面からそれより熱膨張係数が低い材料によりその領域の一部が隔離されている。最高の熱膨張係数を有する材料は、第2、第3、第4及び第5の領域2、3、4、及び5のいずれか1つ又は複数における1つ又は複数の不連続部図示せずを通ってPCD表板の円周の自由表面に延びる。図2、3及び4にしたがって作製されたカッターは、図1の領域A2中の軸方向の引っ張り応力の有意の減少、及び領域A1の周方向の引っ張り応力及び領域B1の半径方向の引っ張り応力の両方がPCDの自由表面から離れる移動を生じる。したがって、図3及び4に示したこの性質の実施形態は、カッターの摩耗の初期及び後期の段階の間の亀裂挙動を、それぞれ処理することができる。異なる材料を含有する隣接する領域間の境界を拡張して、隣接する領域を隔離する新しい領域を形成することができる。この方法においては、さらに複雑な3次元の設計を活用することができる。図5は、図4の組み合わされた第1及び第6の領域1及び6と組み合わされた第2、第3、第4及び第5の領域2、3、4、及び5との間の境界が拡張されて、第8の領域8と名付けられた新しい隔離体を作っているカッターの模式図である。図5において、組み合わされた第1及び第6の領域は、ここで第9の領域9と名付けられ、及び組み合わされた第2、第3、第4及び第5の領域は第10の領域10として示される。1実施形態において、第8、第9及び第10の領域8、9、10は、異なる熱膨張係数を有する材料から作製することができる。例えば、第8の又は第9の領域8、9は、最高の熱膨張係数の材料で作製することができる。幾つかの実施形態において、第9の領域9の材料は、最高の熱膨張係数を有し、第8の及び第9の領域8、9はこの性質において相違する。第8の領域8の材料も、第9の領域9と第10の領域10の中間の熱膨張係数を有することができる。後者の例により作製されたカッターは、図1の領域A2において軸方向の引っ張り応力の有意の減少を有することができ、このこと及び領域B1の半径方向の引っ張り応力の移動に基づいて、全ての領域における周方向の応力は圧縮性になり得る。周方向の引っ張り応力の排除は非常に有利な結果であろう。異なった材料の領域の数が増加したさらなる変形種は、図5における境界の拡大により、挿入図Aにより示すように達成することができる。この方法において、カッター設計は4又は5個の領域を用いて達成され得るが、それでも元の境界の幾何学的形態は維持される。境界を拡大して新しい領域を形成するこの手順を継続することにより、図6に示すように元の境界の幾何学的形態をなおも維持する複数の量塊を有するカッターの設計をし遂げることができる。複数の領域で組織化された異なった材料の非常に多くの入れ替えをすることができる。幾つかの実施形態においては、熱膨張係数が最高の材料を含有する最大の相対的体積を有する領域が、炭化物とPCDの界面の中心領域を占めて、PCD表板の中心領域から円周縁に延びる、順々に続く各隣接体において熱膨張係数の減少が進行する。複数の領域の数が非常に大きくなる場合には、これらの領域の厚さは、材料の微細構造のスケールの寸法に近づき、したがって、構造、組成物及び性質の連続した勾配が生じ得る。PCD表板は、この様式で大きく又は完全に勾配をつけることができ、PCD表板の中心領域は、円周の自由表面から離れて位置し、及び熱膨張係数が最高の材料により占められる。図5を参照すれば、第8の領域8の材料は、熱膨張係数が平均で第9の領域9と第10の領域10の間の中間であってよいが、構造の組成及び性質に第9の領域9の材料から第10の領域10の材料にかけて連続的に勾配がつくように配列することができる。これは、応力における1つの領域から他の領域への望ましくない如何なる急な変化も和らげることを可能にすることができるので、有利である。さらなる実施形態は、図2をさらに考慮して、特に選択された領域において同じ熱膨張係数を有する材料を選択することにより到達することができる。第2、第3、第4、第5及び第6の領域2~6の任意の2つ若しくは任意の3つ又は任意の4つ若しくは全てを同じ熱膨張係数を有する材料から作製することができる。それに加えて、第1の領域1の材料は、第2の2、第5の5、及び第6の6の領域における材料のいずれとも熱膨張係数を等しくすることができる。図7に示すように、第2、第3、第4、第5及び第6の領域2~6が、全て同じ熱膨張係数を有するが、それでも熱膨張係数が第1の領域1の材料より低い材料で作製することもできる。第2、第3、第4、第5及び第6の領域の組合せは、この図中で12と名付けてある。後者の例により作製されたカッターは、図1における領域A2の軸方向の引っ張り応力は大きく変化させることはないが、しかし、B1の半径方向の引っ張り応力及びA1の周方向の応力を両方とも減少させるとともに、重要なこととして、これらの2つの後者の不安定領域を自由表面から離してPCD表板の本体中に移動させることができる。他の実施形態は、図2を考慮することから、例えば図8に示すように、周囲の領域中の不連続部図示せずを除くPCD表板の自由表面及び炭化物界面から離れた一般的にドーナツ形の量塊を占める、熱膨張係数が最高の材料を含む第1の領域1で達成することができる。第2~第6の領域2~6における材料の相対的熱膨張係数の入れ替えと関係する変形種が応用可能であり得る。図9は、図8の第2、第3、第4、第5及び第6の領域2~6が、周囲の領域中の不連続部図示せずを除き、熱膨張係数が最高の材料がその中の1つ又は複数の隙間を通って周辺の自由表面に延びることを可能にするドーナツ形の第1の領域1を取り囲む、ここで11と名付けられた同じ熱膨張係数を有する材料で作製されている模式図である。それに加えて、任意の領域間の境界を拡大して適当な性質を有する材料の新しい領域を作製する手法を使用して、複数の領域についての設計を、図7、8、及び9に示した設計のために誘導することができる。ドーナツ形の第1の領域1の周りに同心円的に組織された数個の新しい領域についての例を、図10に示す。記載した実施形態の任意の1つ又は複数に関して、熱膨張係数が最高の材料を有する領域は、2つ以上の隔離した領域に細分することができ、そのいくつかがPCD表板の円周の自由表面から熱膨張係数がより低い少なくとも1種の材料により隔離され得るが、その1つ又は複数は熱膨張係数がより低い材料中の不連続部を通って周辺の自由表面に延びる。同じ最高の熱膨張係数を有するこれらの複数の量塊は、例えば、ドーナツ形、楕円面、円柱、球などの任意の3次元の幾何学的形状であってよい。熱膨張係数が最高の材料の合計体積は、例えば、PCD表板の全体積の30~95を占めることができる。図11は、PCD表板中に分布する4つの実質的にドーナツ形の量塊の例である。これまでに記載した全ての実施形態は、一般的な先行技術の円柱状の幾何学的形態のカッターに対して、軸方向に対称的であり、図1に示すように亀裂開始及び伝播に不安定な領域に関係づけられる。一般的に、選択された似ていない材料それらに付随の似ていない選択された性質を有するを含む量塊の円周方向の、軸方向に対称的及び非対称的の両方での細分を活用して、残留応力分布を変更することができて、有利に亀裂開始及び伝播に影響を及ぼすことができる。この手法を使用することにより、残留応力分布を、軸方向に対称的から軸方向に非対称に変更することができて、その結果、摩耗痕の全体的所在における望ましくない引っ張り応力を減少させ又は排除することができる。特定のPCD材料は、岩石カッティングにおけるその摩耗性及び挙動に関して特に優れているが、理想的材料ではなく、カッターの末梢部における周囲の量塊との関係で理想的とは言えない熱膨張係数及び/又は弾性係数を有し、したがって理想的とは言えない残留応力をその量塊で有することがあるということも考えられる。そのような場合には、記載した、及び図2~12により図式的に表した任意の軸対称的な実施形態又は任意の他のそのような変形種を、上記のような材料の量塊に隣接し及び接触するように使用して、その結果、その境界内の残留応力場を有利に変更することができる。接触するはこの関係で、選択されたセクターに隣接する材料の量塊を支持する手段を意味し、それは有利な応力変更を前記セクターに課する。これは、軸対称な実施形態に不連続部を導入し且つカッティング領域として使用すべき材料の量塊を挿入することにより達成することができる。有利な変更として、張力の減少、圧縮の増大及びPCD表板の自由表面から離れる最大の引っ張り応力の変位及び移動特に次に、最大の引っ張り応力が圧縮応力場により自由表面から隔離される場合が挙げられる。優れた摩耗挙動を有するそのような材料のセグメント又はセクターは、記載した及び図2~12により表したいずれかの実施形態で創出される周辺の不連続部の中に挿入することができる。次に、このセグメント又はセクターは、岩石カッティングのための部位として使用され、それに続いて摩耗痕が形成されるであろう。2つ以上のそのようなセグメント又はセクターは、PCD表板の周辺に配置され、対称的又は非対称的のいずれかで配列されて、そのようなカッターの複数回の再使用を容易にすることができる。FEA分析を摩耗痕を有する記載された実施形態のカッターについて実施した。摩耗痕におけるPCDの除去の結果として残留応力場は実質的には変化していないと結論した。理由は、典型的な摩耗痕で除去された材料の体積は、PCDの全体積に対して小さいということである。任意の特定の実施形態に特徴的な、軸方向、半径方向及び周方向の残留最大の引っ張り応力場は、典型的な寸法の摩耗痕の進行性形成によって、大きさが顕著に減少することも位置が変位することもない。図2~12を参照すると、第1の領域1、第6の領域の6、及び最高の熱膨張係数の材料で形成されたいずれかの領域が不連続部で形成された隙間の中まで且つPCD表板の周辺の自由表面に延びるように、第3~第5の領域3~5またはそれらの組合せの領域は、円周的に不連続に製造される。図13は、第3、第4、及び第5の領域の組み合わせが円周で不連続であり且つ超硬質構造体の円周部にセクターを共に形成する、不連続な特徴を示す例の模式図である。この実施形態では、セクターは、軸に対して約60°であってよい。第1の領域1は、周辺の表面に延びて、例えば、周辺部の大部分を占めてよい。第3~第5の領域3~5で形成されたセクターは共に、使用中に摩耗痕が徐々に発生しうる岩石カッティング領域になる予定である。その代わりに、例えば、これらのセグメントから導かれた少なくとも6つ又はそれ以上の領域によって囲まれた第1の領域をもたらす、第3、第4及び/又は第5の領域又はそれらの領域の組み合わせ中の2つ以上の円周の不連続部があってよい。第1の領域1は、セグメント間の隙間に延びて、次にカッターの円周の表面に延びるであろう。多数の不連続部及び得られたセクターは、PCD表板の円周の周辺部の周りに対称的に又は非対称的に配列されてよい。図14は、対称的な配列の例の模式図である。図3~10及び12で示す同様の実施形態は、円周の量塊中に円周の不連続部を挿入することにより改変してもよい。さらに、図11で表す実施形態は、最高の熱膨張係数の材料のドーナツ形の量塊中に1つ又は複数の不連続部を挿入して改変してもよい。ここで、幾つかの実施形態を、本発明を限定するとはみなされず又は限定を意図しない下の実施例を参照して、さらに詳細に説明する。実施例1図2a、2bの実施形態に基づくPCDカッターを製作した。図15は、これらのカッターのために使用された特定の設計の図である。最終のPCD表板の厚さは2.2mmであり、長さ13.8mmの炭化タングステンと13重量パーセントコバルトの硬質金属基材に結合した。直円柱カッターは、直径16mm、全長16mmであり、PCD表板と炭化物基材の間に平坦な界面を有した。図15を参照して、異なるPCD材料の量塊1~6は、当技術分野において知られたテープキャスティング製作技法を使用することにより作製した。6種の異なったダイヤモンド粉末の未焼結のディスク又はワッシャを、水溶性結合剤を使用して作製した。各場合に、図15の幾何学的形態を形成するためのディスクとワッシャの組立て部品一式を耐火性金属のカップに入れて、次にそれを予め焼結した炭化タングステン/コバルトの硬質金属の円柱に合わせて被せた。次に、これらの集成体を、結合剤材料を除去するために、炉中で十分な温度で及び十分な時間真空で脱ガスした。次に、集成体を、高圧装置中で約1450°Cの温度で約5.5GPaの圧力にかけた。これらの条件で、炭化タングステンの硬質金属のコバルト結合剤は溶融してダイヤモンド粉末集合体の空孔に浸透し、ダイヤモンドの焼結が起こった。ダイヤモンドの焼結が完了後、条件を室内の温度及び圧力に落とした。高圧及び高温で、カッターの材料は熱弾性平衡にある。室内の条件に急速に戻した後、種々のPCD材料及び硬質金属基材間の性質の差により、カッターPCD表板中に生じた残留応力分布が固まる。図15を参照すると、異なるPCD材料の6つの領域は以下のように作製された。第1の領域1の材料は、2ミクロン~16ミクロンに広がる多峰のサイズ分布で平均粒子サイズ約6ミクロンのダイヤモンド粉末から作製された。このダイヤモンド粉末は、使用された高圧及び高温の条件で、コバルト含有率約12体積パーセント、線熱膨張係数4.5×10-6/°C、及び弾性係数860GPaのPCD材料を形成することが知られている。これは熱膨張係数が最高の材料である。第2の領域2の材料は、2ミクロン~30ミクロンに広がる多峰のサイズ分布で平均粒子サイズ約12.5ミクロンのダイヤモンド粉末から作製された。このダイヤモンド粉末は、使用された高圧及び高温条件で、コバルト含有率10.2体積パーセント、線熱膨張係数4.15×10-6/°C、及び弾性係数980GPaのPCD材料を形成することが知られている。第3の領域3の材料は、1ミクロン~12ミクロンに広がる多峰のサイズ分布で平均粒子サイズ約5.7ミクロンのダイヤモンド粉末から作製された。このダイヤモンド粉末は、使用された高圧及び高温条件で、コバルト含有率10体積パーセント、線熱膨張係数4.0×10-6/°C、及び弾性係数1005GPaのPCD材料を形成することが知られている。第4の領域4の材料は、4ミクロン~45ミクロンに広がる多峰のサイズ分布で平均粒子サイズ約25ミクロンのダイヤモンド粉末から作製された。このダイヤモンド粉末は、使用された高圧及び高温条件で、コバルト含有率7.7体積パーセント、線熱膨張係数3.7×10-6/°C、及び弾性係数1030GPaのPCD材料を形成することが知られている。第5の領域5の材料は、4ミクロン~75ミクロンに広がる多峰のサイズ分布で平均粒子サイズ約33.5ミクロンのダイヤモンド粉末から作製された。このダイヤモンド粉末は、使用された高圧及び高温条件で、コバルト含有率7.0体積パーセント、線熱膨張係数3.4×10-6/°C、及び弾性係数1040GPaのPCD材料を形成することが知られている。これは、93体積パーセントという最高のダイヤモンド含有率で熱膨張係数が最低の材料である。第6の領域6の材料は、3ミクロン~16ミクロンに広がる3峰のサイズ分布で平均粒子サイズ約6.4ミクロンのダイヤモンド粉末から作製された。このダイヤモンド粉末は、使用された高圧及び高温条件で、コバルト含有率11.5体積パーセント、線熱膨張係数4.25×10-6/°C、及び弾性係数925GPaのPCD材料を形成することが知られている。高圧装置から取り出した後、各カッターを、当技術分野において知られた研削及び研磨手順により、最終のサイズにする。そのカッターの試料を切って断面を出し、異なったPCD材料の量塊の寸法を測定し、PCD表板の全体積に対するそれらの体積を見積もった。熱膨張係数が最高の材料でできた第1の領域1の材料は、PCD表板の全体積の約75を占めると見積もった。第6の領域6の材料は、PCD表板の全体積の約3を占め、中心軸から放射状に約4mm延びており、厚さ約0.25mmであり、第1の領域1の材料を炭化タングステンの硬質金属基材から隔離していた。第3の領域3の材料は、PCD表板の全体積の約8を占め、第6の領域6の材料に隣接し、表板の周辺の自由表面の方に放射状にさらに4mm延びており、厚さ約0.25であり、第1の領域1の材料を炭化タングステンの硬質金属基材から隔離していた。第4の領域4の材料は、PCD表板の全体積の約5を占め、第3の領域3の材料に隣接し、PCD表板の円周の自由表面に位置した。第5の領域5の材料は、PCD表板の全体積の約6を占め、第4の量塊4の材料に隣接し、厚さ約0.25mmであり、第1の領域1の材料をPCD表板の上部の自由表面から隔離していた。第2の領域2の材料は、PCD表板の全体積の約3を占め、厚さ約0.25mmであり、第5の領域5の材料に隣接し、中心軸から放射状に約4mm延びて、カッターの上部の自由表面の中央を横切って延び、第1の領域1の材料を、カッターの上部の自由表面から隔離していた。生じた測定された量塊の寸法及び期待されるPCD材料の性質を有する作製されたままのカッターを、有限要素解析FEAを使用してモデル化した。これは、カッターの寸法全体にわたる応力分布の計算を可能にする数値応力解析技法である。比較の目的で、第4の領域4の材料に対応する1種の材料だけで作製された表板を用いる平坦カッターの応力分布を計算し、参照として使用した。図16a、b、cは、1種のPCD材料だけで作製されたそのような平坦カッターにおける応力分布の模式的表示である。図16aに、軸方向の引っ張り場及び圧縮場を引っ張り及び圧縮が最大の位置と一緒に示す。点線は、引っ張り場と圧縮場との間の境界を示し、引っ張り場をハッチした。軸方向の最大の引っ張りが、基材との界面の直上のPCD表板の円周の自由表面に位置することが見て取れる。この軸方向の最大の引っ張りは、図1のA2の不安定領域と関係する。基材界面からPCDの上部の自由表面に延びて、軸方向の引っ張り場により円周の自由表面から隔離されている軸方向の圧縮応力場を例外として、PCD表板の大部分が軸方向の張力下にある。最大の圧縮は、基材界面の真上の圧縮場の中に位置する。図16bに、半径方向の引っ張り場及び圧縮場を最大の引っ張り位置及び圧縮位置と一緒に示す。単一の半径方向の引っ張り場を図16bに示すようにハッチしてあり、半径方向の最大の引っ張りはPCD表板の上部の自由表面に位置する。この半径方向の最大は、図1の不安定領域B1と関係する。最大の圧縮は示したように基材界面に位置する。図16cに、周方向の引っ張り場及び圧縮場を、最大の引っ張り位置及び圧縮位置と一緒に示す。PCD表板の大部分は、ハッチした領域に示した張力下にある円周の上部の隅にある限られた量塊と別の周方向の圧縮にある。最大の周方向の引っ張りは自由表面に位置し図1のA1の不安定領域と関係する。下の表1は、参照の平坦カッターと比較したこの例についての応力成分の大きさとして表した比較のFEAを示す。軸方向の最大の引っ張りは図1の不安定領域A2と関係し、32減少していることが表1から見て取れる。この最大の位置は、図15中のAにより示したように図16a中の最大の位置と変わらない。図1の不安定領域B1と関係する半径方向の最大の引っ張りは、同様に29減少している。しかしながら、この最大の位置は、変位して、PCDの自由表面カッターから離れて移動し、図15中にRで示した領域1の材料内に位置を占める。図1の不安定領域A1と関係する最大の周方向の引っ張りは、126減少して、その結果今度は最低の圧縮の位置になっており、且つ変位してPCD表板の自由表面から離れて移動した。それは、図15中にHと示した領域1の材料の中側に位置を占める。その上、PCD表板の全量塊が今度は周方向の圧縮下にあり、それ故如何なる周方向の引っ張り応力も存在しない。したがって、不安定領域A2、B1及びA1は、参照の平坦な単一材料カッターと比較して、張力が著しく減少したことがわかる。不安定領域B1及びA1の場合に、それらは移動してPCD表板の自由表面から離れ、且つ上部の自由表面から半径方向及び周方向の圧縮下にある材料により隔離される。まとめると、一般的な図2a及びbの実施形態に対応して作製された実施例1のカッターのFEA分析は、亀裂が優先的に伝播する図1の不安定領域中の応力は、張力が減少するか又は圧縮が増大することを示す。それに加えて、一部の不安定領域は変位して、それらは最早PCD表板の自由表面に拘束されない。このようにして、亀裂がカッターの自由表面に伝播する傾向が阻止され又は多分防止されると期待される。したがって、この一般的設計のカッターには、当然剥落発生の減少及び穿孔用途におけるカッター寿命の増大が伴う。実施例2図7の実施形態に基づくPCDカッターを製作した。図17は、これらのカッターに使用された特定の設計図である。実施例1におけるように、最終のPCD表板厚さは2.2mmであり、炭化タングステンに結合した、長さ13.8mmの13重量パーセントコバルトの硬質金属基材であった。直円柱カッターは直径16mm、全長16mmであり、PCD表板と炭化物基材の間に平坦な界面を有した。この例において、PCD表板は、異なったPCD材料の2つの量塊のみから作製される。熱膨張係数が最高の材料であるPCDは、図17で1と表示した円板を形成し、それは基材界面、PCD表板の上部の表面及び円周の自由表面から、部分的に、図17中で12と表示した熱膨張係数がより低いPCD材料の量塊により隔離されている。円板1を形成する材料を通って周辺の自由表面に延びる領域12中の不連続部は図示していない。上の実施例1に記載した作製技法及び手順を使用した。しかしながら、この場合には、使用した温度及び圧力条件は、それぞれ約1470°C及び5.7GPaであった。図17を参照して、異なるPCD材料の2箇所の領域を以下のようにして作製した。第1の領域1は、2ミクロン~16ミクロンに広がる多峰のサイズ分布を有する平均粒子サイズ約12.6ミクロンのダイヤモンド粉末から作製された。このダイヤモンド粉末は、使用された高圧及び高温条件で、コバルト含有率が約9体積パーセント、線熱膨張係数4.0×10-6/°C及び弾性係数1020GPaのPCD材料を形成することが知られている。これは熱膨張係数が最高の材料である。図17において第2の領域12は、6ミクロン~75ミクロンに広がる多峰のサイズ分布を有する平均粒子サイズが約33ミクロンのダイヤモンド粉末から作製された。このダイヤモンド粉末は、使用された高圧及び高温条件で、コバルト含有率約6.5体積パーセント、線熱膨張係数3.4×10-6/°C及び弾性係数1040GPaのPCD材料を形成することが知られている。高圧装置から取り出した後、各カッターを、当技術分野において知られた研削及び研磨手順により最終のサイズにした。カッターの試料を切って断面を出し、異なったPCD材料の量塊の寸法を測定し、PCD表板の全体積に対するそれらの体積を見積もった。熱膨張係数が最高の材料でできた第1の領域1が、PCD表板の全体積の約67を占め、周囲の領域の体積は約33であると推定した。第1の領域1は、基材から約0.25mm、表板の上部の表面から約0.4mm、及び、大部分において表板の円周の自由表面から約0.4mm隔離していた。生じた測定された量塊の寸法で製作されたカッター及び期待されるPCD材料の性質を、有限要素解析法FEAを使用してモデル化した。この技法は、カッターの寸法全体にわたる応力分布の計算を可能にする。比較の目的で、図17中で12と表示された周囲の量塊の材料に対応する1種の材料のみで作製された表板を有する平坦カッターの応力分布を計算して、参照として使用した。下の表2は、最大の原応力として、及び便利な円柱座標で、軸方向、半径方向及び周方向の成分としても表されたFEA結果を示す。軸方向の及び半径方向の最大の引っ張り応力は、大きさがそれぞれ約9及び6減少したことが表2から見て取れる。しかしながら、周方向の最大の引っ張り応力の成分は、大きさが約12増大した。図17中でAと表記した軸方向の最大の位置は不変であったこと、及び強化された軸方向の大きさ-424MPaの圧縮場が、第1の領域1、境界に直ぐ隣接して形成され、PCD表板の円周の自由表面からその量塊を隔離したことも注目される。半径方向の及び周方向の最大の引っ張り応力の位置の変化が注目された。半径方向の及び周方向の両方の最大の引っ張りが変位して、今度は図17中でR及びHとそれぞれ表示した第1の領域1の境界の内側の位置を占め、したがって、PCD表板の自由表面から、半径方向の及び周方向の圧縮の堅固な量塊により隔離される。亀裂伝播を考慮すると、周方向の最大の引っ張り応力の変位は、大きさの増大を阻止する。伝播する亀裂は、これらの引っ張り応力により引き寄せられるが、その亀裂は、引っ張り領域を自由表面から隔離する圧縮で、材料を通過することを阻止されるであろう。したがって、亀裂は、容易に自由表面に至り得ず、剥落を惹起しない。したがって、図7の実施形態により作製されたカッターは、隣接する軸方向の圧縮の強化とともに、図1中の領域A2の軸方向の引っ張り応力が減少することになりそうであることが、FEAにより示された。領域B1の半径方向の引っ張り応力は減少して移動し、その結果、それはPCD表板の上部の自由表面によっては最早拘束されず、半径方向の圧縮帯により上部の自由表面から隔離された。それに加えて、不安定領域A1に関わる周方向の最大の引っ張り応力は減少しないで、実際には増大したが、それもPCD表板の自由表面から遠ざかった。この周方向の最大の引っ張りは、今度は第1の領域1内の直ぐ隣接する位置を占め、全てのPCD表板の自由表面及び基材界面全体からそれを隔離する周方向の圧縮により完全に取り巻かれていた。これらの結果を合わせると、穿孔適用において、そのようなカッターの摩耗痕の背後で伝播する亀裂は、それらの進行を阻止されて、PCD表板の自由表面からそれらを隔離する圧縮障壁を越えないであろうと期待される。そのような亀裂は、PCD表板の本体にとどまって、それによりこの設計のカッターの剥落及び早発の破損を阻止するように作用し得る。実施例3PCDカッターは、PCD表板が異なったPCD材料の3つの量塊から作製されている図5の実施形態に基づく特別設計の図18aにより作製した。図18a中で13と表示した熱膨張係数が最高の及び金属含有率が最高のPCD材料が円板を形成し、その円板はカッターの中心軸の周りに、中央に対称的に基材界面に位置した。図18a中で15と表示した、最低の熱膨張係数及び金属含有率のPCD材料から作製された材料の量塊は、PCD表板の上部の自由表面にわたって、且つ最高の熱膨張係数のPCD材料が延びる不連続部で形成された一部を除く周辺の自由表面の大部分にわたって延びた図示せず。図18a中で14と表示した、領域13及び15の材料と比較して中間の熱膨張係数及び金属含有率の材料から作製されたPCD材料は、領域13及び15を隔離する量塊を占める。最終のPCD表板厚さは2.2mmであり、長さ13.8mmの炭化タングステン、13重量コバルトの硬質金属基材に結合していた。直円柱カッターは直径16mmであり、PCD表板と炭化物基材の間に平坦な界面を有した。実施例1及び2におけるように、当技術分野において知られたテープキャスト技法を使用して、水溶性有機結合剤で結合した3種の適当に選択されたダイヤモンド粉末のいわゆる未焼結ディスク及びワッシャを形成した。これらのディスク及びワッシャを耐火性金属容器中で組み立てることにより、図18aの幾何学的形態を製造した。次に炭化タングステンの円柱、13コバルトの硬質金属の円柱を耐火性金属容器中に挿入して基材を提供した。次に、これらの集成体を、真空の炉中で、結合剤材料を追い出すのに十分な温度で十分な時間脱ガスした。次に、当技術分野において十分確立されているように、高圧装置中で集成体に約1460°Cの温度で約5.6GPaの圧力をかけた。これらの条件で、炭化タングステンの硬質金属結合剤であるコバルト結合剤が溶融してダイヤモンド粉末集合体の空孔に浸透し、ダイヤモンドの焼結が起こる。ダイヤモンドの焼結が完了した後、条件を室温及び室内圧力に落とした。高圧及び高温で、カッターの材料は熱弾性平衡にある。室内の条件に急速に落とした後、種々のPCD材料間の性質の差が、硬質金属基材の性質とともに、カッターPCD表板中に生じる応力分布を決める。図18aを参照して、異なるPCD材料の3つの領域は以下のように作製された。図18aの領域13のPCD材料は、1ミクロン~12ミクロンに広がる多峰のサイズ分布を有する平均粒子サイズ約5.7ミクロンのダイヤモンド粉末から作製された。このダイヤモンド粉末は、使用された高圧及び高温条件で、コバルト含有率約10体積パーセントで、線熱膨張係数4.1×10-6/°C及び弾性係数1006GPaのPCD材料を形成することが知られている。これは熱膨張係数が最高の及び最高の金属含有率の材料である。図18aにおける外側の領域15は、4ミクロン~45ミクロンに広がる多峰のサイズ分布を有する、平均粒子サイズ約25ミクロンのダイヤモンド粉末から作製された。このダイヤモンド粉末は、使用された高圧及び高温条件で、コバルト含有率約7.4体積パーセントで、線熱膨張係数3.6×10-6/°C及び弾性係数1030GPaのPCD材料を形成することが知られている。図18aにおける中間領域14は、2ミクロン~30ミクロンに広がる多峰のサイズ分布を有する平均粒子サイズ約12.6ミクロンのダイヤモンド粉末から作製された。このダイヤモンド粉末は、使用された高圧及び高温条件で、コバルト含有率約8.9体積パーセントで、線熱膨張係数3.9×10-6/°C及び弾性係数1020GPaのPCD材料を形成することが知られている。高圧装置から取り出した後、各カッターを、当技術分野において知られた研削及び研磨手順により最終のサイズにした。カッターの試料を切って断面を出し、異なったPCD材料の量塊の寸法を測定してPCD表板の全体積に対するそれらの体積を見積もった。領域13と14の間の境界は、基材界面から軸方向に約1.0mm及び円周の自由表面から約0.5mm離れて位置した。領域15と14の間の境界は、PCD表板の上部自由表面から約0.6mm、及び円周の自由表面から約0.25mm離れて位置した。領域13は、PCD表板の全体積の約38であると見積もられた。領域14及び15は、PCD表板の全体積のそれぞれ約23及び47であると見積もられた。生じた測定された量塊寸法で製作されて期待されるPCD材料性質のカッターを、有限要素解析FEAを使用してモデル化した。この技法によれば、カッターの寸法全体の応力分布の計算が可能である。比較の目的で、図18a中で15と表示した周囲の領域の材料に対応する1種類の材料のみで作製された表板を有する平坦カッターの応力分布を計算して、参照として使用した。図16a、b及びcは、この参照の平坦カッターについて、軸方向、半径方向及び周方向に分解した引っ張り応力及び圧縮応力の位置及び大きさを、それぞれ示す。同様に、図18a、b及びcは、現在の例について計算した分解応力を示す。引っ張り応力はハッチにより示し、張力と圧縮の境界は点線により示す。引っ張り及び圧縮が最大の位置も図に示す。図16aにおける参照カッターについての軸方向の最大の引っ張りは、図1の不安定領域A2と関連し、図16bにおける半径方向の最大の引っ張りは、図1の不安定領域B1と関連し、図16cにおける周方向の最大の引っ張りは図1の不安定領域A1と関連する。表3は、参照の平坦カッター図16a、b及びcと比較して、図18a、b及びcの実施例3のカッターの便利な円柱座標の、軸方向、半径方向及び周方向の最大応力成分として表した比較のFEA結果を示す。表3は、実施例3のカッターの不安定領域A2、B1及びA1における応力が引っ張りにおいて著しく低下したことを明確に示す。その上、不安定領域A1と関連する周方向の応力が著しく圧縮力を与えられて、CD表板全体が周方向に圧縮される結果を生じた。図18aの軸方向の応力分布を参照の図16aのものと比較すると、円周の自由表面における引っ張り場は、表3に示した大きさにおける減少と同様な程度で著しく減少したことが見て取れる。これらの結果により、亀裂開始の傾向が低下して、開始しそうな如何なる亀裂も大きさが限定されるであろうと期待される。図18bの半径方向の応力分布を参照の図16bのものと比較すると、最大の引っ張りが移動して、PCD表板の自由表面から遠ざかり、中間材料の領域14に位置したことが見て取れる。この位置は、PCD表板の全量塊中に十分入っており、今は自由表面から半径方向の圧縮応力場により隔離されている。したがって、図1の不安定領域B1は移動して、その結果、PCD表板の自由表面によっては最早拘束されず、その上、今や自由表面から圧縮バリアにより隔離されているとみなすことができる。不安定領域の位置のこの変化により、半径方向の張力が大きく減少するとともに伝播する亀裂が阻止されて、カッターの上部の自由表面に伝播することが防止される結果になると期待される。図18cの周方向の応力分布を参照図16cのものと比較すると、引っ張り場が完全に排除されて、PCD表板全体が周方向に圧縮されていることがわかる。その上、図1の不安定領域A1と関連する最大の引っ張り位置が今は最小の圧縮により置き換えられて移動し、それは最早PCD表板の自由表面により拘束されない。この最小の圧縮は、今、領域14の材料の位置にある。全てのこれらの効果が組み合わさって、岩石カッティングで使用中に生じた摩耗痕と関連する如何なる亀裂形成も伝播を阻止され、カッターの自由表面に延びてPCD表板を破砕することが防止されるであろうと期待される。実施例4PCDカッターは、図19にしたがって作製され、その場合、単一のPCD材料の60°セグメントだけがカッター上部の周辺の端部に形成されて、カッターの残りの300°の部分で実施例3の設計と隣接し接触する。図19は、この新しい設計の一部を切り取った3次元の模式的表示であり、この場合、図18a,b,cの外側の量塊の60°の周辺の15と表示したセグメントが、図19中で16と表示した材料により置き換えられた。このPCD材料は、岩石カッティング試験で決定した非常に優れた摩耗挙動を有することがわかった。60°のセグメントに接するカッターの300°の残部においては、図18の設計を使用した。実施例1、2及び3の場合と同様に、最終のPCD表板の厚さは2.2mmであり、長さ13.8mmの炭化タングステン、13重量コバルト硬質金属基材に結合した。直円柱カッターは直径16mmで、PCD表板と炭化物基材の間に平坦な界面を有した。実施例1、2及び3の場合と同様に、当技術分野において知られたテープキャスティング技法を使用して、水溶性有機結合剤と結合した4種の適切に選択されたダイヤモンド粉末のいわゆる未焼結のディスク、ワッシャ、及びセクターを形成した。これらのディスク、ワッシャ及びセクターを、耐火性金属容器中で組み立てることにより、図19の幾何学的形態を製造した。次に、炭化タングステンの円柱、13コバルト硬質金属円柱を耐火性金属容器中に挿入して、基材を形成して提供した。次に、これらの集成体を、炉中で結合剤材料を追い出すのに十分な温度で十分な時間真空で脱ガスし、それから当技術分野において十分確立されているように、高圧装置中で約1460°Cの温度で約5.6GPaの圧力をかけた。図19を参照して、60°セグメントに接する300°の部分を構成する異なるPCD材料の3つの領域を、実施例3において図18及び19の両者中で13、14及び15と表示した厳密に同じ粉末を使用して作製した。図19において16と表示した60°セグメントの材料は、2ミクロン~30ミクロンに広がる多峰のサイズ分布を有する平均粒子サイズ約13.0ミクロンのダイヤモンド粉末から作製した。このダイヤモンド粉末は、使用された高圧及び高温条件で、コバルト含有率約8.8体積パーセントで、線熱膨張係数3.95×10-6/°C及び弾性係数1025GPaのPCD材料を形成することが知られている。この特定の材料は、岩石カッティング試験で非常に良好な低い摩耗特性を有することが示されている。高圧装置から取り出した後、各カッターを当技術分野において知られた研削及び研磨手順により最終のサイズにした。カッター試料をカットして断面を出し、異なったPCD材料の量塊の寸法を測定して、PCD表板の全体積に対するそれらの体積を見積もった。領域13と14の間の境界は、基材界面から軸方向に約1.0mm、円周の自由表面から約0.5mm離れて位置した。領域15と14の間の境界は、PCD表板の上部の自由表面から約0.6mm及び円周の自由表面から約0.25mm離れて位置した。60°のセグメントは円周の自由表面から半径方向に約2mm延び、厚さはPCD表板の上部の自由表面で約0.6mm及び円周の自由表面で約0.25であった。領域13、14及び15は、PCD表板の全体積のそれぞれ約38、23及び44であると見積もられた。60°セグメントの領域16は、PCD表板の全体積の約3を占めると見積もられた。生じた見積もられた体積及び寸法及び期待されるPCD材料性質を有して製作されるカッターを、有限要素解析FEAを使用してモデル化した。図16a、b、cにおけるような平坦カッターを参照として、60°セグメントに期待されるものと同じ性質の材料について、図19における16を考察した。典型として、図16a、b、及びcに示すような平坦カッターのための応力分布の必須の性質が得られた。境界条件及び計算のために選択したメッシュのタイプは、参照及び実施例の設計に対して一定であり、その結果、最大応力の大きさを比較することができた。表4は、60°セグメントにおいて計算された最大応力を、PCD材料が図19の材料16と同じである参照の平坦カッターの対応する最大応力と比較した、比較のFEA結果を示す。軸方向の最大の引っ張り応力は、基材界面の真上のPCD表板の円周の自由表面で、平坦参照カッターにおけるように図1の不安定領域A2と関連するが、図19中のAにより示したセグメントの円周の境界に関して30°の位置にあった。この軸方向の最大の引っ張りは、平坦参照カッターと比較して約47減少した。セグメントにおける半径方向の最大の引っ張り応力は、参照の平坦カッターにおけるように及び図1の不安定領域B1と関連して、図19中でRにより指示される、PCD表板の上部の自由表面に位置した。この半径方向の最大の引っ張りは、平坦参照カッターと比較して約66減少した。セグメントにおける周方向最大の引っ張り応力は、平坦カッター参照におけるように及び図1の不安定領域A1と関連して、図19中でHにより指示されるPCD表板の上部の自由表面に位置した。この周方向最大の引っ張りは、平坦参照カッターと比較して約52減少した。したがって、PCD材料のセグメントに隣接し及び接触して使用される実施例3のカッター設計は、そのセグメントの材料における引っ張り応力の大きい減少を誘発し得る。実施例3の有利な応力分布は、実施例4の接触する材料においても顕著に見出されるが、しかしながら、60°のセグメントの境界に直接隣接する引っ張り応力には若干の増大があることも見出された。したがって、セグメントの材料中の亀裂伝播の傾向は、同じ材料から作製された平坦カッターと比較して減少し、その結果剥落傾向が減少し、セグメント材料の優れた摩耗性質が岩石カッティング用途において活用され得るであろうと期待される。その上、実施例3の設計による隣接する及び接触する材料における非常に有利な応力分布は、実施例3におけるように、亀裂伝播も阻止して、亀裂がPCD表板の自由表面に達することを阻止することができる。これは、剥落の発生の減少に貢献することもできる。これらの結果は、有利な残留応力分布を有する幾つかの実施形態に基づくカッター設計は、セグメント材料が単独で使用される場合と比較して、PCD材料の隣接し及び接触するセグメントに使用することができ、且つこれらのセグメント中の引っ張り応力を有利に減少させることができることを示した。同様な結果が2つ以上のセグメントが使用される場合にも起こるはずであると期待される。PCD表板とそれに結合した炭化物基材との間の境界は、PCD表板中の残留応力場を変化させるために幾何学的に改変することができる。これらの改変された界面は、非平面界面と称され、界面に直近の位置における応力分布全般に対する影響を有し得る。図1において記載し且つ示した不安定領域の一般的特性は、非平面界面設計を採用することにより実質的に変化することはないが、幾つかの実施形態とともに使用することができる。図2a及び2bに示した第1~第6の領域、1~6を有するが、炭化物基材界面がPCD表板の上部の表面に対して一般的に凸面である非平面界面を有する例を図12に示した。さらに、早発の破砕事象を減少させるために、先端部の幾何学的形態の改変を、例えば面取り等を含むことにより行うことができる。この実施は、任意の又は全ての実施形態との協調で使用することができる。さらに、自由表面から選択された深さまでPCD材料の金属成分を全部又は一部除去する処理を使用して、PCDカッターの性能に利することができる。利用される典型的な深さは、50~500ミクロンの間である。利益は主として、処理された深さにある材料の熱的安定性の改善にあると考えられる。しかしながら、この処理プロセスに関連する不利点は、処理された層複数可に隣接するPCD材料における引っ張り応力の増大が生じて、それが望ましくない亀裂伝播を生じ得ることである。実施形態は、選択された材料の置き換えにより生じた既に存在する圧縮により引っ張り応力を相殺することにより、この不利点を緩和する手段を提供することができる。それ故、1つ又は複数の実施形態とともにそのような処理を使用することが可能である。ある熱処理も、残留応力を部分的に焼き鈍して、それにより残留応力の大きさを減少させることができる。典型的なそのような処理は、高圧装置から取り出した後のPCDカッターを、真空下で550°C~750°Cの温度で2~3時間続けて加熱することである。そのような処理は、残留応力分布を有利に変化させることができるが、限度があるものに過ぎない。この性質の熱処理は実施形態に適用することができる。超硬質構造体、製造方法、及びそのような構造及び方法の種々の用途の上述の記載は、多くの特定の事物を含むが、これらは本発明の範囲を限定すると解釈されるべきではなく、単に幾つかの実施形態の例示を提供するだけと解釈されるべきである。同様に、本発明の範囲から逸脱しない他の実施形態も案出することができる。例えば、記載した性質及び組成が異なる材料から作製された隣接する3次元の帯域、量塊又は領域を有するように配列された超硬質の及び他の材料を含む構造体は、材料集合体及びテープキャスティング、射出成形、粉末押出し、インクジェット印刷、電気泳動堆積などの調製技法及びそのような方法の任意の組合せ、即ち、ダイヤモンド及びcBNなどの超硬質材料の粉末に適用することができる全てを使用して製作することができる。本明細書において記載した実施形態は、多結晶ダイヤモンド材料に特定して言及したが、他の超硬質材料も使用することができる。それに加えて、ダイヤモンドを含有することが多い他の硬質の材料も、適当な領域におけるこれらの材料の置き換えにより多結晶材料の本体における応力分布を変化させるために使用することができる。"