СВЕРХТВЕРДАЯ КОНСТРУКЦИЯ И СПОСОБ ЕЕ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

1. Способ изготовления сверхтвердой конструкции, включающей:
первую структуру, соединенную со второй структурой, причем первая структура включает первый материал, имеющий первый коэффициент теплового расширения (КТР) и первый модуль Юнга, а вторая структура включает второй материал, имеющий второй КТР и второй модуль Юнга; где первый КТР и второй КТР существенно отличаются друг от друга и первый модуль Юнга и второй модуль Юнга тоже существенно отличаются друг от друга; и где по меньшей мере один из первого или второго материалов включает сверхтвердый материал; где способ включает:
получение агрегата, включающего первый материал, второй материал и материал связующего компонента, расположенный так, чтобы он был способен соединять первый и второй материалы вместе, и включающий металл; обработку агрегата при достаточно высокой температуре для того, чтобы материал связующего компонента находился в жидком состоянии, и первом давлении, при котором сверхтвердый материал является термодинамически устойчивым; снижение давления до второго давления, при котором сверхтвердый материал является термодинамически устойчивым, причем температуру поддерживают достаточно высокой для того, чтобы поддерживать материал связующего компонента в жидком состоянии; снижение температуры для отверждения материала связующего компонента; и снижение давления и температуры до значений, характерных для условий окружающей среды, с получением сверхтвердой конструкции.
-6
-6
-6
-6
2. Способ по п. 1, в котором КТР одного из первого или второго материалов составляет по меньшей мере 2,5×10 на градус Цельсия и самое большее 5,0×10 на градус Цельсия, а КТР другого из первого или второго материалов составляет по меньшей мере 3,5×10 на градус Цельсия и самое большее 6,5×10 на градус Цельсия, при приблизительно 25 градусах Цельсия.
3. Способ по п. 1 или 2, в котором модуль Юнга одного из первого или второго материалов составляет по меньшей мере 500 гигапаскаль и самое большее 1300 гигапаскаль, а модуль Юнга другого из первого и второго материалов составляет по меньшей мере 800 гигапаскаль и самое большее 1600 гигапаскаль.
4. Способ по п. 1 или  2, в котором модули Юнга первого и второго материалов отличаются на по меньшей мере 10%.
5. Способ по п. 1 или 2, включающий спекание агрегата множества зерен сверхтвердого материала в присутствии материала катализатора спекания при давлении спекания и температуре спекания для получения второй структуры.
6. Способ по п. 1 или 2, включающий размещение агрегата зерен сверхтвердого материала рядом с первой структурой и в присутствии материала связующего компонента с получением предварительно спеченного агрегата; обработку предварительно спеченного агрегата при давлении спекания и температуре спекания для плавления материала связующего компонента и спекания зерен сверхтвердых материалов и получения второй структуры, включающей поликристаллический сверхтвердый материал, соединенный с первой структурой материалом связующего компонента в расплавленном состоянии.
7. Способ по п. 6, в котором первым давлением является, по существу, давление спекания.
8. Способ по п. 1 или 2, включающий получение первой структуры, получение второй структуры, включающей поликристаллический сверхтвердый материал, размещение первой структуры рядом со второй структурой с получением агрегата предконструкции, и приложение давления к агрегату предконструкции с увеличением давления от значений окружающей среды до первого давления.
9. Способ по п. 8, включающий обработку агрегата множества зерен сверхтвердого материала при давлении спекания и температуре спекания, при которых сверхтвердый материал может спекаться с получением второго материала, и снижение давления и температуры до значений, характерных для окружающей среды, с получением второй структуры; причем первое давление существенно больше, чем давление спекания.
10. Способ по п. 1 или 2, в котором вторая структура включает алмазный материал, а материал связующего компонента включает материал катализатора для алмаза.
11. Способ по п. 1 или 2, в котором и первая, и вторая структуры включают алмазный материал, а материал связующего компонента включает материал катализатора для алмаза.
12. Способ по п. 1 или 2, в котором разность между вторым давлением и первым давлением составляет по меньшей мере 0,5 гигапаскаль.
13. Способ по п. 1 или 2, включающий дальнейшую термическую обработку сверхтвердой конструкции при температуре обработки и давлении обработки, при которых сверхтвердый материал является термодинамически метастабильным.
14. Способ по п. 13, в котором сверхтвердый материал включает алмазный материал, а температура обработки составляет по меньшей мере 500 градусов Цельсия и давление обработки составляет менее чем 1 гигапаскаль.
15. Способ по п. 1 или 2, включающий снижение давления от первого давления до промежуточного давления в течение некоторого периода выдержки и последующее снижение давления от промежуточного давления до второго давления.
16. Способ по п. 1 или 2, в котором сверхтвердую конструкцию формируют в виде элемента инструмента буровой головки для бурения породы или в виде ударного инструмента для разрушения породы или покрытия, причем такой способ включает в себя обработку сверхтвердой конструкции для получения соответствующего элемента инструмента.
17. Способ по п. 1 или 2, в котором давление, при котором материал связующего компонента начинает твердеть в ответ на снижение температуры, по существу равно второму давлению.
18. Способ по п. 1 или 2, в котором давление, при котором материал связующего компонента начинает твердеть в ответ на снижение температуры, имеет значение существенно ниже, чем второе давление.
-6
-6
-6
-6
19. Способ по п. 1 или 2, в котором первая структура включает материал карбида вольфрама, цементированного кобальтом, а второй материал включает материал ПКА, причем КТР материала цементированного карбида находится в интервале от 4,5×10 до 6,5×10 на градус Цельсия, а КТР материала ПКА находится в интервале от 3,0×10 до 5,0×10 на градус Цельсия; причем модуль Юнга материала цементированного карбида находится в интервале от 500 до 1000 гигапаскаль, а модуль Юнга материала ПКА находится в интервале от 800 до 1600 гигапаскаль; причем первое давление находится в интервале от 6 до 10 гигапаскаль, а второе давление находится в интервале от 5,5 до 8 гигапаскаль.
20. Способ по п. 1 или 2, в котором вторая структура включает материал ПКА, и который включает дальнейшую термическую обработку сверхтвердой конструкции в течение периода обработки в интервале от 30 до 90 минут при температуре обработки в интервале от 550 до 650 градусов Цельсия.