相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2014年12月17日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)62/092967的權(quán)益和優(yōu)先權(quán)，該美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容作為引用并入本文。

背景技術(shù)：

多晶金剛石壓坯(pdc)切割器和金剛石強(qiáng)化鑲齒(dei)已用在包括鑿巖和金屬加工的工業(yè)應(yīng)用中許多年。一般來(lái)說(shuō)，多晶金剛石(pcd)(或其它超硬材料)的壓坯或?qū)诱辰Y(jié)到基體材料(比如燒結(jié)的金屬碳化物，如燒結(jié)碳化鎢)，以形成切割結(jié)構(gòu)。pcd一般包括多晶質(zhì)量的金剛石，它們粘結(jié)在一起以形成一體的、堅(jiān)韌的、高強(qiáng)度的質(zhì)量或晶格。得到的pcd結(jié)構(gòu)具有強(qiáng)化的耐磨性和硬度，使得pcd材料用在磨損和切割應(yīng)用中，在磨損和切割應(yīng)用中，高水平的耐磨性和硬度是期望的。

pdc切割器或dei可通過(guò)將燒結(jié)碳化物基體放在壓榨機(jī)的容器中而形成。金剛石顆?；蚪饎偸勰┑幕旌衔锓旁诨w的頂部，并在高壓高溫(hpht)條件下處理。如此，金屬粘結(jié)劑(通常為鈷)從基體遷移，并穿過(guò)金剛石晶粒以促進(jìn)金剛石晶粒之間的共生。結(jié)果，金剛石晶粒變得彼此粘結(jié)，以形成金剛石層，金剛石層又粘結(jié)到基體。基體通常包括金屬碳化物復(fù)合材料，比如碳化鎢。沉積的金剛石層通常稱(chēng)為“金剛石板”或“磨料層”。術(shù)語(yǔ)“顆?！敝傅氖窃跓Y(jié)超硬材料之前使用的粉末，而術(shù)語(yǔ)“晶?！敝傅氖窃跓Y(jié)之后的可識(shí)別的超硬區(qū)域。

一般來(lái)說(shuō)，pcd可包括任何合適量的金剛石和粘結(jié)劑，例如85至95％體積的金剛石和粘結(jié)劑材料的平衡，粘結(jié)劑存在于粘結(jié)的金剛石晶粒之間出現(xiàn)的空隙內(nèi)。用于形成常規(guī)pcd的粘結(jié)劑材料包括來(lái)自周期表的viii族的金屬，比如鈷、鐵和鎳和/或其混合物或合金。更高的金屬含量會(huì)增加得到的pcd材料的韌性，但是也會(huì)減小pcd材料的硬度，從而使得難以提高硬度和韌性?xún)烧摺ｎ?lèi)似地，當(dāng)選擇變量以增加pcd材料的硬度時(shí)，脆性也會(huì)增加，從而降低了pcd材料的韌性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

提供該發(fā)明內(nèi)容來(lái)介紹在下面的具體實(shí)施方式中進(jìn)一步描述的構(gòu)思的選擇。該發(fā)明內(nèi)容不意在確立所要求主題的關(guān)鍵或重要特征，也不意在限制所要求主題的范圍。

在一個(gè)方面中，本公開(kāi)的實(shí)施例涉及一種形成多晶金剛石切割元件的方法，該方法包括組裝金剛石材料、基體和與基體不同的催化劑材料源或滲透劑材料源以形成一組件，催化劑源或滲透劑源鄰近金剛石材料。該基體可包括包含難熔金屬的附接材料。該方法還可包括使該組件經(jīng)受第一高壓/高溫條件以使催化劑材料或滲透劑材料熔化和滲透進(jìn)金剛石材料中以及使該組件經(jīng)受第二高壓/高溫條件以使附接材料熔化并滲透過(guò)被滲透的金剛石材料的一部分，以將滲透的金剛石材料附接到基體。

在另一方面中，本公開(kāi)的實(shí)施例涉及一種切割元件，其包括位于難熔金屬碳化物基體上的多晶金剛石層，多晶金剛石層包括至少兩個(gè)區(qū)域：遠(yuǎn)離基體的第一區(qū)域，包括多個(gè)粘結(jié)在一起的金剛石晶粒，多個(gè)空隙區(qū)域置于粘結(jié)在一起的金剛石晶粒之間，基于第一區(qū)域的總重量，空隙區(qū)域包括小于1wt％的難熔金屬；以及鄰近基體的第二區(qū)域，包括多個(gè)粘結(jié)在一起的金剛石晶粒，多個(gè)空隙區(qū)域置于粘結(jié)在一起的金剛石晶粒之間，空隙區(qū)域包括viii族金屬和難熔金屬。

附圖說(shuō)明

參考附圖描述本公開(kāi)的實(shí)施例。相同的標(biāo)記在整個(gè)附圖中用于表示相同的特征和部件。

圖1示出常規(guī)形成的多晶金剛石的微結(jié)構(gòu)；

圖2示出形成根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的多晶金剛石體的流程圖；

圖3示出形成根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的多晶金剛石體的圖示；

圖4示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的多晶金剛石體的頂表面的x射線粉末衍射；

圖5示出形成根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的多晶金剛石體的圖示；

圖6示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的多晶金剛石體的sem像；

圖7示出形成根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的熱穩(wěn)定多晶金剛石體的圖示；

圖8和9示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的熱穩(wěn)定多晶金剛石體的sem像；

圖10示出截取的包括基體材料冒出的常規(guī)多晶金剛石體的一區(qū)域的sem像；

圖11示出形成根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的多晶金剛石強(qiáng)化鑲齒的圖示；

圖12和13示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的多晶金剛石強(qiáng)化鑲齒的sem像；

圖14示出根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的多晶金剛石強(qiáng)化鑲齒的疲勞壽命；

圖15是根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例制成的金剛石剪切切割器的示意性透視側(cè)視圖；

圖16示出具有根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的切割元件的旋轉(zhuǎn)鉆頭的透視側(cè)視圖；

圖17示出具有根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例制成的鑲齒的牙輪鉆頭的透視側(cè)視圖；

圖18示出具有根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例制成的鑲齒的沖撞鉆頭或捶打鉆頭的透視側(cè)視圖。

具體實(shí)施方式

本文公開(kāi)的實(shí)施例總體上涉及用于提高多晶金剛石體的斷裂韌度的方法和材料。本文公開(kāi)的實(shí)施例還涉及具有低鎢含量的多晶金剛石體以及包括多晶金剛石體的切割結(jié)構(gòu)。

在一些實(shí)施例中，多晶超硬材料可使用催化劑或滲透劑材料形成，催化劑或滲透劑材料從源而不是從基體提供。即，多晶超硬材料可由被催化劑滲透的金剛石粉末形成，催化劑來(lái)自一源，而不是基體，或者預(yù)制燒結(jié)金剛石體可以用滲透劑材料滲透，滲透劑材料來(lái)自一源，而不是預(yù)制燒結(jié)金剛石體所附接到的基體。在兩種情形下，(催化劑或滲透劑的)滲透可以在hpht燒結(jié)周期中發(fā)生，在hpht燒結(jié)周期中，首先使催化劑/滲透劑滲透到金剛石材料(粉末或預(yù)制燒結(jié)體)中，并隨后將金剛石材料附接到基體。

術(shù)語(yǔ)“催化劑”用于表明材料催化金剛石粉末以形成pcd體(具有互連的金剛石晶粒)，而“滲透劑”用于表明材料滲透進(jìn)pcd體中但是不會(huì)催化它，即材料滲透進(jìn)先前形成的pcd體中。在使用滲透劑的后一情況下，在允許滲透劑材料滲透進(jìn)pcd體之前，用于形成pcd體的催化劑材料可以從該體移除(導(dǎo)致金剛石晶粒之間的大致空間或空隙區(qū)域)。通過(guò)使用從一源而不是從基體提供的催化劑或滲透劑，得到的pcd體的與基體相反的頂表面/區(qū)域可具有比常規(guī)pcd結(jié)構(gòu)更低的鎢含量。此外，術(shù)語(yǔ)“附接材料”用于表明材料從基體滲透進(jìn)pcd體中以將基體附接到pcd體。催化劑、滲透劑和附接材料均可包括相同或不同材料。例如，鈷可以包含在催化劑、滲透劑和附接材料的每個(gè)中。如下面更詳細(xì)所討論的，在一些實(shí)施例中，附接材料與催化劑或滲透劑的不同在于，其一般帶有比基體相反更大量的鎢或其它金屬。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，切割元件可包括粘結(jié)到難熔金屬碳化物基體的pcd層。圖1示意性地示出pcd材料100的微結(jié)構(gòu)。如所示，pcd材料100包括多個(gè)金剛石晶粒101，它們彼此粘結(jié)以形成晶間金剛石基質(zhì)。用于促進(jìn)在燒結(jié)過(guò)程期間發(fā)展的金剛石到金剛石粘結(jié)的催化劑或粘結(jié)劑102分散在金剛石基質(zhì)第一相之間形成的空隙區(qū)域。盡管圖1中未示出，但是如上所述，催化劑材料102可以被移除，并用滲透劑材料替換。pcd材料100的微結(jié)構(gòu)可具有粘結(jié)劑在pcd晶粒之間的均勻分布。pcd材料可包括金剛石晶粒/粘結(jié)劑界面103和金剛石晶粒/金剛石晶粒界面104。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，空隙區(qū)域可具有經(jīng)由pcd層分布的非均勻量的難熔金屬。例如，與金剛石層的靠近與基體的界面的一部分相比，金剛石層的遠(yuǎn)離基體的一部分可具有更少量的難熔金屬(在將基體附接到金剛石層期間從基體滲透)。存在于多晶金剛石層中的難熔金屬量的差別可由于使用源自一源而不是基體的催化劑或滲透劑材料而導(dǎo)致。通過(guò)使用源而不是基體，更純的催化劑或滲透劑可滲透通過(guò)金剛石材料，并填充或占據(jù)空隙區(qū)域。然而，因?yàn)榻饎偸瘜舆€通過(guò)hpht燒結(jié)附接到基體，所以難熔金屬量可以在附接期間被攜帶到金剛石層。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，催化劑或滲透劑材料是從周期表的viii族選擇的金屬或金屬合金，并可例如設(shè)置為粉末或一結(jié)構(gòu)(例如箔盤(pán)或環(huán))。當(dāng)設(shè)置為粉末時(shí)，金屬粉末可選地與金剛石粉末或碳混合。然而，還可使用其它滲透劑材料(即vii族元素之外的材料)。

在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，制造多晶金剛石體的方法可包括將基體、金剛石材料和催化劑或滲透劑材料而不是基體放置在燒結(jié)容器中。金剛石材料可包括金剛石粉末或預(yù)制燒結(jié)金剛石體。催化劑或滲透劑材料可以鄰近金剛石材料并相反基體放置不同層或箔片的形式提供，或者可以與金剛石粉末預(yù)混合，并放置為基體和金剛石材料之間的過(guò)渡層。在燒結(jié)過(guò)程期間，金剛石材料可首先預(yù)填充或者用催化劑或滲透劑材料滲透，從而使從基體提供的金屬滲透進(jìn)金剛石層(即附接材料)更困難(例如在碳化鎢基體中，用催化劑或滲透劑的滲透使得鎢的進(jìn)一步滲透更困難，從而減少金剛石層中的鎢量)。在一些實(shí)施例中，由于催化劑或滲透劑的位置，多晶金剛石層與基體相反的表面區(qū)域可包含比較低的鎢含量。例如，與pcd層的(與基體相反的)遠(yuǎn)表面相比，在鄰近與基體的界面處的pcd層中，有至少1.5、2或甚至3倍的鎢。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，遠(yuǎn)表面處的pcd可具有小于約5wt％、約2wt％、約1.5wt％、約1wt％、約0.5wt％的鎢含量，或者不存在鎢。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，鄰近基體的表面處的pcd可以比工作表面處的鎢量更大，并且可以例如具有約0.5wt％至約10wt％、約0.6wt％至約5wt％、1wt％至約5wt％、2wt％至約3wt％或任何合適量的鎢含量。

該組件可以通過(guò)使各層經(jīng)受hpht條件而燒結(jié)在一起，比如從4gpa到7gpa的范圍中或更大的壓力以及對(duì)于充分時(shí)期的約1100℃到2000℃的溫度。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，燒結(jié)周期可以被調(diào)節(jié)以允許在來(lái)自基體的金屬熔化之前，催化劑或滲透劑材料(來(lái)自一源而不是基體)滲透，比如通過(guò)保持燒結(jié)條件至小于來(lái)自基體的金屬會(huì)滲透進(jìn)金剛石材料中的溫度的溫度。即，在進(jìn)行到第二hpht燒結(jié)條件之前，第一hpht燒結(jié)條件可以應(yīng)用于在一定時(shí)期內(nèi)促進(jìn)催化劑或滲透劑材料滲透進(jìn)金剛石層中。根據(jù)各實(shí)施例，在第二燒結(jié)hpht條件期間，從基體提供的金屬粘結(jié)劑(比如鈷或其它金屬)可熔化和滲透金剛石層，從而促進(jìn)滲透的多晶金剛石層到基體的粘結(jié)。

如圖2的流程圖所示，催化劑或滲透劑材料(比如純鈷、co/c或鈷粉末)和金剛石層層在t1(200)下燒結(jié)。t1溫度基于催化劑或滲透劑(例如熔化溫度)的屬性選擇，以允許滲透劑流入金剛石材料中。然后，溫度升高到t2，以通過(guò)允許附接材料從基體滲透到金剛石材料中而允許基體粘結(jié)到金剛石材料(210)。接著，可以移除粘結(jié)體，并使其經(jīng)受各種后續(xù)處理(220)。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，第二hpht燒結(jié)條件的溫度比第一hpht燒結(jié)條件的溫度更高。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，第一hpht條件的溫度為約1100℃至約1360℃(或者例如約1200℃至約1360℃或者約1250℃至1360℃)。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，第二hpht燒結(jié)條件的溫度為約1300℃至約1600℃(或者例如約1360℃至約1600℃或者約1400℃至1600℃)。在實(shí)施例中，第一和第二hpht燒結(jié)條件的壓力大于4.5gpa。盡管已提供了用于hpht燒結(jié)條件的特定壓力和溫度范圍，但是應(yīng)理解的是，這種處理?xiàng)l件可以并且會(huì)改變，取決于諸如使用的滲透劑材料的類(lèi)型和/或量的因素。

在hpht過(guò)程完成之后，將包括粘結(jié)在一起的pcd體和基體的組件從燒結(jié)容器移除。本公開(kāi)的pcd體可選地經(jīng)受一個(gè)或多個(gè)額外處理。在一個(gè)或多個(gè)其它實(shí)施例中，在將pcd體附接到基體之后，至少部分地移除催化劑或滲透劑材料。即，取決于切割元件的最終用途(例如溫度期望的)和使用的催化劑或滲透劑材料的類(lèi)型，希望的是，從多晶金剛石層的空隙區(qū)域移除催化劑或滲透劑材料的至少一部分，尤其從金剛石層的與基體相反的工作表面移除。催化劑或滲透劑材料可以如下更詳細(xì)地所述般移除。

圖3示意性地示出制造根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的多晶金剛石體使用的部件的組件的示例。如所示，基體310(例如鈷鎢硬質(zhì)合金)容納在燒結(jié)容器330中。此外，金剛石材料300(例如金剛石粉末)位于基體310的頂部。催化劑層320(比如鈷金屬箔片)鄰近金剛石材料300，與基體310相反。如所討論的，當(dāng)使用催化劑時(shí)，催化劑可以金屬或合金箔片、純金屬催化劑或合金粉末的形式提供，或者提供為金屬粉末或合金和碳混合物。盡管圖3示出基體和金剛石材料300之間的平面界面，但是如本領(lǐng)域已知的，可使用非平面界面。類(lèi)似地，盡管示出金剛石材料300的平面頂部工作表面，但是還可使用非平面的工作表面。

在使組件經(jīng)受第一hpht燒結(jié)條件時(shí)，催化劑熔化并滲透進(jìn)金剛石材料中，以促進(jìn)相鄰金剛石催化劑之間的晶間金剛石-金剛石粘結(jié)，來(lái)形成金剛石-金剛石粘結(jié)的網(wǎng)絡(luò)或基質(zhì)相。催化劑可完全滲透金剛石材料，從而占據(jù)分散在粘結(jié)在一起的金剛石晶粒之間的多個(gè)空隙區(qū)域。第一hpht燒結(jié)條件的溫度選擇成在從基體提供的至少一些材料(比如包含溶解的鎢和/或碳的co)熔化和滲透進(jìn)金剛石材料中之前，催化劑熔化并滲透進(jìn)金剛石材料中。因此，在燒結(jié)周期的該階段期間，來(lái)自基體的比較少的材料移動(dòng)進(jìn)金剛石材料中。在第一hpht燒結(jié)條件期間，催化劑320(例如co)溶解并形成co-c共晶液。從基體310(包含溶解的鎢和碳)提供的鈷粘結(jié)劑可在第一hpht條件期間熔化，并形成w-co-c液體。然而，在一些實(shí)施例中，在第一hpht燒結(jié)條件期間，來(lái)自基體的w-co-c液體不會(huì)滲透進(jìn)金剛石材料中。這是由于w-co-c液體相對(duì)于催化劑層的co-c液體的低粘性和高表面張力。

在第一hpht燒結(jié)條件下保持組件一時(shí)期(例如從約0.1分到約10分)之后，該組件進(jìn)一步在更高溫度下經(jīng)受第二hpht燒結(jié)條件。由于第二hpht燒結(jié)條件的更高溫度，w-co-c液體(即來(lái)自基體的附接材料)滲透金剛石層。然而，因?yàn)樵诘谝籬pht燒結(jié)條件期間形成的多晶金剛石體用催化劑(在第一hpht燒結(jié)條件期間進(jìn)入)預(yù)填充，所以難以使液體從基體滲透金剛石材料300。因此，w-c-co液體可從基體310遷移，并沿界面340滲透過(guò)金剛石材料300至比常規(guī)燒結(jié)中更低的深度。來(lái)自基體的co遷移(例如從基體遷移的w-c-co)促進(jìn)基體310到得到的pcd層的附接。然而，因?yàn)閣-c-co液體不會(huì)滲透過(guò)整個(gè)金剛石材料300，或者因?yàn)槊黠@更少的液體滲透通過(guò)至pcd層的頂表面，所以pcd層的與基體310相反的頂表面可基本上沒(méi)有鎢。

根據(jù)各實(shí)施例，鎢(或其它難熔金屬)從基體到多晶金剛石層的滲透深度可以小于約1000、800、600或400微米，或者在各實(shí)施例中在從約200微米至約800微米、約400微米到約800微米、或約400微米到約600微米的范圍內(nèi)。在一些實(shí)施例中，鎢從基體到多晶金剛石層中的滲透深度可以從pcd層的厚度的10％至50％變化，或者從pcd層的厚度的20％至40％或25％到33％變化。

滲透進(jìn)多晶金剛石層中的難熔金屬的量可以通過(guò)x射線衍射來(lái)分析。例如，實(shí)施x射線分析以確定w-co-c液體是否從基體滲透到燒結(jié)的多晶金剛石中。執(zhí)行根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例制成的燒結(jié)pcd樣本與基體相反的表面上的x射線粉末衍射(xrd)，如圖4所示。在燒結(jié)多晶金剛石的與基體相反的表面上沒(méi)有檢測(cè)到wc表明w-co-c液體沒(méi)有從基體滲透到pcd的與基體相反的表面。然而，難熔金屬碳化物(例如碳化鉭)在燒結(jié)多晶金剛石的與源自燒結(jié)容器的基體相反的表面上的殘余量也被xrd檢測(cè)。例如，如圖4所見(jiàn)，當(dāng)使用鉭燒結(jié)容器時(shí)，可檢測(cè)碳化鉭。如此，燒結(jié)多晶金剛石的與基體相反的表面的x射線粉末衍射表明若干對(duì)應(yīng)于碳化鉭tacx的弱峰420。與對(duì)應(yīng)于金剛石400和鈷410的峰相比，這些峰的十分低的強(qiáng)度表明碳化鉭存在為次要相，處于小于0.4wt％的量。在工作表面具有源自燒結(jié)容器的這種碳化鉭(或其它難熔金屬)的多晶金剛石層可仍被認(rèn)為基本上沒(méi)有難熔金屬(即沒(méi)有從基體提供的難熔金屬)。而且，如上所述，在pcd的與基體相反的表面處沒(méi)有發(fā)現(xiàn)來(lái)自基體的難熔金屬(例如鎢)。

根據(jù)一些實(shí)施例，催化劑可與金剛石粉末預(yù)混合，并放置為基體和金剛石材料之間的過(guò)渡層。例如，現(xiàn)在參見(jiàn)圖5，基體510位于燒結(jié)容器530中。包括與金剛石粉末預(yù)混合的催化劑的過(guò)渡層500鄰近基體510。金剛石粉末層520鄰近過(guò)渡層500。過(guò)渡層500與金剛石粉末層520不同。過(guò)渡層可包括其它成分，比如難熔金屬或金屬碳化物、氮化物、氧化物或硼化物物質(zhì)，它們以從約5vol％至約80vol％(例如約15vol％至約65vol％、約30vol％至約50vol％)范圍內(nèi)的量存在，這在pcd和基體材料之間制造在彈性和熱屬性方面處于中間的層。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，基于過(guò)渡層的總重量，包含在過(guò)渡層中的催化劑的量從約10wt％至約50wt％。然而，基于過(guò)渡層的總重量，催化劑可以包含在任何合適的量中，比如約5wt％到約70wt％，或從約10wt％至約50wt％，或從約10wt％至約30wt％。

在使組件經(jīng)受第一hpht燒結(jié)條件時(shí)，存在于過(guò)渡層中的催化劑熔化并滲透通過(guò)和進(jìn)入金剛石材料中，從而便于晶間金剛石粘結(jié)。在第二hpht燒結(jié)條件期間，從基體提供的w-co-c液體(例如附接材料)可熔化并滲透過(guò)渡層一超出界面540的深度。在該滲透和隨后冷卻期間，pcd體變得粘結(jié)到基體，從而形成具有附接到基體的pcd層的切割元件。根據(jù)本實(shí)施例制備pcd體。在圖6中，根據(jù)該實(shí)施例制備的pcd體的sem像示出多晶金剛石層550和過(guò)渡層500之間的界面540，從而進(jìn)一步提供證明表示在第二燒結(jié)階段期間發(fā)生基體的粘結(jié)。根據(jù)本實(shí)施例制備的多晶金剛石體(使用包含難熔金屬或金屬碳化物、氮化物、氧化物或硼化物物質(zhì)的過(guò)渡層)可在多晶金剛石層的與基體相反的表面上包含少量鎢或來(lái)自基體的其它金屬，然而，該量相對(duì)小于存在于常規(guī)pcd體表面處的量。

如上所提及的，根據(jù)各實(shí)施例，根據(jù)本公開(kāi)燒結(jié)和滲透的金剛石材料可包括預(yù)制燒結(jié)金剛石體，比如完全浸出的熱穩(wěn)定多晶(tsp)金剛石晶片。這種tsp金剛石晶片可以通過(guò)從預(yù)制多晶金剛石體浸出掉催化劑材料并移除附接到多晶金剛石體的基體(如果有的話)而形成。tsp的材料微結(jié)構(gòu)包括粘結(jié)在一起的金剛石晶粒的第一基質(zhì)相以及包括分散在整個(gè)基質(zhì)相中的多個(gè)空間隙區(qū)域的第二相。tsp體基本上沒(méi)有用于初始形成或燒結(jié)金剛石體的催化劑材料。此外，如上所提及的，在使用驟預(yù)制燒結(jié)金剛石體(比如tsp晶片)的實(shí)施例中，滲透進(jìn)金剛石體的材料指的是滲透材料，因?yàn)榻饎偸?金剛石粘結(jié)已經(jīng)形成(利用先前催化劑)。

現(xiàn)在參見(jiàn)圖7，基體710位于燒結(jié)容器740中。tsp晶片700鄰近基體710。在一些實(shí)施例中，tsp晶片700具有比基體710更小的直徑，而在其它實(shí)施例中，tsp晶片700和基體710具有基本上相同的直徑(例如相同的直徑)。具有基本上等于tsp晶片的直徑的滲透劑材料730放置在tsp晶片700的頂部。與co-wc預(yù)混的金剛石可以放置在tsp晶片700和基體710之間。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，滲透劑材料可以設(shè)置為鈷粉末或箔片的薄層，然而，可以使用任何合適的滲透劑材料。支撐粉末720可以放置在燒結(jié)容器內(nèi)，鄰近基體710、tsp晶片700和滲透劑材料層730，填充燒結(jié)容器740的體積。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，支撐粉末是不會(huì)與罐的其它部件反應(yīng)的任何材料。在一些實(shí)施例中，氮化硼可用作支撐粉末。

在使組件經(jīng)受第一hpht燒結(jié)條件下，滲透劑材料730熔化并滲透tsp晶片700的孔(例如分布在整個(gè)金剛石基質(zhì)相中的多個(gè)空的間隙區(qū)域)。如上所提及的，在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，第一hpht條件的溫度可以從約1100℃到約1360℃，在到達(dá)期望溫度時(shí)，可以保持溫度一定時(shí)期，例如至少15秒。然而，溫度和時(shí)間是不受限的，可以使用任何合適的溫度和時(shí)間，比如本公開(kāi)中描述的那些。例如，溫度和時(shí)間可比如取決于tsp晶片的金剛石密度(和孔尺寸)，并可取決于期望的滲透程度而變化。

根據(jù)圖7所示實(shí)施例的組件在1280℃的hpht燒結(jié)工藝中組裝和保持20秒。如圖8所示的sem像中看出，tsp晶片的芯部在這些hpht燒結(jié)條件下沒(méi)有被滲透劑材料滲透，看上去是基體710上方的暗區(qū)域800。然而，當(dāng)燒結(jié)條件的溫度升高到1300℃，并在該溫度下保持20秒時(shí)，tsp晶片滲透劑材料完全滲透。對(duì)于圖8的sem中所示的tsp晶片，因?yàn)闇囟冗^(guò)低，所以從基體提供的w-co-c液體不會(huì)滲透進(jìn)完全浸出的tsp晶片。相應(yīng)地，通過(guò)選擇壓力、溫度和時(shí)間，通過(guò)滲透劑的滲透深度可以被控制和調(diào)節(jié)以在沒(méi)有鎢遷移的情況下獲得期望深度，比如小于約800微米。根據(jù)各實(shí)施例，滲透深度從約50微米至約200微米，或者從約50微米高達(dá)至80微米、90微米或100微米。

在該滲透階段之后，溫度增加(使組件經(jīng)受第二hpht燒結(jié)條件)，以通過(guò)使液態(tài)金屬粘結(jié)劑(例如附接材料)從基體部分地滲透進(jìn)金剛石體中來(lái)提高基體710和tsp晶片700之間的粘結(jié)強(qiáng)度，從而將兩個(gè)體粘結(jié)在一起。第二階段中的燒結(jié)溫度可以大于1400℃，比如約1450℃。在該階段，可以檢測(cè)到鎢從基體到pcd層中的擴(kuò)散。根據(jù)圖7所示實(shí)施例的組件根據(jù)該實(shí)施例處理。得到的pcd體的sem像在圖9中示出。特別地，圖9示出滲透的tsp晶片760、基體710和界面750。在此，w-co-c液體熔化并從基體710擴(kuò)散通過(guò)界面750，進(jìn)入tsp晶片760。

根據(jù)本實(shí)施例(包括上述實(shí)施例)形成的pcd體可以經(jīng)受浸出過(guò)程，由此，從金剛石體(尤其在鄰近所述體的工作表面的區(qū)域處)移除占據(jù)金剛石粘結(jié)晶粒之間的空隙區(qū)域的催化劑或滲透劑材料。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“移除”指的是減少催化劑或滲透劑材料在金剛石體中的存在，并且可理解為意味著催化劑或滲透劑材料的顯著部分不再存在于金剛石體的至少一部分中。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)明白，浸出過(guò)程被局限于，微量的催化劑或滲透劑材料仍可在空隙區(qū)域內(nèi)保留在金剛石的微結(jié)構(gòu)中和/或粘附到金剛石晶粒的表面。這種微量可源自浸出劑在浸出期間的有限接近，由于該有限接近，其它方法可用于減少剩余催化劑材料和金剛石之間的熱系數(shù)差。

從金剛石晶格結(jié)構(gòu)移除或“浸出”催化劑或粘結(jié)劑材料的通用方法是用強(qiáng)酸溶液處理金剛石。該方法已在整個(gè)金剛石上實(shí)施，其中，催化劑材料已從整個(gè)金剛石移除，或者該方法在金剛石的一區(qū)域上實(shí)施。例如，酸溶液，比如硝酸或若干酸(比如硝酸和氫氟酸)的組合可用于處理金剛石板，從而從金剛石移除催化劑或滲透劑材料的至少一部分。取決于pcd的應(yīng)用，可以浸出多晶金剛石的選擇部分或區(qū)域，以獲得熱穩(wěn)定性，而不會(huì)損失沖擊阻力。在一些實(shí)施例中，被浸出的區(qū)域?qū)?yīng)于多晶金剛石的具有低鎢含量的區(qū)域。取決于期望的浸出程度，可以浸出多晶金剛石具有低鎢的整個(gè)區(qū)域或具有低鎢的一部分區(qū)域。

因此，根據(jù)一些實(shí)施例，得到的浸出切割元件的微結(jié)構(gòu)可包括第一區(qū)域(在所述體的遠(yuǎn)離基體的工作表面或上表面)、第二區(qū)域和第三區(qū)域，第一區(qū)域具有晶間粘結(jié)金剛石晶粒的網(wǎng)絡(luò)和金剛石晶粒之間的多個(gè)第一空隙區(qū)域(基本上是空的)，第二區(qū)域具有晶間粘結(jié)金剛石晶粒的網(wǎng)絡(luò)和用催化劑或滲透劑填充并基本上沒(méi)有難熔金屬的多個(gè)第二空隙區(qū)域，第三區(qū)域(接近基體)具有晶間粘結(jié)金剛石晶粒的網(wǎng)絡(luò)以及金剛石晶粒之間用催化劑或滲透劑材料和難熔金屬填充的多個(gè)第三空隙區(qū)域。第二區(qū)域可以位于第一和第三區(qū)域之間。其它實(shí)施例可包括具有第一區(qū)域和第三區(qū)域而不具有第二區(qū)域的微結(jié)構(gòu)。即，得到的浸出切割元件的微結(jié)構(gòu)可包括具有晶間粘結(jié)金剛石晶粒的網(wǎng)絡(luò)和位于金剛石晶粒之間基本上是空的多個(gè)第一空隙區(qū)域的區(qū)域(在所述體的遠(yuǎn)離基體的工作表面或上表面處)以及具有晶片粘結(jié)金剛石晶粒的網(wǎng)絡(luò)和位于金剛石晶粒之間由催化劑或滲透劑材料和難熔金屬填充的多個(gè)第三空隙區(qū)域的區(qū)域。

在一些實(shí)施例中，由于第一燒結(jié)階段(在第一燒結(jié)條件下)期間的低滲透溫度，基體和金剛石體的界面處的噴發(fā)物會(huì)減少或消除，尤其對(duì)于tsp再粘結(jié)。如本文所使用的，“噴發(fā)物”指的是碳化物晶粒和粘結(jié)劑池(催化劑或滲透劑材料)在由基體材料形成的多晶金剛石中的沉淀區(qū)域，其產(chǎn)生大的碳化物晶粒生長(zhǎng)區(qū)域和/或基本上大于形成在多晶金剛石體中的空隙區(qū)域的內(nèi)含物。例如，該噴發(fā)物可以為至少大于常規(guī)空隙區(qū)域的量級(jí)。噴發(fā)物可以在將金剛石體附接到基體而沒(méi)有壓力控制的hpht粘結(jié)方法期間發(fā)生，噴發(fā)物從基體沉淀到金剛石體中。圖10示出例如具有非均勻結(jié)構(gòu)(由于金剛石體中的從基體1010提供的噴發(fā)物1000)的常規(guī)pcd體。對(duì)比之下，圖9示出使用二級(jí)滲透附接到基體的tsp晶片，得到基本上沒(méi)有噴發(fā)物的體。

在一些實(shí)施例中，因?yàn)楸容^少量的鎢或其它難熔金屬存在于金剛石體的工作表面附近，所以與常規(guī)pcd的浸出相比，需要較少的時(shí)間來(lái)浸出得到的金剛石體。當(dāng)大量w-co-c液體滲透進(jìn)金剛石層中時(shí)，常規(guī)pcd的浸出過(guò)程是困難的和漫長(zhǎng)的。例如，對(duì)于常規(guī)pcd的在約一周內(nèi)可達(dá)到的第一浸出深度，對(duì)于根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例的多晶金剛石體，在1-3天內(nèi)可達(dá)到相同的浸出深度。此外，在一些實(shí)施例中，因?yàn)殒u不存在于金剛石體的工作區(qū)域(例如期望浸出深度)中，所以浸出過(guò)程可以不需要?dú)浞?，從而更安全和更環(huán)境友好。

在本公開(kāi)的范圍內(nèi)，本文公開(kāi)的hpht燒結(jié)方法可用于具有非平面上表面(例如與基體相反的工作表面)的切割元件，比如多晶金剛石強(qiáng)化鑲齒(dei)。特別地，本公開(kāi)的鑲齒可具有基體、由鑲齒的工作表面形成的pcd材料的工作層和其間的至少一個(gè)過(guò)渡層。

常規(guī)dei通常包括作為基體的硬質(zhì)合金體以及在鑲齒的頂部上直接粘結(jié)到碳化鎢基體的pcd層，有一個(gè)或多個(gè)過(guò)渡層。然而，由于導(dǎo)致分層問(wèn)題的制造過(guò)程，常規(guī)dei有時(shí)會(huì)受到內(nèi)應(yīng)力的影響。同樣地，由于剛度約束，dei主要燒結(jié)在包含比較低的鈷含量的碳化物基體上，使得難以在合理燒結(jié)溫度下完全滲透pcd層。因此，一定量的鈷可以混和在用于dei燒結(jié)的金剛石混合物中。然而，鈷在金剛石層中的添加可以減少燒結(jié)pcd的耐磨性。

根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，dei的斷裂韌度可以通過(guò)在兩階段hpht燒結(jié)過(guò)程期間(與用于制造常規(guī)pcd的單階段過(guò)程相比)用滲透劑材料(比如從過(guò)渡層提供的鈷)滲透多晶金剛石工作層以及經(jīng)由考慮金剛石層和過(guò)渡層的層厚度比而提高。例如，具有多層設(shè)計(jì)的dei可以通過(guò)使用不與催化劑(例如鈷)預(yù)混合的工作金剛石層和鄰近工作層和/或基體的至少一個(gè)過(guò)渡層(包含與金剛石粉末預(yù)混合的催化劑)來(lái)形成。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中，在過(guò)渡層中預(yù)混合的催化劑材料的量基于過(guò)渡層的總重量從約10wt％至約70wt％?？墒褂酶鞣N其它范圍，比如從約10wt％到約30wt％或從約20wt％至約40wt％。鑲齒可以根據(jù)上面所述的方法通過(guò)在行進(jìn)到第二階段(第二燒結(jié)條件)之前在第一階段(第一燒結(jié)條件)保持hpht燒結(jié)以用從過(guò)渡層提供的催化劑滲透金剛石材料而燒結(jié)，在這時(shí)，基體中提供的金屬可滲透進(jìn)金剛石中。根據(jù)一些實(shí)施例，通過(guò)優(yōu)化或改進(jìn)這種多晶金剛石強(qiáng)化鑲齒的機(jī)械屬性，尤其是鑲齒的斷裂韌度、生存率可以提高。

例如，參見(jiàn)圖11，根據(jù)本公開(kāi)的鑲齒組件1100包括由金剛石制成的工作層1130、基體1110和其間的至少一個(gè)過(guò)渡層1120。過(guò)渡層包括與催化劑預(yù)混合的金剛石粉末。工作層1130布置在鑲齒組件1100的最上端1140處，并形成鑲齒組件1100的工作或切割表面1150。根據(jù)各實(shí)施例，用于形成工作層1130的金剛石材料可以基本上沒(méi)有催化劑或者可包含小于3wt％的預(yù)混合催化劑，比如鈷。如所示，鑲齒組件1100具有位于工作層1130和基體1110之間并鄰近工作層和基體的一個(gè)過(guò)渡層，然而，可使用多個(gè)過(guò)渡層。工作層/過(guò)渡層界面1160形成在工作層1130和過(guò)渡層1120之間，過(guò)渡層/基體界面1170形成在過(guò)渡層1120和基體1110之間。

在組件1100經(jīng)受第一hpht燒結(jié)條件時(shí)，存在于過(guò)渡層1120中的催化劑熔化并滲透進(jìn)金剛石層1130中，從而便于晶間金剛石粘結(jié)。在第一hpht燒結(jié)條件下保持溫度一定時(shí)期之后，該溫度會(huì)升高到第二hpht燒結(jié)條件，如上所討論的，從基體1110提供的w-c-co液體(例如附接材料)會(huì)熔化并沿界面1170滲透進(jìn)過(guò)渡層一深度，從而便于將pcd附接到基體，從而形成具有經(jīng)由過(guò)渡層附接到基體的多晶金剛石層的切割元件。第一和第二hpht燒結(jié)條件可以是本公開(kāi)所述的那些中的任一。

dei根據(jù)本實(shí)施例形成。如圖12和13所看出，以dei的不同放大率拍攝的sem像顯示了，由于工作pcd層1150和相鄰過(guò)渡層1120之間的不同wc含量，得到的層具有不同微結(jié)構(gòu)。在燒結(jié)過(guò)程之后得到的雙層pcd微結(jié)構(gòu)中，工作層1150包含的鎢少于過(guò)渡層。例如，工作層1150可包含小于2wt％的鎢，小于1wt％的鎢或小于0.5wt％的鎢，而過(guò)渡層1120可包含多于0.5wt％的鎢、多于1wt％的鎢或多于2wt％的鎢(例如高達(dá)最大3wt％的鎢、5wt％的鎢或10wt％的鎢)。

用于根據(jù)公開(kāi)形成多晶金剛石層體的金剛石顆?？砂ㄈ魏晤?lèi)型的金剛石顆粒，包括具有寬范圍顆粒尺寸的天然的或合成的金剛石粉末。例如，這種金剛石粉末可具有從微米到納米的平均顆粒尺寸。此外，使用的金剛石層粉末可包括具有單模態(tài)或多模態(tài)分布的顆粒。

根據(jù)各實(shí)施例，在形成晶間粘結(jié)之后，多晶金剛石體可以形成為，在一個(gè)實(shí)施例中，具有至少約80％體積的金剛石，金剛石晶粒之間的空隙區(qū)域的余額由滲透劑材料占據(jù)。在其它實(shí)施例中，金剛石體可具有至少85％體積的金剛石、至少90％體積的金剛石或至少95％體積的金剛石。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員會(huì)認(rèn)識(shí)到，在其它實(shí)施例中可以使用其它金剛石密度。因此，根據(jù)本公開(kāi)使用的多晶金剛石體包括在本領(lǐng)域中經(jīng)常被稱(chēng)為“高密度”的多晶金剛石(例如，97％體積的金剛石或更高)。

本公開(kāi)的基體可包括具有分散在粘結(jié)劑材料基質(zhì)中的硬顆粒的耐磨材料。示例基體材料可包括分散在鈷粘結(jié)劑中的碳化鎢顆粒，比如鈷鎢硬質(zhì)合金(wc/co)。這種基體材料包括由碳化鎢顆粒制成的硬質(zhì)相和由鈷制成的金屬粘結(jié)劑。用于基體材料的其它合適材料(無(wú)限制)包括金屬、陶瓷和/或其它硬質(zhì)合金。合適的粘結(jié)劑材料包括周期表的viii族金屬或其合金，包括鐵、鎳、鈷或其合金。

在一些實(shí)施例中，與用來(lái)自基體的催化劑或滲透劑形成的常規(guī)pcd體相比，在兩階段燒結(jié)過(guò)程中用來(lái)自一源而不是基體的催化劑或滲透劑滲透的pcd體(如本文所述)具有改進(jìn)的斷裂韌度。下面表1示出根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例由三種不同金剛石品級(jí)制備的pcd體以及常規(guī)pcd(鈷僅從基體滲透)的斷裂韌度的對(duì)比分析。對(duì)于每個(gè)滲透源，斷裂韌度針對(duì)浸出和未浸出的pcd體來(lái)測(cè)量。如所提供的示例中看出，與常規(guī)pcd體相比，根據(jù)本公開(kāi)制備的pcd體具有改進(jìn)的斷裂韌度。此外，本公開(kāi)的浸出的pcd體具有優(yōu)于用常規(guī)燒結(jié)和滲透工藝形成的相同品級(jí)的未浸出pcd體的改進(jìn)的斷裂韌度。該數(shù)據(jù)示出，空隙區(qū)域中增加的鎢量(對(duì)于常規(guī)樣本而言，關(guān)于根據(jù)本公開(kāi)形成的樣本)對(duì)未浸出元素以及浸出之后的體有影響。

表1

在一些實(shí)施例中，斷裂韌度還可通過(guò)調(diào)節(jié)頂部工作層和過(guò)渡層之間的層厚度比來(lái)提高。例如，圖14提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示出層厚度比對(duì)斷裂韌度的影響。具有空豎直條的列指的是鑲齒疲勞壽命周期，而具有傾斜條的列表示從測(cè)試的1百萬(wàn)個(gè)周期中存活的鑲齒。使用在20hz頻率和22kip壓縮力下執(zhí)行的高頻壓縮疲勞測(cè)試獲得該數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)基線平均疲勞壽命是433333。如圖14可看出，斷裂韌度隨著工作層與過(guò)渡層的層厚度比的增加而增加。根據(jù)本公開(kāi)的實(shí)施例，工作層和過(guò)渡層可以選擇成具有從約0.75:1到約2.5:1、從約0.8:1到約2.4:1、從約0.9:1到約2.3:1或從約1:1到2:2的層厚度比。

根據(jù)本公開(kāi)實(shí)施例制成的多晶金剛石體可用在許多不同應(yīng)用中，比如用于采掘和切割應(yīng)用的工具，其中，熱穩(wěn)定性、強(qiáng)度/韌度和耐磨性和耐腐蝕性的組合屬性是高度期望的。同樣地，本公開(kāi)的多晶金剛石體適于用作井下鉆頭上的切割元件，比如牙輪鉆頭、沖撞鉆頭或捶打鉆頭以及用于鉆探地層的切削型鉆頭。

例如，圖15示出本公開(kāi)的多晶金剛石體以剪切切割器1500的形式實(shí)施，剪切切割器例如與切削型鉆頭一起使用來(lái)鉆探地層。剪切切割器1500包括金剛石粘結(jié)體1510，其燒結(jié)或另外附接至切割器基體1520。金剛石粘結(jié)體1510包括工作或切割表面1530。

圖16示出具有鉆頭體1610的切削型鉆頭1600。鉆頭體1610的下表面形成有多個(gè)刀片1620，多個(gè)刀片一般向外延伸遠(yuǎn)離鉆頭的中心縱向旋轉(zhuǎn)軸線1630。多個(gè)pdc剪切切割器1640(如上所述和如圖16示出)附接到刀片1620，以切割被鉆探的地層。由每個(gè)刀片攜帶和由鉆頭攜帶的pdc切割器1600的數(shù)量可以變化。

本公開(kāi)的多晶金剛石強(qiáng)化鑲齒可與牙輪鉆頭、沖撞鉆頭或捶打鉆頭一起使用。例如，圖17示出牙輪鉆頭1710，其包括許多如上所述的耐磨或切割鑲齒1700。牙輪鉆頭1710包括具有三個(gè)腿1730的本體1740以及安裝在每個(gè)腿1730的下端的牙輪。根據(jù)本公開(kāi)制造的鑲齒1700設(shè)置在每個(gè)牙輪1720的表面中，以支承在被鉆探的地層上?，F(xiàn)在參見(jiàn)圖18，如上所述的鑲齒1800安裝到?jīng)_撞鉆頭或捶打鉆頭1810。捶打鉆頭1810具有中空鋼體1820，中空鋼體具有位于體的末端的銷(xiāo)1830，以將鉆頭組裝到鉆柱和體的頭端1840。多個(gè)鑲齒1800可以設(shè)置在頭端的表面中，以支承在被鉆探的地層上并切割地層。

根據(jù)本公開(kāi)的一些實(shí)施例，包括制造具有改進(jìn)的斷裂韌度的多晶金剛石體的方法，其通過(guò)用不是從基體提供的滲透劑材料滲透金剛石層而制造。在燒結(jié)時(shí)，滲透劑材料在材料從基體滲透之前滲透金剛石層。這減少了難熔金屬(比如鎢)從基體到金剛石體的滲透程度。通過(guò)減少存在于空隙區(qū)域(尤其在工作表面處或附近)中的鎢量，更快的浸出過(guò)程會(huì)發(fā)生，這又降低了制造成本。額外地，當(dāng)根據(jù)本實(shí)施例的pcd體的燒結(jié)不取決于w-co-c液體從基體的滲透時(shí)，可使用碳化物材料的更寬選擇，從而改進(jìn)了燒結(jié)產(chǎn)量。此外，使用在從基體提供的w-co-c滲透之前滲透到金剛石層中的催化劑或滲透劑材料(如本文所公開(kāi)的)會(huì)減少在基體/金剛石界面處發(fā)生的噴發(fā)物外觀。

冠詞“a”，“an”和“the”意在表示在后續(xù)描述中有一個(gè)或多個(gè)元件。術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”和“具有”意在是包含性的，并意味著除了所列元件之外還有額外元件。額外地，應(yīng)理解，對(duì)本公開(kāi)的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”的參考不意在理解為排除存在還合并所述特征的額外實(shí)施例的可能性。例如，關(guān)于本文實(shí)施例描述的任何元件可以與本文所述的任何其它實(shí)施例的任何元件組合。本文所陳述的數(shù)量、百分比、比率或其它值意在包括該值以及“大約”或“大致”所述值的其它值，如本公開(kāi)實(shí)施例所涵蓋的本領(lǐng)域的技術(shù)人員所明白的。因此，所述值應(yīng)當(dāng)更足夠廣泛地理解為涵蓋至少足夠接近所述值的值，以執(zhí)行期望功能或?qū)崿F(xiàn)期望結(jié)果。所述值至少包括在合適的制造或生產(chǎn)工藝中期望的變化，并可包括在所述值的5％、1％、0.1％或0.01％內(nèi)的值。

此外，應(yīng)理解的是，前述說(shuō)明中的任何方向或參考系僅是相對(duì)方向或移動(dòng)。例如，對(duì)“上”和“下”或“上方”或“下方”的任何參考僅是對(duì)相關(guān)元件的相對(duì)位置或移動(dòng)的說(shuō)明。

本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，由于本公開(kāi)，等同構(gòu)造不會(huì)偏離本公開(kāi)的精神和范圍，各種改變、替代和變化可以在不脫離本公開(kāi)的精神和范圍的情況下對(duì)本文所公開(kāi)的實(shí)施例進(jìn)行。包括功能性的“裝置+功能”從句的等同構(gòu)造意在涵蓋執(zhí)行所述功能的本文所述結(jié)構(gòu)，包括以相同方式操作的結(jié)構(gòu)等同性以及提供相同功能的等同結(jié)構(gòu)。申請(qǐng)人的表達(dá)意圖不是借助裝置+功能或者對(duì)任何權(quán)利要求的其它功能性要求，除了詞語(yǔ)“用于…裝置”與相關(guān)功能一起出現(xiàn)的情況。對(duì)落入權(quán)利要求的含義和范圍內(nèi)的實(shí)施例的每個(gè)添加、刪除和修改由權(quán)利要求包涵。