CN103124800B - 多晶金刚石 - Google Patents
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Abstract
一种用于制造多晶金刚石（PCD）结构的方法，其包括提供烧结碳化物基材，所述烧结碳化物基材包含由烧结材料烧结在一起的碳化物颗粒，使所述基材经受第一压力处理，处理所述基材以便从邻近由所述基材限定的边界的基材至少一个区域中除去至少一些烧结材料，使所述基材经受第二压力处理，在边界处与含金刚石结构接触或结合至含金刚石结构。
Description
技术领域
本发明涉及多晶金刚石（PCD）结构，其具体但不唯一地用于钻入地中，或者破裂或钻入坚硬或耐磨的主体如岩石或沥青中，还涉及制造所述PCD结构的方法。
背景技术
钻入地中所用的钻头的刀具嵌件可包含结合至烧结碳化物基材上的多晶金刚石（PCD）层。多晶金刚石（PCD）是超硬材料（也被称为超级磨料）的实例，其包含大量基本上共生的金刚石颗粒，该金刚石颗粒形成骨架体并限定金刚石颗粒之间的间隙。PCD材料可包含至少约80vol(体积)%的金刚石，并且可在金刚石催化剂材料存在的情况下，通过使金刚石颗粒聚集体经受高于约5Gpa的超高压力和至少约1200°C的温度而制备，所述金刚石催化剂材料为在金刚石比石墨热力学更稳定的压力和温度下能够促进金刚石颗粒直接共生的材料。一些金刚石催化剂材料可在环境压力下，特别是在升高的温度下促进金刚石向石墨的转化。该催化剂材料的实例为钴、铁、镍和包括这些中任意几种的特定合金。PCD可以形成在烧结钴碳化钨基材上，该基材可提供用于PCD的钴催化剂材料源。PCD材料中的间隙可以至少部分用金刚石催化剂材料进行填充。
PCD是极其坚硬和耐磨的，这是其在一些最极端的机加工和钻削并且需要高生产率的条件下成为优选工具材料的原因。包含作为填充材料的特定金刚石催化剂材料的PCD的缺点可能是在约400°C以上其相对差的热稳定性。催化剂材料可以在升高的温度下，特别是在大于约750°C的温度下，如在PCD坯块的制造和使用中可能经历的温度下，促使PCD破裂。
英国专利号No.1598837公开了通过在酸中煮沸，从包含结合至烧结钴碳化钨层的PCD层的PCD坯块中除去金属相浸渍剂材料。在浸入酸中之前，围绕所述坯块浇注环氧树脂，通过用砂纸磨掉所述层表面上的所有塑料，使金刚石层的表面暴露。
美国专利申请公开号No.20050115744公开了包含与金属基材整体形成的主体的PCD元件的制造方法，所述主体包含结合的金刚石晶体，还公开了催化材料。通过对主体进行处理，从而使其体积中基本上没有催化材料来实施处理，同时容许催化材料保留在主体的至少一些剩余体积中，且同时当对主体进行处理时容许基材基本上保持不受影响。
美国专利申请公开号No.20080142276公开了包含主体和基材的热稳定超硬材料坯块的制造方法。所述方法包括如下步骤：通过从其上除去催化剂材料而形成热稳定的多晶金刚石主体；使沿着主体和基材的接口表面设置的互补表面特征互相对齐以使得其互相啮合；并使主体结合至基材。
美国专利申请公开号No.20090178855公开了制造热稳定的PCD（TSP）。首先，使用已知的烧结方法在基材上的非均匀界面处形成多晶金刚石层。在对基材上的PCD层进行烧结后，除去基材从而暴露非均匀的界面。然后必要时对PCD层进行浸出(leach)，以形成合适的TSP层。
美国专利申请公开号No.20080185189公开了在第二HPHT（高压、高温）烧结步骤中将浸出的PCD坯块连接至基材。
美国专利申请公开号No.2008230280公开了通过处理多晶金刚石主体，以除去结合在一起的金刚石晶体间的间隙区域内配置的溶剂催化剂材料，然后用替代材料置换该溶剂催化剂材料而制造PCD结构的方法。
美国专利申请公开号No.20100012390公开了当通过滤出钴或其他粘合剂-催化材料而生产热稳定的PCD元件时，浸出过程也除去了烧结碳化物基材。另外，因为不存在整体基材或其他可结合的表面，在操作中安装所用的材料存在严重困难。随后在高压高温环境下将浸出的PCD元件结合至碳化钨基材导致金刚石层和基材之间的突然过渡，使得金刚石层在界面处在很低的应力下容易大规模断裂。
存在对具体但不唯一地用于钻地的，具有增强的抗断裂性的热稳定PCD结构的需要。
发明内容
从第一个方面来看，本发明提供制造多晶金刚石（PCD）结构的方法，所述方法包括提供包含由烧结材料烧结在一起的碳化物颗粒的烧结碳化物基材；使烧结碳化物基材经受第一压力处理；处理基材以便从与由基材限定的边界邻近的基材至少一个区域中除去至少一些烧结材料；使基材经受第二压力处理，在边界处与含金刚石结构接触或结合至含金刚石结构。
在一些实施方案中，所述方法包括使烧结碳化钨基材在超高压、高温（HPHT）下经受第一压力处理，其中压力为至少约1GPa或至少约5.5GPa。在一些实施方案中，所述方法包括使烧结碳化钨基材在超高压、高温（HPHT）下经受第一压力处理，其中温度为至少约1000°C或至少约1250°C。在一个实施方案中，所述方法包括使基材经受第一压力处理至少约30秒的时间。
在一个实施方案中，由基材限定的边界为基本上非平面的。
在一个实施方案中，含金刚石结构包含金刚石颗粒的聚集体，在一个实施方案中，所述聚集体包含借助于粘合剂如有机粘合剂结合在一起的金刚石颗粒。
在一个实施方案中，所述方法包括在第一压力处理期间使所述含金刚石结构结合至基材。在一个实施方案中，所述含金刚石结构包含PCD材料，在一个实施方案中，PCD为热稳定的PCD（TSP）。在一个实施方案中，所述含金刚石主体包含化学蒸汽沉积（CVD）金刚石。
在一个实施方案中，所述方法包括在第一压力处理期间形成PCD结构。在一个实施方案中，所述方法包括在第一压力处理期间与基材整体形成PCD结构，以形成前驱体PCD结构；处理前驱体PCD结构，从而从与由基材限定的边界邻近的基材至少一个区域中除去至少一些烧结材料；使前驱体PCD结构经受第二压力处理。在一个实施方案中，所述方法包括通过以下方法提供前驱体PCD结构，即所述方法包括使用于PCD坯块的烧结碳化物基材经受超高压和超高温度，在所述超高压和超高温度下金刚石比石墨在热力学上更加稳定，在金刚石催化剂材料存在的情况下与金刚石颗粒的聚集体接触。
在一个实施方案中，所述方法包括将前驱体PCD结构结合至支承体(supportbody)，例如结合至烧结碳化物支承体。在一个实施方案中，所述方法包括在前驱体PCD结构和支承体之间插入层。
在一个实施方案中，所述方法包括在含金刚石结构和基材之间插入层。在一些实施方案中，所述层为金属箔、垫片或粉末的形式，在一些实施方案中，所述层包含Pd和Ni的合金；Ti、Cu和Ni的合金；Pd和Co的合金；Pd、Ni和Si的合金；Zr或奥氏体镍-铬-基超合金。
在一个实施方案中，所述方法包括将浸出材料源抵靠含金刚石结构放置，所述含金刚石结构为至少部分多孔的，使基材在浸渍剂材料被熔化且能够浸入含金刚石结构内小孔中的压力和温度下经受第二压力处理，与含金刚石结构接触或结合至含金刚石结构。在一些实施方案中，浸渍剂材料包含Si或Al，或者包含Si和Al两者。
在一个实施方案中，所述方法包括使烧结碳化物基材经受第一压力处理；处理基材，从而从与由基材限定的边界邻近的基材至少一个区域中除去至少一些烧结材料；在边界处使PCD结构与基材接触以形成前驱体组件，并使前驱体组件经受第二压力处理。
在一个实施方案中，所述方法包括处理含金刚石结构，以便从其中的至少一个区域中除去金刚石金属催化剂。在一个实施方案中，所述方法包括处理PCD结构，以便从基材中除去烧结材料。
在一个实施方案中，第二压力处理包括使基材和含金刚石结构经受超高压和高温（HPHT），在所述超高压和高温下金刚石比石墨在热力学上更加稳定。在一个实施方案中，第二压力处理包括使基材和含金刚石结构经受至少约5.5GPa的压力和至少约1200°C，至少约1300°C的温度或至少使得基材的烧结材料能够在超高压下被熔化的温度。在一些实施方案中，在至少约6GPa，至少约7GPa或至少约8GPa的压力下实施第二压力处理。在一个实施方案中，在热力学上金刚石不如石墨稳定的压力下实施第二压力处理，在一个实施方案中，在小于约2GPa下例如借助于热等静压实施第二压力处理。
在一个实施方案中，烧结碳化物基材包含烧结碳化钨，其中烧结材料包含金刚石催化剂材料。在一个实施例中，烧结材料包含钴。
从另一个方面来看，本发明提供使用上述方法制造的PCD结构。
一些实施方案可具有的优点为提供具有增强的热稳定性或增强的抗腐蚀性，或者增强的热稳定性和增强的抗腐蚀性的PCD结构。
一些实施方案可具有的优点为甚至在第二压力处理之后PCD结构和基材也能保持对齐。
一些实施方案可具有的优点为在第二压力处理期间，基材中的粘合剂材料朝着或进入含金刚石结构的运动被控制或被限制。
一些实施方案可具有的优点为在对其进行第一压力处理之后，烧结碳化物基材仍具有足够强度，从而使其甚至在随后的处理后能够被处理以便在准备第二压力处理时除去粘合剂材料。
一些实施方案可具有的优点为将具有增强强度的PCD结构的生产成本降低。这可以通过增强控制，以及减少过程步骤的数量以降低直接成本，或这些或其他因素的结合而实现。
一些实施方案可具有的优点为生产具有基本上增强的热稳定性和增强的抗断裂性的PCD结构，其可以至少部分地从配置用于减小内部应力的非平面界面中产生。一些实施方案可具有的优点为生产具有复杂形状的PCD结构。
附图说明
现在将通过实施例并参考所附附图，对非限定性实施方案进行描述，附图中：
图1为示出了PCD结构的实施方案的示意性透视图；
图2A、图2B、图2C和图2D为示出了使用制造PCD结构的方法的实施方案中涉及的各种结构的截面示意图；
图3A和图3B为示出了使用制造PCD结构的方法的实施方案中涉及的各种结构的截面示意图；和
图4为示出了前驱体PCD结构的实施方案的截面示意图。
在所有附图中相同的附图标记用于表示相同的特征。
具体实施方式
如本文所用，多晶体金刚石（PCD）为包含至少80vol%金刚石颗粒的材料，其大部分彼此直接相互结合而形成骨架体。
如本文所用，含金刚石结构为包含金刚石的结构。
参考图1，用于钻入地中的PCD结构100的实施方案包含PCD结构120，所述PCD结构120结合至烧结碳化物基材130，所述烧结碳化物基材130包含借助于烧结材料（微结构未示出）结合在一起的碳化物材料颗粒。
参考图2A、图2B、图2C和图2D，所述方法的实施方案包括将金刚石颗粒的聚集体10放置在烧结钴碳化钨基材30的表面32上，以形成预烧结组件40，并使预烧结组件40在约5.5GPa的超高压和约1350°C的高温下经受第一HPHT处理，以形成前驱体PCD结构50，其包含在由基材表面32限定的边界处与基材30整体成型的PCD结构20。在HPHT处理期间，熔化的钴从基材30渗透到金刚石颗粒的聚集体10中。PCD结构20包含限定金刚石颗粒间隙区域的相互结合的金刚石颗粒的骨架体，所述间隙区域基本上被包含钴的粘合剂材料填充。然后将前驱体PCD结构50浸入至加热的酸中约一天，以便从PCD结构20中和从与PCD结构的界面32邻近的基材30的区域34中除去基本上所有的钴，以形成催化剂贫化的(catalystdepleted)前驱体PCD结构60。借助于防酸掩模70来保护基材30的表面，可以防止从基材30的区域36中除去钴。出乎意料的是，在HPHT处理和在酸中对待处理的催化剂贫化的前驱体PCD结构60的随后处理之后，基材30具有足够的强度。然后使催化剂贫化的前驱体PCD结构60在约5.5GPa的超高压和约1,350°C的温度下经受第二HPHT处理，以形成PCD结构。在第二HPHT处理期间，来自基材30的区域36的钴渗入到基材30的区域34中和PCD结构20的间隙中。
参考图3A和图3B，一种方法的实施方案包括提供钴-烧结碳化钨基材30和已除去金刚石催化剂材料的PCD前驱体结构20。基材30包含端部38，所述端部38被配置成前驱体PCD结构20和基材30之间边界34的所需形状，且PCD前驱体结构20包含具有互补形状的端部。PCD前驱体结构可通过以下步骤制成：在第一HPHT处理中在基材上烧结PCD层，通过例如研磨除去基材，并将PCD前驱体主体浸入加热的酸中充足的时间，以将基本上所有的催化剂材料从PCD前驱体主体的间隙中除去，以形成热稳定的PCD前驱体结构。在酸中处理基材30，从而从临界边界表面34的区域32中除去钴粘合剂，将PCD前驱体结构20放置在边界表面34上，以形成预烧结组件。然后在约5.5GPa的超高压和约1350°C的温度下使预烧结组件经受第HPHT处理，以形成PCD结构。在第HPHT处理期间，来自基材30的区域36的钴渗入到基材30的区域34中和PCD结构20的间隙中。
参考图4，所述方法的实施方案包括提供包含结合至烧结钴碳化钨基材的PCD结构的前驱体PCD结构，并处理前驱体PCD结构，以便从邻近表面的基材的至少表面区域34中除去至少一些钴，并从PCD结构的表面区域20中除去基本上所有的金刚石催化剂材料。不从远离PCD结构表面的内部区域22中除去金刚石催化剂材料，且不从基材的内部区域36中除去粘合剂材料。通过将前驱体PCD结构浸入加热的酸中几小时至几天的时间（取决于各个表面区域22和34的所需深度），从基材的区域34和PCD结构的区域22中可选择地除去钴。然后使处理的前驱体PCD结构60经受至少约5.5GPa的超高压和至少约1250°C的超高温度。
可用于从PCD结构中除去催化剂材料或从烧结碳化物中除去粘合剂材料或两者的方法的实施例，包括酸中浸泡、锌处理、冷流体处理、碱浸出处理、氯化法、电解和高温熔炼。
实施例
参考下面非限制性实施例，对实施方案进行更详细的描述。
实施例1
可提供用于钻地钻头的PCD刀具嵌件，作为前驱体PCD结构使用，所述前驱体PCD结构包含结合至烧结钴碳化钨基材端部的PCD切削结构。如本领域中熟知的，PCD嵌件可以通过在约5.5GPa的超高压和约1350°C的温度下在基材上将金刚石颗粒烧结在一起而制造。嵌件可具有通常的圆柱形，其具有约16mm的直径和约1.5cm的总体长度。PCD结构和基材之间的界面可以为非平面的，基材具有伸进PCD结构内互补凹槽中的中心部分。除了凹槽（其可以为约1mm深）外的PCD结构的厚度可以为约2.2mm。非平面界面的配置可以为具有可增强所用嵌件的抗断裂性的设计。PCD结构的金刚石含量可以为约89vol%，金刚石颗粒具有按照当量圆直径约5微米的平均尺寸。
可使PCD刀具嵌件经受酸处理，以便从PCD切削结构的基本上整个体积和与PCD结构的边界邻近的基材区域中除去钴。包含抗酸环氧树脂的掩模可以被应用于其中要避免除去钴粘合剂的基材部分的表面。如此处理的PCD刀具嵌件然后可以用作前驱体PCD结构，仔细地组装在用于超高压力炉的包封体(capsule)中，并经受约6.6GPa的压力和约1500°C的温度约10分钟。如此形成的PCD结构可包括具有增强的金刚石颗粒连续性、仍然结合至基材的PCD结构，并且钴粘合剂从尚未除去粘合剂的基材区域中渗入到已除去粘合剂的区域中，以及渗入到与基材边界邻近的PCD结构的至少一个区域中。
实施例2
如本领域中熟知的，PCD嵌件可通过在约5.5GPa的超高压和约1350°C的温度下在基材上将金刚石颗粒烧结在一起而制造。嵌件具有通常的圆柱形，其具有约17.3mm的直径，PCD层的厚度为约2mm，其具有约12.5mm的嵌件总体长度。PCD结构和基材之间的界面为非平面的，基材具有伸进PCD结构内互补凹槽中的中心部分。PCD结构的金刚石含量可以是约89vol%，金刚石颗粒具有按照当量圆直径约9微米的平均尺寸。
PCD刀具嵌件被放置在夹具中并且用盐酸使其经受酸处理，以便从PCD切削结构的基本上整个体积和与PCD结构的边界邻近的基材区域中除去钴。包含抗酸环氧树脂的掩模被应用于其中要避免除去钴粘合剂的基材部分的表面。基材的浸出在刀具嵌件的边缘周围特别显著。如此处理的PCD刀具嵌件然后可以被用作前驱体PCD结构，仔细地组装在用于超高压力炉的包封体中，使其经受约5.5GPa的压力和约1400°C的温度约5-10分钟，然后使其经受约6.8GPa的压力和约1450°C的温度约5-10分钟。如此形成的PCD结构包括具有增强的金刚石颗粒连续性、仍然结合至基材的PCD结构，并且钴粘合剂从尚未除去粘合剂的基材区域中渗入到已除去粘合剂的区域中，以及渗入到与基材边界邻近的PCD结构的至少一个区域中。
对再-烧结的刀具实施图像分析，与未经受再-烧结的未浸出PCD刀具的图像分析结果进行比较。两个刀具中的PCD的平均颗粒尺寸为9微米。未浸出的PCD刀具具有64%的平均金刚石连续性，浸出的和再-烧结的PCD具有69%的金刚石连续性。与垂直钻孔器的岩石钻孔应用测试中等同的烧结材料（未浸出的）进行比较，该连续性的增加可使得浸出的和再-烧结的刀具的耐磨性能提高。
实施例3
如本领域中熟知的，PCD嵌件可通过在约5.5GPa的超高压和约1350°C的温度下在基材上将金刚石颗粒烧结在一起而制造。嵌件具有通常的圆柱形，其具有约17.3mm的直径，PCD层的厚度为约2mm，其具有约12.5mm的嵌件总体长度。PCD结构和基材之间的界面为非平面的，基材具有伸进PCD结构内互补凹槽中的中心部分。PCD结构的金刚石含量可以是约89vol%，金刚石颗粒具有按照当量圆直径约9微米的平均尺寸。
PCD刀具嵌件被放置在夹具中并且用盐酸使其经受酸处理，以便从PCD切削结构的基本上整个体积和与PCD结构的边界邻近的基材区域中除去钴。包含抗酸环氧树脂的掩模被应用于其中要避免除去钴粘合剂的基材部分的表面。基材的浸出在刀具嵌件的边缘周围特别显著。与PCD的顶部相比，发现沿刀具嵌件的滚筒的浸出速率更快。随着在PCD滚筒上的加速浸出，其导致沿着刀具嵌件的外部直径的基材部分浸出，PCD被浸出至约700微米的深度。如此处理的PCD刀具嵌件然后被用作前驱体PCD结构，仔细地组装在用于超高压力炉的包封体中，使其经受约5.5GPa的压力和约1450°C的温度约10分钟，然后使其经受约6.0GPa的压力和约1,450°C的温度约8分钟。如此形成的PCD结构包括具有增强的金刚石颗粒连续性、仍然结合至基材的PCD结构，并且钴粘合剂从尚未除去粘合剂的基材区域中渗入到已除去粘合剂的区域中，以及渗入到与基材边界邻近的PCD结构的至少一个区域中。
对再-烧结的刀具实施图像分析，与未经受再-烧结的未浸出PCD刀具的图像分析结果进行比较。两个刀具中的PCD的平均颗粒尺寸为9微米。未浸出的PCD刀具具有64%的平均金刚石连续性，浸出的和再-烧结的PCD具有69%的金刚石连续性。与垂直钻孔器的岩石钻孔应用测试中等同的烧结材料（未浸出的）进行比较，该连续性的增加可使得浸出的和再-烧结的刀具的耐磨性能提高。
实施例4
如本领域中熟知的，PCD嵌件可通过在约5.5GPa的超高压和约1350°C的温度下在基材上将金刚石颗粒烧结在一起而制造。嵌件具有通常的圆柱形，其具有约17.3mm的直径，PCD层的厚度为约2mm，其具有约12.5mm的嵌件总体长度。PCD结构和基材之间的界面为非平面的，基材具有伸进PCD结构内互补凹槽中的中心部分。PCD结构的金刚石含量可以是约89vol%，金刚石颗粒具有按照当量圆直径约9微米的平均尺寸。
PCD刀具嵌件被放置在夹具中并且用盐酸使其经受酸处理，以便从PCD切削结构的基本上整个体积和与PCD结构的边界邻近的基材区域中除去钴。包含抗酸环氧树脂的掩模被应用于其中要避免除去钴粘合剂的基材部分的表面。基材的浸出在刀具嵌件的边缘周围特别显著。与PCD的顶部相比，发现沿刀具嵌件的滚筒的浸出速率更快，其导致沿着刀具嵌件的外部直径的基材部分浸出。如此处理的PCD刀具嵌件然后被用作前驱体PCD结构，仔细地组装在用于超高压力炉的包封体中，使其经受约6GPa的压力和约1450°C的温度约8分钟。如此形成的PCD结构包括具有增强的金刚石颗粒连续性、仍然结合至基材的PCD结构，并且钴粘合剂从尚未除去粘合剂的基材区域中渗入到已除去粘合剂的区域中，以及渗入到与基材边界邻近的PCD结构的至少一个区域中。
对再-烧结的刀具实施图像分析，与未经受再-烧结的未浸出PCD刀具的图像分析结果进行比较。两个刀具中的PCD的平均颗粒尺寸为9微米。未浸出的PCD刀具具有62%的平均金刚石连续性，浸出的和再-烧结的PCD具有70%的金刚石连续性。与垂直钻孔器的岩石钻孔应用测试中等同的烧结材料（未浸出的）进行比较，该连续性的增加可使得浸出的和再-烧结的刀具的耐磨性能提高。
实施例5
如本领域中熟知的，PCD嵌件可通过在约5.5GPa的超高压和约1350°C的温度下在基材上将金刚石颗粒烧结在一起而制造。嵌件具有通常的圆柱形，其具有约17.3mm的直径，并且PCD层的厚度为约2mm，其具有约12.5mm的嵌件总体长度。PCD结构和基材之间的界面为非平面的，基材具有伸进PCD结构内互补凹槽中的中心部分。PCD结构的金刚石含量可以是约89vol%，金刚石颗粒具有按照当量圆直径约9微米的平均尺寸。
PCD刀具嵌件被放置在夹具中并且用盐酸使其经受酸处理，以便从PCD切削结构的基本上整个体积和与PCD结构的边界邻近的基材区域中除去钴。包含抗酸环氧树脂的掩模被应用于其中要避免除去钴粘合剂的基材部分的表面。基材的浸出在刀具嵌件的边缘周围特别显著。与PCD的顶部相比，发现沿刀具嵌件的滚筒的浸出速率更快。随着在PCD滚筒上的加速浸出，其导致沿着刀具嵌件的外部直径的基材部分浸出，PCD被浸出至约900微米的深度。如此处理的PCD刀具嵌件然后被用作前驱体PCD结构，仔细地组装在用于超高压力炉的包封体中，使其经受约5.5GPa的压力和约1450°C的温度约10分钟，然后使其经受约6.0GPa的压力和约1450°C的温度约8分钟。如此形成的PCD结构包括具有增强的金刚石颗粒连续性、仍然结合至基材的PCD结构，并且钴粘合剂从尚未除去粘合剂的基材区域中渗入到已除去粘合剂的区域中，以及渗入到与基材边界邻近的PCD结构的至少一个区域中。
对再-烧结的刀具实施图像分析，与未经受再-烧结的未浸出PCD刀具的图像分析结果进行比较。两个刀具中的PCD的平均颗粒尺寸为9微米。未浸出的PCD刀具具有64%的平均金刚石连续性，浸出的和再-烧结的PCD具有69%的金刚石连续性。与垂直钻孔器的岩石钻孔应用测试中等同的烧结材料（未浸出的）进行比较，该连续性的增加可使得浸出的和再-烧结的刀具的耐磨性能提高。
Claims (9)
1.一种用于制造多晶金刚石结构的方法，所述方法包括将金刚石颗粒的聚集体放置在烧结碳化物基材上，所述烧结碳化物基材包含由粘结剂烧结在一起的碳化物颗粒；使所述聚集体和所述基材经受第一超高压高温处理以形成第一结构，在第一超高压高温处理中含金刚石结构结合至所述基材；处理所述第一结构从邻近边界的所述基材至少一个区域中除去至少一些粘结剂；使所述含金刚石结构和基材经受第二超高压高温处理，以使基材在所述边界结合至含金刚石结构。
2.如权利要求1所述的方法，其中在分别至少1GPa的压力和至少1000℃的温度下实施所述第一超高压高温处理。
3.如权利要求1所述的方法，其中由所述基材限定的边界为非平面的。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述含金刚石结构包含金刚石颗粒的聚集体。
5.如权利要求1所述的方法，其中所述含金刚石结构包含多晶金刚石结构。
6.如权利要求1所述的方法，其中经受第二超高压高温处理使所述基材结合至金刚石结构的步骤包括在所述边界处使多晶金刚石结构与所述基材接触，以形成前驱体结构，使所述前驱体结构经受第二超高压高温处理。
7.如权利要求1所述的方法，其包括处理所述含金刚石结构以便从其中的至少一个区域中除去至少一些金刚石金属催化剂。
8.如权利要求1所述的方法，其中，所述第二超高压高温处理包括使所述基材和所述含金刚石结构经受至少5.5GPa的压力和和至少1200℃的温度。
9.一种使用权利要求1所述方法制造的多晶金刚石结构。
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