KR20080039491A - 미분된 다결정 연마제 물질 - Google Patents

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Abstract

미분된 미세구조를 갖는 다결정 다이아몬드 연마재 부재는 미분된 다이아몬드 입자, 및 촉매/용매 물질로부터 제조되며, 이의 적어도 일부분은 나노크기의 입자의 형태로 존재한다. 상기 연마재 부재는 높은 균질성을 나타내고, 유의적으로 증가된 인성 및 개선된 내마모성을 나타낸다.

Description

미분된 다결정 연마제 물질{FINE GRAINED POLYCRYSTALLINE ABRASIVE MATERIAL}
본 발명은 다결정 다이아몬드에 관한 것이다.
다결정 다이아몬드는 여러 제품, 암석 천공 응용분야의 기계가공 및 마모 부품으로 사용하기에 바람직한 물질이다. 이 물질의 이점은 우수한 경도이다. 즉, 다이아몬드는 인간이 알고 있는 물질 중 가장 경도가 높은 것이고, 이로 인해 우수한 내마모성을 갖게 된다. 우수한 내마모성은 다시 다양한 이점, 예컨대 도구 또는 절삭공구 수명의 증가, 다운(down) 시간의 감소, 우수한 제품 마감성 및 응용분야에서의 성능을 부여한다.
다이아몬드는 경도로 인해, 또한 부서지기 쉽다. 이로 인해 다이아몬드는 여러 응용분야에 적합하지 않게 되는데, 그 이유는 쉽게 균열이 생기기 때문이다. 이러한 고유의 취성은 다결정 다이아몬드(PCD)를 제조함으로써 유의적으로 감소될 수 있으며, 여기서 다이아몬드의 미세 그레인(grain)들은 함께 소결되어서 연속적으로 내부-성장된 다이아몬드 망상조직이 함유된 다결정 구조를 형성한다. 다이아 몬드 내부-성장을 달성하기 위해, 합성 동안 다이아몬드 촉매/용매로서 알려져 있는 촉매 물질이 전형적으로 존재한다. 촉매/용매는 전형적으로 코발트, 니켈, 철, 또는 상기 금속 중 하나 이상을 함유하는 합금, 바람직하게는 니켈, 더욱 바람직하게는 코발트이다.
최종적인 결과는 상기 다이아몬드 그레인들 사이의 틈을 촉매/용매가 충전한 연속적 다이아몬드 골격이다. PCD는 일반적으로 다이아몬드 입자가 결정학적으로 안정한, 고온과 고압 조건(HPHT) 하에서 제조된다.
취성을 추가로 감소시키기 위해, 이 다결정 다이아몬드 구조는 하드메탈(hardmetal) 기재 상에 탑재되어 다결정 다이아몬드 콤팩트를 형성할 수 있으며, 이로 인해 PCD 뒤에 플랫폼을 제공하고, 이를 압축 하에 위치시키고, 취성으로 인한 파괴를 유의적으로 감소시킨다. 하드메탈 백킹된 PCD 도구는 기계가공 및 암석 천공에 유의적인 이점들을 제공하며, 광범위하게 사용되고 있다.
그러나, PCD 도구는 여전히 다수의 응용분야에서 너무 쉽게 부서진다.
발명의 요약
본 발명의 한 양태에 따라, 미분된(fine grained) 다결정 다이아몬드 물질, 및 상기 다이아몬드 물질용 촉매/용매가 포함된 제 2 상을 포함하는 다결정 다이아몬드 연마재 부재로서, 상기 다결정 다이아몬드 물질이 0.60 ㎛ 미만의 평균 촉매/용매 평균자유경로(mean-free-path) 값 및 0.90 미만의 표준 오차를 가짐을 특징으로 하는 다결정 다이아몬드 연마재 부재가 제공된다.
촉매/용매 평균자유경로에 대한 표준 오차는 0.85 미만인 것이 바람직하다.
다결정 다이아몬드 물질은 바람직하게는 약 0.1 내지 약 10.5 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 0.1 내지 약 6.5 ㎛, 가장 바람직하게는 약 0.1 내지 약 2.0 ㎛의 평균 그레인 크기를 갖는다.
본 발명의 다른 양태에 따라, 미분된 다이아몬드 입자, 및 나노크기의 입자를 갖는, 다이아몬드 입자용 다이아몬드 촉매/용매를 포함하는, 다결정 다이아몬드 연마재 부재의 제조 방법에 사용하기 위한 조성물을 제공한다.
상기 촉매/용매는 전형적으로 코발트, 니켈, 철, 또는 상기 금속 중 하나 이상을 함유하는 합금, 바람직하게는 코발트이다.
다이아몬드 입자는 전형적으로 마이크론 이하 내지 마이크론 크기까지의 입자, 바람직하게는 약 10.5 ㎛ 미만, 더욱 바람직하게는 약 6.5 ㎛ 미만, 가장 바람직하게는 약 2.0 ㎛ 미만의 평균 입자 크기, 및 바람직하게는 0.1 ㎛ 초과의 평균 입자 크기를 갖는다.
촉매/용매는 바람직하게는 약 800 nm 미만, 더욱 바람직하게는 약 400 nm 미만, 가장 바람직하게는 약 100 nm 미만의 평균 입자 크기, 및 약 10 nm 초과의 평균 입자 크기를 갖는다.
촉매/용매 입자의 평균 입자 크기 대 상기 다이아몬드 입자의 평균 입자 크기의 비율은 바람직하게는 약 1:10 내지 약 1:1000, 더욱 바람직하게는 약 1:100 내지 약 1:1000이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라, 기재를 제공하고, 상기 기재의 표면에 다량의 미분된 다이아몬드 입자를 위치시키고, 적어도 부분적으로 나노크기의 입자를 포함하는, 다이아몬드 입자용 다이아몬드 촉매/용매를 제공함으로써 미결합된 조립체를 생성시키는 단계; 및 상기 미결합된 조립체를, 상기 다량의 다이아몬드 입자로부터 다결정 다이아몬드 물질을 생성시키는데 적합한 고온과 고압의 조건 하에 처리하는 단계를 포함하는 다결정 다이아몬드 연마재 부재의 제조 방법이 제공된다.
기재는 일반적으로 시멘트화된 카바이드 하드메탈일 수 있다.
다량의 다이아몬드 입자로부터 다결정 다이아몬드 물질을 생성시키는데 적합한 고온과 고압의 조건은 당해 분야에 잘 공지되어 있다. 전형적으로, 이들 조건은 4 내지 8 GPa의 압력 및 1300 내지 1700℃의 온도이다.
본 발명의 또 다른 양태에 따라, 상기 다결정 다이아몬드 연마재 부재를 포함하는 도구 또는 도구 내 삽입물(insert)이 제공된다.
바람직한 실시양태에 대한 상세한 설명
본 발명은 다결정 다이아몬드 연마재 부재, 이의 제조방법 및 이의 용도에 관한 것이다. 상기 방법은, 다량의 미분된 다이아몬드 입자 및 나노크기의 촉매/용매 물질을 기재의 표면에 위치시키는 단계, 및 미결합된 조립체를, 상기 다량의 다이아몬드 입자로부터 다결정 다이아몬드 물질을 생성시키는데 적합한 고온과 고압의 조건에 가하는 단계를 포함한다. 기재는 일반적으로 시멘트화된 카바이드 기재일 수 있다. 시멘트화된 카바이드 지지체 또는 기재는 당해 분야에 임의의 공지된 것, 예컨대 시멘트화된 텅스텐 카바이드, 시멘트화된 탄탈륨 카바이드, 시멘트화된 티타늄 카바이드, 시멘트화된 몰리브데늄 카바이드 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
다량의 다이아몬드 입자로부터 다결정 다이아몬드 물질을 생성시키는데 적합한 고온과 고압의 조건은 당해 분야에 잘 공지되어 있다. 전형적으로, 이들 조건은 4 내지 8 GPa의 압력 및 1300 내지 1700℃의 온도이다. 본 발명의 방법에 의해 제조된 연마재 부재는 결합제 물질을 추가로 포함할 수 있다. 이 결합제는 바람직하게는 초경도 연마제 입자를 위한 촉매/용매일 것이다. 다이아몬드용 촉매/용매는 당해 분야에 잘 공지되어 있으며, 바람직하게는 코발트, 니켈, 철, 또는 상기 금속 중 하나 이상을 함유하는 합금일 수 있다. 이 결합제는 소결 처리 동안 침투(infiltration)를 통해 기재로부터 다량의 연마제 입자 내로 도입되며, 다량의 연마제 입자 내에서 혼합물로서 미립자 형태로도 도입된다. 전형적으로, 이 결합제는 10 내지 20질량%의 양으로 존재할 수 있지만, 6질량% 정도로 낮게 존재할 수도 있다. 결합제 금속의 일부는 일반적으로 콤팩트 형성 기간 동안 연마제 콤팩트 내로 침윤될 것이다.
생성되는 다결정 다이아몬드 연마재 부재는 다이아몬드 촉매/용매와 함께 산재된 매우 미세한 다이아몬드 그레인 구조를 갖는다. 다결정 다이아몬드 물질은 0.60 ㎛ 미만의 평균 촉매/용매 평균자유경로 값 및 0.90 미만의 표준 오차를 가짐을 특징으로 한다.
본 발명의 한 바람직한 실시양태에서, 다결정 다이아몬드 물질은 0.55 ㎛ 미만의 촉매/용매 평균자유경로 값을 갖는다.
본 발명의 다른 바람직한 실시양태에서, 다결정 다이아몬드 물질은 0.50 ㎛ 미만의 촉매/용매 평균자유경로 값을 갖는다.
촉매/용매 평균자유경로에 대한 표준 오차는 바람직하게는 0.85 미만, 전형적으로는 0.70 초과이다. 본 발명의 한 바람직한 실시양태에서, 표준 오차는 바람직하게는 0.75 내지 0.85이다.
매우 균질한 물질을 수득하기 위해, 다이아몬드 분말 혼합물 내에 혼합되는 촉매/용매 입자는 바람직하게는 나노크기, 더욱 특히는 약 10 내지 약 800 nm, 더욱 바람직하게는 약 10 내지 약 400 nm, 가장 바람직하게는 약 10 내지 약 100 nm의 평균 입자 크기를 갖는다. 다이아몬드 입자는 전형적으로 마이크론 이하 내지 마이크론 크기까지의 입자, 바람직하게는 약 0.1 내지 약 10.5 ㎛, 더욱 바람직하게는 약 0.1 내지 약 6.5 ㎛, 가장 바람직하게는 약 0.1 내지 약 2.0 ㎛의 평균 입자 크기를 갖는 입자이다. 촉매/용매 입자의 평균 입자 크기 대 다이아몬드 입자의 평균 입자 크기의 비율은 바람직하게는 약 1:10 내지 약 1:1000, 더욱 바람직하게는 약 1:100 내지 약 1:1000이도록 선택된다.
다이아몬드 입자와 혼합된 촉매/용매 입자는 작은 크기(전형적으로 나노크기 영역)로 인해 코팅층 또는 필름으로서 다이아몬드 입자 상에 더욱 용이하게 침적될 수 있으며, 상기 촉매/용매는 전형적으로 다이아몬드 입자들 사이에서 푸울(pool) 형태로 위치한다. 이는 다결정 다이아몬드 연마재 부재 내에서 촉매/용매 입자와 다이아몬드 입자가 더욱 균일하게 분산되도록 하며, 이로 인해 더욱 균질한 구조가 생성된다.
매우 미세한 다이아몬드 입자 크기와 고도의 균질성을 조합함으로써, 다결정 다이아몬드 연마재 부재에는 유의적으로 증가된 인성 및 더욱 낮은 열 확산성을 나타내는 미세구조가 형성된다. 더욱 낮은 열 확산성은 더욱 낮은 전도성을 생성시키며, 이는 다결정 다이아몬드 연마재 부재의 절삭 가장자리에서 개선된 온도 관리를 촉진시킨다.
물질 과학에서, 인성은 물질에 의해 제공된 균열 전파(crack propagation)에 대한 저항성으로서 정의될 수 있다. 다결정 다이아몬드 연마제 물질에서, 인성은 상기 물질을 통해 전파되는 균열이 마주치게 되는 촉매/용매 푸울의 크기와 빈도로부터 유도된다. 본 발명의 다결정 다이아몬드 연마재 부재의 균질성(즉, 다이아몬드 및 촉매/용매 물질의 분포)을 증진시켜서, 다결정 다이아몬드 연마재 부재 내의 균열이 마주치는 촉매/용매 푸울 크기 또는 촉매/용매 푸울의 수, 또는 이들 특징 모두를 최적화시킴으로써, 균열 전파에 대한 물질의 저항성이 증가되고, 이에 따라 측정된 물질 인성이 증가된다.
다결정 다이아몬드 연마재 부재 내의 국지적 다이아몬드 풍부 영역은 더욱 낮은 열 전도성을 갖는 제1 철금속(ferrous metal) 풍부 영역 주위의 신속한 열 전달을 허용하는 내부-연결된 망상조직을 제공한다. 따라서, 개선된 균질성은 전형적으로 다결정 다이아몬드 연마제 물질의 열 전도성을 저하시킬 것이며, 이로 인해 절삭 가장자리에서 더욱 많은 열이 보유되게 된다. 따라서, 기계가공 작업 동안 발생된 열의 더욱 많은 부분은 본 발명의 다결정 다이아몬드 연마제 물질로부터 생성된 도구를 가로질러 이동하기 때문에, 스와프(swarf)로 전달될 수 있으며, 이로 인해 더욱 효율적인 열 교환 냉각 메커니즘을 제공한다.
전통적인 지혜에 따르면, 더욱 큰 열 전도성은 다결정 다이아몬드 도구와 제품 사이의 접촉점에서 발생된 열이 상기 다이아몬드 도구 내에서 더욱 효율적으로 분산되게 하며, 이로 인해 절삭 도구 가장자리의 온도가 감소된다. 이 주장이 유효하지만, 도구 물질의 부피가 절삭 작업에서 발생되는 스와프의 부피보다 한차수 더 작은 크기임을 주지해야 한다. 그러므로, 더욱 높은 전도성은 도구 내로의 열 분산은 증가시키지만, 단시간 후에 도구 전체에 걸쳐 절삭 도구가 열 분해될 정도로 높은 온도를 발생시킬 수 있다.
따라서, 미세구조의 신중한 조작을 통해, 본 발명의 다결정 다이아몬드 연마재 부재는 응용분야에서의 우수한 성능을 초래하는 유리한 성질들을 수득한다. 특히, 본 발명의 물질의 내마모성은 전통적인 방법을 사용하는 다결정 다이아몬드 연마제 물질에 비해 유의적으로 개선된 것으로 밝혀졌다.
본 발명의 다결정 다이아몬드 연마재 부재는 금속 및 목재의 기계가공 또는 작업에서의 도구 삽입물(insert) 및 암석 천공을 위한 삽입물로서 특정 응용분야를 갖는다. 그러나, 본 발명의 다결정 다이아몬드 연마재 부재의 응용분야는 앞서 나열된 것에 국한되지 않는 것으로 이해되어야 한다.
물질의 결정적 성질들이 재현 가능하고 신뢰적으로 예측될 수 있는 정도는 거의 물질 구조의 균질성에 전적으로 의존한다. 이미지 분석을 사용하는 균질성의 평가는 패턴 인식에 기초한다. 물질 균질성을 측정하는데 사용된 대부분의 방법들은 작은 부피의 구성요소, 예컨대 스틸 내의 세라믹 함유물(inclusion)의 분석에 적용되어 왔다. 균질성을 측정하기 위한 공개된 기술로는 이하의 것들이 포함된다: (i) 최인접 거리 (논문 [1] 참조). 주어진 상(phase)의 최인접 분포가 결정되는 경우, 결과들은 랜덤 포이손(Poisson) 분포에 대해 예측되는 평균과 분산도의 평균과 분산도와 비교한다. (ii) 면적 분율의 분산도 (논문 [2,3,4] 참조). (iii) 분석된 영상 영역(image field)들 사이의 그레인 수의 분산도 (논문 [1,2,3,4] 참조).
유럽 특허 EP 0 974 566 A1 [5]에는, cBN (입방체 보론 나이트라이드) 입자를 포함하는 cBN 소결된 몸체 내의 결합 상 및 상기 cBN 입자들에 결합된 결합 상의 두께를 측정하기 위한 야금, 스캐닝, 전사 및 오제(Auger) 전자현미경의 사용에 대해 기재하고 있다. 소결된 물질의 범위에 대한 결합 상의 두께의 평균 및 표준편차 값을 결정하기 위해 현미경사진 상에 임의의 직선을 도식하는 결합 상의 두께의 직접 측정, 및 이미지 분석이 사용되었다.
EP 0 974 566 A1 [5]에서, 상이한 물질 혼합 방법의 효과를 평가하기 위한 미터법으로서 결합 상의 두께에 대한 표준편차가 사용된다. 표준편차가 낮을수록, 결합 상을 균질하게 배분하는데 있어서 혼합 방법이 더욱 효과적이었다.
앞서 언급한 바와 같은 분석 방법들이 또한 다결정 다이아몬드를 함유하는 물질에 적용될 수 있음을 이해해야 한다.
이 발명에서, 공지된 방법들은 다결정 다이아몬드 연마재 부재의 촉매/용매 평균자유경로에 대한 평균 및 표준편차 값들을 측정하기 위해 이미지 분석을 사용함으로써 확장되었다. 촉매/용매 평균자유경로는 EP 0 974 566 A1 [5]에 기재된 바와 같이 결합 상의 두께로서 측정될 수 있다. 촉매/용매 평균자유경로(MFP)에 대한 표준 오차 값(σSTD)은 표준 편차 값(σ)을 전체 평균 값으로 나눔으로써 결정된다. 더욱 낮은 표준 오차 값들은 소결된 물질에서 더욱 높은 균질성과 동일할 것이다.
이하, 본 발명은 하기 비제한적인 실시예를 통해 기재될 것이다.
본 발명에 따른 소결된 다결정 다이아몬드 연마재 부재를 제조하기 위해, 코발트 형태인 나노크기의 촉매/용매 분말을 매질 및 용매를 밀링시키면서 플래니터리 볼 밀(planetary ball mill) 내에서 밀링시켰다. 본 발명의 실시예에 적절한 배치 크기, 전형적으로 100 g의 분말 혼합물을 마련하기 위해, 촉매/용매 분말을 밀링 매질(4 mm WC/Co 볼) 약 150 g 및 용매(에탄올) 약 20 mL를 사용하여 밀링시켰다. 미세 코발트를 약 1 시간 동안 밀링시켜 높은 분산을 이루었다. 그 다음, 다이아몬드, 잔여 밀링 매질 및 용매를 첨가하고, 혼합물을 약 8 시간 더 밀링시켰다. 밀링 매질을 선별하고, 슬러리를 증발에 의해 건조시켰다. 본 발명의 실시예들은 하기 표 1에 나열된 바와 같이 조성법 1, 3 및 6에 기초한다.
비교 목적을 위해, 상기 물질 혼합물을 또한 당해 분야에 이미 공지된 방법에 따라 제조하였으며, 여기서 혼합된 촉매/용매 분말은 크기 면에서 더욱 거칠었 다. 이들은 하기 표 1에 나열된 바와 같이 조성법 2, 4 및 5에 기초하였다.
Figure 112008018153347-PCT00001
(일부 경우, 최종 혼합물은 미량의 밀링 매질, 예컨대 텅스텐 카바이드를 함유하며, 이들은 밀링 또는 분말 가공 단계 동안 의도하지 않게 도입된다. 그러므로, 최종 혼합물의 다이아몬드 및 촉매/용매 함량은 표 1에 제시된 바와 약간 상이할 수 있다.)
상기 조성물에 사용된 촉매/용매는 코발트였다. 그러나, 전술된 바와 같이 다른 적합한 촉매/용매도 사용될 수 있음을 이해하여야 한다.
각 경우, 조성물 1 내지 6의 다이아몬드 촉매/용매 분말 혼합물을 텅스텐 카바이드 및 코발트 하드메탈 기재 상에 위치시키고, 다결정 다이아몬드 물질을 제조하는데 필요한 고온과 고압의 조건 하에서 소결시켰다. 전형적으로, 이들 조건은 4 내지 8 GPa의 압력 및 1300 내지 1700℃의 온도였다.
소결된 다결정 다이아몬드 연마재 부재의 균질성을 측정하기 위해, 이들 다결정 다이아몬드 연마재 부재의 코발트 평균자유경로 측정에 대한 평균 값 및 표준편차를 평가하였다. 각 조성 유형으로부터 제조된 샘플들에 대한 개별 값들은 하기 표 2에 제시한다. 전술된 바와 같은 표준 오차 값(σSTD)은 미세구조의 균질성을 설명하는 장점의 대표적인 특징을 제공한다. 분명하게는, 더욱 낮은 값은 더욱 균질한 미세구조를 나타내는 것이다.
Figure 112008018153347-PCT00002
본 발명의 다결정 다이아몬드 연마재 부재의 증진된 균질성은, PCD 물질의 인성 및 강도 성질 모두에서 유의적인 증가를 산출하였다. 이러한 중요한 성질, 특히 PCD 인성에 대한 실질적인 개선은 용도 시험에서 상당한 성능 이점을 제공하는 것으로 나타났다. 대표적인 성능 결과에 대한 요약을 하기 표 3 및 4에 제시한다. (비교 실시예는 음영 처리한다) 각 경우, 본 발명의 실시예의 성능은 비교 실시예에 대한 상대적인 값이다. 예를 들면, 실시예 1은 선회(turning) 18% SiAl의 경우 비교 실시예 2에 비해 2.71배의 내마모성을 나타내는 것으로 관찰되었다.
Figure 112008018153347-PCT00003
Figure 112008018153347-PCT00004
참고문헌
Figure 112008018153347-PCT00005

Claims (24)

  1. 미분된(fine grained) 다결정 다이아몬드 물질, 및 상기 다이아몬드 물질용 촉매/용매가 포함된 제 2 상을 포함하는 다결정 다이아몬드 연마재 부재로서,
    상기 다결정 다이아몬드 물질이 0.60 ㎛ 미만의 평균 촉매/용매 평균자유경로(mean-free-path) 값 및 0.90 미만의 표준 오차를 가짐을 특징으로 하는 다결정 다이아몬드 연마재 부재.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 촉매/용매 평균자유경로에 대한 표준 오차가 0.85 미만인 연마재 부재.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 다결정 다이아몬드 물질이 약 0.1 내지 약 10.5 ㎛의 평균 그레인(grain) 크기를 갖는 연마재 부재.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 다결정 다이아몬드 물질이 약 0.1 내지 약 6.5 ㎛의 평균 그레인 크기를 갖는 연마재 부재.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 다결정 다이아몬드 물질이 약 0.1 내지 약 2.0 ㎛의 평균 그레인 크기를 갖는 연마재 부재.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 상이 적어도 부분적으로, 평균 입자 크기 약 10 내지 약 800 nm의 미립자 촉매/용매 물질로부터 형성되는 연마재 부재.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 미립자 촉매/용매 물질이 약 10 내지 약 400 nm의 평균 입자 크기를 갖는 연마재 부재.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 미립자 촉매/용매 물질이 약 10 내지 약 100 nm의 평균 입자 크기를 갖는 연마재 부재.
  9. 약 10.5 ㎛ 미만의 평균 입자 크기를 갖는 다이아몬드 입자, 및 약 800 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는, 상기 다이아몬드 입자용 다이아몬드 촉매/용매를 포함하는, 다결정 다이아몬드 연마재 부재의 제조 방법에 사용하기 위한 조성물.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 입자가 약 6.5 ㎛ 미만의 평균 입자 크기를 갖는 조성물.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 입자가 약 2.0 ㎛ 미만의 평균 입자 크기를 갖는 조성물.
  12. 제 9 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 입자가 약 0.1 ㎛ 초과의 평균 입자 크기를 갖는 조성물.
  13. 제 9 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매/용매 입자가 약 400 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 조성물.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 촉매/용매 입자가 약 100 nm 미만의 평균 입자 크기를 갖는 조성물.
  15. 제 9 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매/용매 입자가 약 10 nm 초과의 평균 입자 크기를 갖는 조성물.
  16. 제 9 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 촉매/용매 입자의 평균 입자 크기 대 상기 다이아몬드 입자의 평균 입자 크기의 비율이 약 1:10 내지 약 1:1000인 조성물.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 촉매/용매 입자의 평균 입자 크기 대 상기 다이아몬드 입자의 평균 입자 크기의 비율이 약 1:100 내지 약 1:1000인 조성물.
  18. 기재를 제공하고, 상기 기재의 표면에 다량의 미분된 다이아몬드 입자를 위치시키고, 적어도 부분적으로 나노크기의 입자를 포함하는, 다이아몬드 입자용 다이아몬드 촉매/용매를 제공함으로써 미결합된 조립체를 생성시키는 단계; 및 상기 미결합된 조립체를, 상기 다량의 다이아몬드 입자로부터 다결정 다이아몬드 물질을 생성시키는데 적합한 고온과 고압의 조건 하에 처리하는 단계를 포함하는 다결정 다이아몬드 연마재 부재의 제조 방법.
  19. 제 18 항에 있어서,
    상기 다이아몬드 입자가 제 9 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 방법.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 촉매/용매 입자가 제 9 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 정의된 바와 같은 방법.
  21. 제 18 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재가 시멘트화된 카바이드 하드메탈(hardmetal)인 방법.
  22. 제 18 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기재가, 추가의 다이아몬드 입자용 촉매/용매를 포함하는 방법.
  23. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 연마제 요소, 제 9 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 따른 조성물, 또는 제 18 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 따른 방법에 있어서, 상기 촉매/용매가 코발트, 니켈, 철, 및 상기 금속 중 하나 이상을 함유하는 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된, 연마제 요소, 조성물 또는 방법.
  24. 제 23 항에 있어서,
    상기 촉매/용매가 코발트인 연마재 부재, 조성물 또는 방법.
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