KR20140128438A - 다결정 다이아몬드를 분석하기 위한 커패시턴스의 용도 - Google Patents

다결정 다이아몬드를 분석하기 위한 커패시턴스의 용도 Download PDF

Info

Publication number
KR20140128438A
KR20140128438A KR20147026119A KR20147026119A KR20140128438A KR 20140128438 A KR20140128438 A KR 20140128438A KR 20147026119 A KR20147026119 A KR 20147026119A KR 20147026119 A KR20147026119 A KR 20147026119A KR 20140128438 A KR20140128438 A KR 20140128438A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
leaching
component
polycrystalline structure
capacitance
quality
Prior art date
Application number
KR20147026119A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102001276B1 (ko
Inventor
페데리코 벨린
밤시 친타마네니
Original Assignee
바렐 인터내셔날 아이엔디., 엘.피.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 바렐 인터내셔날 아이엔디., 엘.피. filed Critical 바렐 인터내셔날 아이엔디., 엘.피.
Publication of KR20140128438A publication Critical patent/KR20140128438A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102001276B1 publication Critical patent/KR102001276B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
    • G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
    • G01N27/22—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating capacitance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/40—Grinding-materials

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Abstract

커패시턴스 측정을 이용하여 초경질 다결정 구조 내의 하나 이상의 영역들을 비-파괴적으로 특징화하기 위한 방법, 시스템 및 장치가 개시된다. 장치는 양 및 음 단자를 갖는 커패시턴스 측정 장치, 다결정 구조를 포함하는 침출 구성요소, 제1 와이어 및 제2 와이어를 포함한다. 침출 구성요소는 제1 면 및 대향하는 제2 면을 포함한다. 제1 와이어는 양 단자를 침출 구성요소의 표면들 중 하나에 전기적으로 연결하고, 제2 와이어는 음 단자를 침출 구성요소의 다른 표면에 전기적으로 연결한다. 커패시턴스를 1회 이상 측정하고 교정 곡선에 비교하여 다결정 구조 내의 추정 침출 깊이를 결정한다. 데이터 분산 범위를 확인하여 다결정 구조의 상대 공극율 또는 다결정 구조 내의 침출 품질을 결정한다.

Description

다결정 다이아몬드를 분석하기 위한 커패시턴스의 용도{USE OF CAPACITANCE TO ANALYZE POLYCRYSTALLINE DIAMOND}
관련 출원
본 출원은, 모두 본 출원에 참조로 포함된, 2012년 2월 21일에 출원되고 발명의 명칭이 "Use of Eddy Currents to Analyze Polycrystalline Diamond"인 미국 특허출원 제13/401,231호, 2012년 2월 21일에 출원되고 발명의 명칭이 "Use of Capacitance and Eddy Currents to Analyze Polycrystalline Diamond"인 미국 특허출원 제13/401,335호, 및 2012년 2월 21일에 출원되고 발명의 명칭이 "Method To Improve The Performance Of A Leached Cutter"인 미국 특허출원 제13/401,452호에 관련된 것이다.
기술 분야
본 발명은 일반적으로, 초경질(ultra-hard) 다결정 구조 내의 하나 이상의 영역들의 특성을 측정하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이며; 더 구체적으로, 초경질 다결정 구조 내의 침출 깊이(leaching depth)를 측정하고/측정하거나, 적어도 커패시턴스 측정을 이용하여, 다결정 다이아몬드 콤팩트(polycrystalline diamond compact, "PDC") 커터(cutter)를 형성하는 데 사용된 것과 같은 초경질 다결정 구조의 적어도 일부를 특징화(characterizing)하기 위한 비-파괴적 방법 및 장치에 관한 것이다.
다결정 다이아몬드 콤팩트("PDC")는 암반 굴착 응용(rock drilling application) 및 금속 기계가공 응용(metal machining application)을 포함하는 산업적 응용에 사용되어 왔다. 그러한 콤팩트는 일부 다른 종류의 커팅 요소에 비해 더 양호한 내마모성(wear resistance) 및 내충격성(impact resistance)과 같은 장점이 입증되었다. 다이아몬드-다이아몬드 결합(diamond-diamond bonding)을 촉진하는 촉매/용매의 존재하에, 통상적으로 40 kbar를 초과하고 1,200℃와 2,000℃ 사이인, "다이아몬드 안정 영역(diamond stable region)"으로 지칭되는 고압고온(high pressure and high temperature)("HPHT") 조건 하에서 개별 다이아몬드 입자를 함께 소결함으로써 PDC를 형성할 수 있다. 소결된 다이아몬드 콤팩트에 대한 촉매/용매의 일부 예는 코발트, 니켈, 철 및 다른 VIII족 금속이다. PDC는 통상적으로 70 체적%(percent by volume) 초과의 다이아몬드 함량을 가지며, 약 80 체적% 내지 약 98 체적%가 통상적이다. 한 실시예에 따라, 언백킹(unbacked) PDC를 공구(도시되지 않음)에 기계적으로 결합시킬 수 있다. 대안적으로, PDC를 기판에 결합시켜, 드릴 비트(drill bit) 또는 리머(reamer)와 같은, 다운홀 공구(downhole tool)(도시되지 않음) 내에 통상적으로 삽입가능한 PDC 커터를 형성한다.
도 1은 종래 기술에 따른, 다결정 다이아몬드(polycrystalline diamond, "PCD") 커팅 테이블(110) 또는 콤팩트를 갖는 PDC 커터(100)의 측면도를 도시한다. 비록 예시적 실시형태에는 PCD 커팅 테이블(110)이 설명되지만, 다른 종류의 커터에는 다결정 붕소 질화물(polycrystalline boron nitride, "PCBN") 콤팩트를 포함하는 다른 종류의 커팅 테이블이 사용된다. 도 1을 참조하면, PDC 커터(100)는 통상적으로 PCD 커팅 테이블(110), 및 PCD 커팅 테이블(110)에 연결된 기판(150)을 포함한다. PCD 커팅 테이블(110)은 두께가 약 0.100 인치(2.5 mm)이지만; PCD 커팅 테이블(110)이 사용될 응용에 따라 두께는 가변적이다.
기판(150)은 상부면(152), 하부면(154), 및 상부 면(152)의 원주에서 하부 면(154)의 원주까지 연장되는 기판 외벽(156)을 포함한다. PCD 커팅 테이블(110)은 커팅 면(112), 대향 면(114), 및 커팅 면(112)의 원주에서 대향 면(114)의 원주까지 연장되는 PCD 커팅 테이블 외벽(116)을 포함한다. PCD 커팅 테이블(110)의 대향면(114)은 기판(150)의 상부 면(152)에 연결된다. 통상적으로, PCD 커팅 테이블(110)은 고압고온("HPHT") 프레스를 이용하여 기판(150)에 연결된다. 하지만, 당업자에게 공지된 다른 방법을 사용하여 PCD 커팅 테이블(110)을 기판(150)에 연결할 수 있다. 한 실시형태에서, PCD 커팅 테이블(110)을 기판(150)에 연결할 경우, PCD 커팅 테이블(110)의 커팅면(112)은 기판의 하부 면(154)에 실질적으로 평행하다. 또한, PDC 커터(100)는 직원기둥(right circular cylindrical) 형태를 갖는 것으로 예시되었지만; 다른 예시적 실시형태에서 PDC 커터(100)는 다른 기하학적 또는 비-기하학적 형태로 성형된다. 특정 예시적 실시형태에서, 대향 면(114) 및 상부면(152)은 실질적으로 평면이지만; 다른 예시적 실시형태에서 대향 면(114) 및 상부면(152)은 비-평면이다. 또한, 일부 예시적 실시형태에 따라, 적어도 커팅면(112) 원주 근처에 경사부(bevel)(도시되지 않음)가 형성된다.
한 실시예에 따라, PCD 커팅 테이블(110) 및 기판(150)을 독립적으로 형성한 후에 PCD 커팅 테이블(110)을 기판(150)에 결합시킴으로써 PDC 커터(100)가 형성된다. 대안적으로, 처음에 기판(150)을 형성하고, 이후에, 상부면(152) 상에 다결정 다이아몬드 분말을 배치하고 다결정 다이아몬드 분말 및 기판(150)에 고온 및 고압 공정을 수행함으로써 기판(150)의 상부면(152) 상에 PCD 커팅 테이블(110)을 형성한다. 대안적으로, 기판(150) 및 PCD 커팅 테이블(110)을 거의 동시에 형성하고 함께 결합시킨다. 비록 PDC 커터(100)를 형성하는 몇 가지 방법을 간략하게 서술하였지만, 당업자에게 공지된 다른 방법들을 사용할 수 있다.
PDC 커터(100)를 형성하는 한 실시예에 따라, 다이아몬드 분말층, 및 텅스텐 카바이드(tungsten carbide) 및 코발트 분말의 혼합물에 HPHT 조건을 수행함으로써 PCD 커팅 테이블(110)이 형성되어 기판(150)에 결합된다. 코발트는 통상적으로 텅스텐 카바이드와 혼합되고, 기판(150)이 형성될 곳에 배치된다. 다이아몬드 분말은 코발트 및 텅스텐 카바이드 혼합물의 상부 상에 놓이고, PCD 커팅 테이블(110)이 형성될 곳에 배치된다. 이어서, 전체 분말 혼합물에 HPHT 조건을 수행하여, 코발트가 용융되고 텅스텐 카바이드의 접합 또는 결합을 촉진시켜 기판(150)을 형성한다. 용융된 코발트는 또한 다이아몬드 분말에 확산 또는 침투하고, 다이아몬드 결합을 합성하고 PCD 커팅 테이블(110)을 형성하기 위한 촉매로서 작용한다. 따라서, 코발트는 텅스텐 카바이드를 접합시키기 위한 바인더 및 다이아몬드 분말을 소결하기 위한 촉매/용매로서 작용하여 다이아몬드-다이아몬드 결합을 형성한다. 코발트는 또한 PCD 커팅 테이블(110)과, 접합된 텅스텐 카바이드 기판(150) 사이에 강력한 결합을 형성하는 것을 촉진한다.
코발트는 PDC 제조 공정의 바람직한 구성요소였다. 종래의 PDC 제조 공정은, 이들 공정에서 코발트를 사용하는 것과 관련된 방대한 지식체계로 인해, 기판(150)을 형성하기 위한 바인더 재료로서 및 다이아몬드 합성을 위한 촉매 재료로서도 코발트를 사용한다. 방대한 지식체계들과 공정의 필요성 간의 시너지로 인해 바인더 재료 및 촉매 재료 모두로서 코발트를 사용하게 되었다. 하지만, 당해 분야에 공지된 바와 같이, 철, 니켈, 크롬, 망간 및 탄탈륨과 같은 대안적인 금속 및 다른 적절한 재료를 다이아몬드 합성용 촉매로서 사용할 수 있다. 다이아몬드 합성용 촉매로서 이들 대안적인 재료를 사용하여 PCD 커팅 테이블(110)을 형성할 경우, 텅스텐 카바이드를 접합시키기 위한 바인더 재료로서 코발트, 또는 니켈, 크롬 또는 철과 같은 일부 다른 재료를 통상적으로 사용하여 기판(150)을 형성한다. 비록 예로서 텅스텐 카바이드 및 코발트와 같은 일부 재료가 제공되었지만, 당업자에게 공지된 다른 재료를 사용하여 기판(150), PCD 커팅 테이블(110), 및 기판(150)과 PCD 커팅 테이블(110) 간의 결합을 형성할 수 있다.
도 2는 종래 기술에 따른, 도 1의 PCD 커팅 테이블(110)의 개략적인 미세구조도이다. 도 1 및 2를 참조하면, PCD 커팅 테이블(110)은 다른 다이아몬드 입자(210)에 결합된 다이아몬드 입자(210), 다이아몬드 입자(210)들 사이에 형성된 하나 이상의 틈새 공간(interstitial space)(212), 및 하나 이상의 틈새 공간(212) 내에 퇴적된 코발트(214) 또는 일부 다른 촉매를 갖는다. 소결 공정 동안, 틈새 공간(212) 또는 보이드는 탄소-탄소 결합들 사이에 형성되고 다이아몬드 입자(210)들 사이에 위치한다. 다이아몬드 분말로의 코발트(214)의 확산은, 소결 공정 동안 PCD 커팅 테이블(110) 내에 형성된 이들 틈새 공간(212) 내에 코발트(214)가 퇴적되는 결과를 초래한다.
일단 PCD 커팅 테이블(110)이 형성되고 작동에 들어가면, PCD 커팅 테이블(110)은 온도가 임계 온도에 도달할 때 빠르게 마모되는 것으로 알려져 있다. 이러한 임계 온도는 약 750 ℃이며, PCD 커팅 테이블(110)이 암반 형성물(rock formations) 또는 다른 공지된 재료를 커팅할 때 도달한다. 높은 마모율은 다이아몬드 입자(210)와 코발트(214) 간의 열 팽창율 차이에 의해서 및 코발트(214)와 다이아몬드 입자(210) 간에 발생하는 화학 반응 또는 흑연화(graphitization)에 의해서도 유발되는 것으로 여겨진다. 다이아몬드 입자(210)의 열팽창 계수는 약 1.0 x 10-6 mm-1x Kelvin-1("mm-1K-1")인 한편, 코발트(214)의 열팽창 계수는 약 13.0 x 10-6 mm-1K-1이다. 따라서, 이러한 임계 온도 초과의 온도에서 코발트(214)가 다이아몬드 입자(210)보다 훨씬 더 빠르게 팽창하여, 다이아몬드 입자(210)들 간의 결합을 불안정하게 한다. PCD 커팅 테이블(110)은 약 750 ℃ 초과의 온도에서 열적으로 열화되며 커팅 효율이 상당히 저하된다.
이러한 고온에서 PCD 커팅 테이블(110)의 마모를 늦추려는 노력이 시도되었다. 이러한 노력은 PCD 커팅 테이블(110) 상에서 침출 공정(leaching process)을 수행하는 것을 포함하며, 이는 틈새 공간(212)에서 코발트(214)의 일부를 제거한다. 이에 제한되지는 않지만 산 침출 공정 및/또는 전해 침출 공정을 포함하는 이러한 침출 공정은 당업자에게 공지되어 있으며, 여기서는 간결함을 위해 설명하지 않는다. PCD 커팅 테이블(110)에서 코발트(214) 또는 촉매의 일부를 제거함으로써, PCD 구조의 열적 열화가 감소한다.
도 3은 종래 기술에 따른, 적어도 부분적으로 침출된 PCD 커팅 테이블(310)을 갖는 침출 PDC 커터(300)의 단면도를 도시한다. 도 3을 참조하면, PDC 커터(300)는 기판(350)에 연결된 PCD 커팅 테이블(310)을 포함한다. 기판(350)은 기판(150)(도 1)과 유사하며 간결함을 위해 다시 설명하지 않는다. PCD 커팅 테이블(310)은 PCD 커팅 테이블(110)(도 1)과 유사하지만, 침출 층(354) 및 비-침출(unleached) 층(356)을 포함한다. 침출 층(354)은 커팅 면(112)(도 1)과 유사한 커팅 면(312)에서 대향 면(114)(도 1)과 유사한 대향 면(314)을 향해 연장된다. 침출 층(354)에서, 코발트(214)의 적어도 일부는 상술한 적어도 하나의 침출 공정을 이용하여 틈새 공간(212)(도 2) 내에서 제거되었다. 따라서, 침출 층(354)을 원하는 깊이(353)까지 침출하였다. 하지만, 침출 공정 동안, 침출 층(354)의 틈새 공간(212)(도 2)의 일부 내에 하나 이상의 부산물(398)이 형성되고 퇴적된다. 비-침출 층(356)은 PCD 커팅 테이블(150)(도 1)과 유사하며 침출 층(354)의 단부에서 대향 면(314)까지 연장된다. 비-침출 층(356)에서, 코발트(214)(도 2)는 틈새 공간(212)(도 2) 내에 잔류한다. 비록 침출 층(354)과 비-침출 층(356) 사이에 경계선(355)이 형성되고 이는 실질적으로 선형인 것으로 묘사되지만, 경계선(355)은 비-선형일 수 있다.
침출 PDC 커터(300)는 다른 원하는 깊이(353)까지 침출되며, 커터(300)가 침출된 깊이 정도는 커터(300)의 성능에 영향을 미친다. 종래에는, 커터(300)를 수직으로 절반으로 커팅한 다음 이후에 커터(300)를 연마(polishing)함으로써 커터(300)의 침출 깊이(353)를 측정 또는 결정한다. 침출 깊이(353)는 현미경 또는 유사한 확대 장치하에서 시각적으로 측정된다. 상기 공정은, 커터(300)를 예를 들어 방전 가공(electrical discharge machining, "EDM")에 의해 커팅하는 단계, 커터(300)를 장착(mounting), 분쇄(grinding) 및 연마하는 단계 및 현미경하에서 분석을 수행하는 단계를 수반하므로 다소 지루하고 번거롭다. 또한, 이 공정은 커터(300)를 이후에 사용되지 못하도록 파괴한다. 이러한 방식으로 결정된 침출 깊이(353)는 동일한 배치(batch)에서 침출된 다른 커터에서와 동일한 침출 깊이일 것으로 추정된다.
본 발명의 전술한 및 다른 특징들 및 양태들은 하기와 같은 첨부 도면들과 함께 읽을 경우, 특정 예시적 실시형태의 후속하는 설명을 참조하여 가장 잘 이해된다:
도 1은 종래 기술에 따른, 다결정 다이아몬드 커팅 테이블 또는 콤팩트를 갖는 PDC 커터의 측면도이고;
도 2는 종래 기술에 따른, 도 1의 PCD 커팅 테이블의 개략적인 미세구조 도이고;
도 3은 종래 기술에 따른, 적어도 부분적으로 침출된 PCD 커팅 테이블을 갖는 PDC 커터의 단면도이고;
도 4는 본 발명의 한 예시적 실시형태에 따른 커패시턴스 측정 시스템의 개략도이고;
도 5는 본 발명의 다른 예시적 실시형태에 따른 커패시턴스 측정 시스템의 개략도이고;
도 6은 본 발명의 예시적 실시형태에 따른 비-파괴적 침출 깊이 추정 방법을 묘사한 흐름도이고;
도 7은 본 발명의 예시적 실시형태에 따른 복수의 침출 구성요소에 대한 커패시턴스와 실제 침출 깊이 간의 관계를 도시하는 교정 곡선(calibration curve)을 묘사하는 그래프 차트이고;
도 8은 본 발명의 예시적 실시형태에 따른 미세구조 품질 결정 방법을 묘사하는 흐름도이고;
도 9는 본 발명의 예시적 실시형태에 따른 복수의 커터에 대한 측정 커패시턴스를 도시하는 데이터 분산 차트이다.
도면은 본 발명의 예시적 실시형태만을 예시하며, 따라서, 본 발명이 다른 균등하게 유효한 실시형태를 인정할 수 있으므로 도면이 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는다.
본 발명은 적어도 커패시턴스 측정을 이용하여, 다결정 다이아몬드 콤팩트("PDC") 커터를 형성하는 데 사용된 것과 같은 초경질 다결정 구조 내에서 침출 깊이를 측정하고/측정하거나 초경질 다결정 구조의 적어도 일부를 특징화하기 위한 비-파괴적 방법 및 장치에 관한 것이다. 비록 하기에 PDC 커터와 함께 예시적 실시형태를 설명하지만, PCBN 커터(이에 제한되지는 않음)를 포함하는 다른 종류의 다결정 구조에 본 발명의 다른 실시형태를 적용할 수 있다. 또한, 일부 예시적 실시형태에 따라, 전자 측정 장치를 이용하여 하기 설명된 방법의 하나 이상의 부분이 구현된다. 예를 들어, 커패시턴스는 커패시턴스 측정 장치를 이용하여 측정된다. 본 발명은 첨부 도면을 참조로 비제한적인 예시적 실시형태의 후속하는 설명을 읽음으로써 더 잘 이해되며, 첨부 도면에서 각 도면의 유사한 부분은 유사한 참조 부호로 식별되며, 이는 하기와 같이 간략하게 설명된다.
도 4는 본 발명의 한 예시적 실시형태에 따른 커패시턴스 측정 시스템(400)의 개략도이다. 도 4를 참조하면, 커패시턴스 측정 시스템(400)은 커패시턴스 측정 장치(410), 침출 PDC 커터(300), 제1 와이어(430) 및 제2 와이어(440)를 포함한다. 비록 커패시턴스 측정 시스템(400)에 포함되는 것으로서 특정 구성요소들이 열거되었지만, 다른 예시적 실시형태에서는 추가 구성요소들이 포함된다. 또한, 비록 하기에 제공된 설명은 침출 PDC 커터(300)에 관해 제공되었지만, 침출 PDC 커터(300) 대신에 PCD 커팅 테이블(310) 단독, 또는 다른 종류의 침출 다결정 구조를 포함하는 다른 구성요소와 같은 상이한 구성요소가 사용된다. 또한, 비록 하기에 제공된 설명은 침출 PDC 커터(300)에 관해 제공되었지만, 침출 PDC 커터(300) 대신에 화학적으로 세정된 침출 PDC 커터(도시되지 않음)와 같은 상이한 구성요소가 사용된다. 화학적으로 세정된 침출 PDC 커터는, 위에서 언급하였으며 본 출원에 참조로 포함된, 발명의 명칭이 "Method To Improve The Performance Of A Leached Cutter"인 관련 출원에 설명된 하나 이상의 공정을 이용함으로써 부산물(398)(도 3)의 적어도 일부를 제거한다. 침출 PDC 커터(300)는 도 3과 관련하여 이미 설명되었으며 간결함을 위해 여기서는 다시 반복하지 않는다.
커패시턴스 측정 장치(410)는 본 예시적 실시형태에서 침출 PDC 커터(300)인 에너지 저장 장치의 커패시턴스를 측정하는 장치이다. 커패시턴스는 특정 전위에 있어서 저장되거나 분리된 전위 에너지의 양의 측정치이다. 에너지 저장 장치의 통상적인 형태는 평행판 커패시터(parallel-plate capacitor)이다. 본 예시적 실시형태에서, 침출 PDC 커터(300)는 평행판 커패시터의 예이다. 에너지 저장 장치의 커패시턴스는 통상적으로 패럿(farads) 또는 나노패럿(nanofarads)으로 측정된다.
커패시턴스 측정 장치(410)의 한 예는 멀티미터(multi-meter)이지만; 하나 이상의 다른 예시적 실시형태에서는 당업자에게 공지된 다른 커패시턴스 측정 장치가 사용된다. 멀티미터(410)는 위치 가능한 다이얼(positionable dial)(412), 복수의 측정 세팅(414), 디스플레이(416), 양 단자(418) 및 음 단자(419)를 포함한다. 일부 예시적 실시형태에 따라, 위치 가능한 다이얼(412)은 시계방향 및/또는 반시계 방향 방식으로 회전가능하고 수 개의 이용 가능한 측정 세팅(414) 중 하나로 설정된다. 본 예시적 실시형태에서, 위치 가능한 다이얼(412)은 멀티미터(410)가 커패시턴스 값을 측정하도록 나노패러데이(nanofaraday) 세팅(415)으로 설정된다. 디스플레이(416)는 폴리카보네이트, 유리, 플라스틱 또는 다른 공지된 적절한 재료를 이용하여 제조되며, 멀티미터(410)의 사용자(도시되지 않음)에게 커패시턴스 값과 같은 측정값을 알려준다. 양 단자(418)는 제1 와이어(430)의 한 단부에 전기적으로 연결되는 한편, 음 단자(419)는 제2 와이어(440)의 한 단부에 전기적으로 연결된다.
제1 와이어(430)는 구리 와이어, 또는 당업자에게 공지된 일부 다른 적절한 도전성 재료 또는 합금을 이용하여 제조된다. 일부 예시적 실시형태에 따라, 제1 와이어(430)는 또한, 구리 와이어를 둘러싸고 대략 구리 와이어의 한 단부에서 구리 와이어의 대향 단부까지 연장되는 비-도전성 시스(sheath)(도시되지 않음)도 포함한다. 구리 와이어의 두 단부는 노출되며 비-도전성 시스로 둘러싸이지 않는다. 일부 예시적 실시형태에서, 절연 재료(도시되지 않음)는 또한 구리 와이어를 둘러싸며 구리 와이어와 비-도전성 시스 사이에 배치된다. 절연 재료는 대략 비-도전성 시스의 한 단부에서 대략 비-도전성 시스의 대향 단부까지 연장된다. 상술한 바와 같이, 제1 와이어(430)의 한 단부는 양 단자(418)에 전기적으로 연결되는 한편, 제1 와이어(430)의 대향 단부는 침출 PDC 커터(300)의 커팅면(312)에 전기적으로 연결된다. 몇 가지 방법 중 한 방법에서 제1 와이어(430)의 대향 단부는 커팅면(312)에 전기적으로 연결된다. 한 실시예에서, 제1 와이어(430)는, 클램프와 같은 하나 이상의 체결 장치(도시되지 않음)를 이용하거나 제1 와이어(430)가 커팅면(312)과 전기적 접촉을 유지하도록 하는 힘을 공급하는 장비(도시되지 않음)를 이용하여 커팅면(312)에 전기적으로 연결된다. 다른 실시예에서, 클램프(도시되지 않음)는 제1 와이어(430)의 대향 단부에 연결되며, 알루미늄 호일과 같은 도전성 구성요소(도시되지 않음)는 커팅면(312)에 연결되거나 그와 접촉하게 배치된다. 클램프는 도전성 구성요소에 전기적으로 연결되어, 제1 와이어(430)를 커팅 면(312)에 전기적으로 연결시킨다. 다른 예시적 실시형태에서는 제1 와이어(430)를 커팅 면(312)에 연결하는 추가의 방법을 사용할 수 있다.
제2 와이어(440)는 구리 와이어, 또는 당업자에게 공지된 일부 다른 적절한 도전성 재료 또는 합금을 이용하여 제조된다. 일부 예시적 실시형태에 따라, 제2 와이어(440)는 또한, 구리 와이어를 둘러싸고 대략 구리 와이어의 한 단부에서 구리 와이어의 대향 단부까지 연장되는 비-도전성 시스(도시되지 않음)도 포함한다. 구리 와이어의 두 단부는 노출되며 비-도전성 시스로 둘러싸이지 않는다. 일부 예시적 실시형태에서, 절연 재료(도시되지 않음)는 또한 구리 와이어를 둘러싸고 구리 와이어와 비-도전성 시스 사이에 배치된다. 절연 재료는 대략 비-도전성 시스의 한 단부에서 비-도전성 시스의 대향 단부까지 연장된다. 상술한 바와 같이, 제2 와이어(440)의 한 단부는 음 단자(419)에 전기적으로 연결되는 한편, 제2 와이어(440)의 대향 단부는, 하부 면(154)(도 1)과 유사한, 침출 PDC 커터(300)의 하부 면(454)에 전기적으로 연결된다. 제2 와이어(440)는 제1 와이어(430)가 커팅면(312)에 전기적으로 연결된 것과 유사한 방식으로 하부 면(454)에 전기적으로 연결된다.
따라서, 멀티미터(410), 제1 와이어(430), 침출 PDC 커터(300) 및 제2 와이어(440)를 이용하여 회로(405)가 완성된다. 제1 와이어(430)를 통해 멀티미터(410)의 양 단자(418)에서 침출 PDC 커터(300)의 커팅면(312)까지 전류가 흐를 수 있다. 이어서, 전류는 침출 PDC 커터(300)를 통해 침출 PDC 커터(300)의 하부 면(454)까지 흐른다. 멀티미터(410)가 턴-온될 경우, 커팅면(312)과 하부면(454) 사이에 전압 차가 존재한다. 이어서, 전류는 제2 와이어(440)를 통해 하부 면(454)에서 멀티미터(410)의 음 단자(419)까지 흐른다. 디스플레이(416) 상에 표시된 값이 피크 치에 도달하거나 일정 기간 동안 일정하게 유지될 경우 침출 PDC 커터(300)의 커패시턴스 측정이 결정된다.
도 5는 본 발명의 다른 예시적 실시형태에 따른 커패시턴스 측정 시스템(500)의 개략도이다. 도 5를 참조하면, 커패시턴스 측정 시스템(500)은 커패시턴스 측정 장치(410), 침출 PDC 커터(300), 제1 와이어(430), 제2 와이어(440), 제1 도전성 재료(510), 제2 도전성 재료(520), 제1 절연 재료(530), 제2 절연 재료(540) 및 아버 프레스(Arbor Press)(550)를 포함한다. 비록 커패시턴스 측정 시스템(500)에 포함되는 것으로서 특정 구성요소들이 열거되었지만, 다른 예시적 실시형태에는 추가 구성요소들이 포함된다. 또한, 비록 커패시턴스 측정 시스템(500)에 포함되는 것으로서 특정 구성요소들이 열거되었지만, 다른 예시적 실시형태에는 열거된 구성요소들과 유사한 기능을 갖는 다른 구성요소들이 사용된다. 또한, 비록 하기에 제공된 설명은 침출 PDC 커터(300)에 관해 제공되었지만, 침출 PDC 커터(300) 대신에 PCD 커팅 테이블(310)(도 3) 단독, 또는 다른 종류의 침출 다결정 구조를 포함하는 다른 구성요소와 같은 상이한 구성요소가 사용된다. 또한, 비록 하기에 제공된 설명은 침출 PDC 커터(300)에 관해 제공되었지만, 침출 PDC 커터(300) 대신에, 상술한 화학적으로 세정된 침출 PDC 커터와 같은 상이한 구성요소가 사용된다. 커패시턴스 측정 장치(410), 침출 PDC 커터(300), 제1 와이어(430) 및 제2 와이어(440)는 이미 설명되었으며 간결함을 위해 여기서 다시 반복하지 않는다.
특정 예시적 실시형태에서 제1 도전성 재료(510) 및 제2 도전성 재료(520)는 서로 유사하지만, 다른 예시적 실시형태에서는 상이하다. 한 예시적 실시형태에 따라, 알루미늄 호일을 사용하여 도전성 재료(510, 520)를 제조하지만; 다른 적절한 도전성 재료를 사용할 수 있다. 제1 도전성 재료(510)는 커팅면(312) 위에 인접하여 그와 접촉하게 배치된다. 제2 도전성 재료(520)는 하부면(454) 아래에 인접하여 그와 접촉하게 배치된다. 제1 도전성 재료(510) 및 제2 도전성 재료(520)는 제1 와이어(430) 및 제2 와이어(440)가 각각 전기적으로 접촉하도록 하는 영역을 제공한다. 또한, 제1 도전성 재료(510) 및 제2 도전성 재료(520)는 커팅 면(312) 및 하부면(454) 각각과의 접촉 저항을 최소화하는 것을 보조하고, 이는 하기에 더 상세히 논의된다. 특정 예시적 실시형태에서, 제1 도전성 재료(510) 및 제2 도전성 재료(520)는 동일한 형태 및 크기인 한편; 다른 예시적 실시형태에서는 도전성 재료(510, 520) 중 하나는 다른 도전성 재료(510, 520)와 상이한 형태 및/또는 크기이다.
제1 절연 재료(530) 및 제2 절연 재료(540)는 특정 예시적 실시형태에서는 서로 유사하지만, 다른 예시적 실시형태에서는 상이하다. 한 예시적 실시형태에 따라, 절연 재료(530, 540)는 종이를 사용하여 제조되지만; 고무와 같은 다른 적절한 절연 재료를 사용할 수 있다. 제1 절연 재료(530)는 제1 도전성 재료(510) 위에 인접하여 그와 접촉하게 배치된다. 제2 절연 재료(540)는 제2 도전성 재료(520) 아래에 인접하여 그와 접촉하게 배치된다. 제1 절연 재료(530) 및 제2 절연 재료(540)는 회로(505)를 통해서만 전류 흐름이 보내지도록 하는 배리어를 제공하며, 이는 하기에 더 상세히 논의된다. 특정 예시적 실시형태에서, 제1 절연 재료(530) 및 제2 절연 재료(540)는 동일한 형태 및 크기인 한편; 다른 예시적 실시형태에서, 절연 재료(530, 540) 중 하나는 다른 절연 재료(530, 540)와 상이한 형태 및/또는 크기이다. 또한, 특정 예시적 실시형태에서, 절연 재료(530, 540)는 상응하는 도전성 재료(510, 520)보다 크기가 더 크다. 하지만, 다른 예시적 실시형태에서, 하나 이상의 절연 재료(530, 540)는 상응하는 도전성 재료(510, 520)보다 더 크거나 더 작다.
아버 프레스(550)는 상부 플레이트(552) 및 기저부 플레이트(554)를 포함한다. 상부 플레이트(552)는 기저부 플레이트(554) 위에 배치되고 기저부 플레이트(554)를 향해 이동가능하다. 다른 예시적 실시형태에서, 기저부 플레이트(554)는 상부 플레이트(552)를 향해 이동가능하다. 제2 절연 재료(540)가 기저부 플레이트(554) 위에 인접하여 그와 접촉하게 배치되도록, 상부 플레이트(552)와 기저부 플레이트(554) 사이에 제1 절연 재료(530), 제1 도전성 재료(510), 침출 PDC 커터(300), 제2 도전성 재료(520) 및 제2 절연 재료(540)가 배치된다. 상부 플레이트(552)가 침출 PDC 커터(300)의 커팅 면(312) 상에 하향 로드(downward load)(553)를 인가할 때까지 상부 플레이트(552)를 기저부 플레이트(554) 쪽으로 이동시킨다. 하향 로드(553)가 인가될 경우, 제1 도전성 재료(510)가 변형되고, 거칠고 매우 뻣뻣한 커팅면(312)에 맞춰져서, 제1 도전성 재료(510)와 커팅면(312) 간의 접촉 저항을 최소화하고 커패시턴스 측정 일관성을 크게 향상시킨다. 이때, 기저부 플레이트(554)는 또한 침출 PDC 커터(300)의 하부면(454) 상에 상향 로드(555)를 인가한다. 상향 로드(555)가 인가될 경우, 제2 도전성 재료(520)는 변형되고, 거칠고 매우 뻣뻣한 하부 면(454)에 맞춰져서, 제2 도전성 재료(520)와 하부면(454) 사이의 접촉 저항을 최소화하고 커패시턴스 측정 일관성을 크게 향상시킨다. 특정 예시적 실시형태에서, 하향 로드(553)는 상향 로드(555)와 동일하다. 하향 로드(553) 및 상향 로드(555)는 약 100 파운드이지만; 이들 로드(553,555)는 약 2 파운드 내지 약 임계 로드의 범위이다. 임계 로드는 침출 PDC 커터(300)에 인가할 경우 침출 PDC 커터(300)가 손상되는 로드이다.
한 예시적 실시형태에서, 제2 절연 재료(540)는 기저부 플레이트(554) 상에 배치되고, 제2 도전성 재료(520)는 제2 절연 재료(540) 상에 배치되고, 침출 PDC 커터(300)는 제2 도전성 재료(520) 상에 배치되고, 제1 도전성 재료(510)는 침출 PDC 커터(300) 상에 배치되며, 제1 절연 재료(530)는 제1 도전성 재료(510) 상에 배치된다. 상부 플레이트(552)는 하향 로드(553)가 침출 PDC 커터(300) 상에 인가될 때까지 제1 절연 재료(530)를 향해 이동한다. 다른 예시적 실시형태에서, 상부 플레이트(552)가 기저부 플레이트(554)를 향해 이동하기 전에 제1 절연 재료(530) 및 제1 도전성 재료(510)와 같은 하나 이상의 구성요소가 상부 플레이트(552)에 연결된다. 비록 커패시턴스 측정 시스템(500)에 아버 프레스(550)가 사용되지만, 다른 예시적 실시형태에서는 침출 PDC 커터(300)의 커팅면(312) 및 하부면(454) 각각에 동일한 반대 로드를 전달할 수 있는 다른 장비를 사용할 수 있다.
제1 와이어(430)의 한 단부는 멀티미터(410)의 양 단자(418)에 전기적으로 연결되는 한편, 제1 와이어(430)의 대향 단부는 제1 도전성 재료(510)에 전기적으로 연결되어, 침출 PDC 커터(300)의 커팅면(312)에 전기적으로 연결되게 된다. 한 예시적 실시형태에서, 제1 와이어(430)를 제1 도전성 재료(510)에 연결하는 클램프(590)가 제1 와이어(430)의 대향 단부에 연결된다. 제2 와이어(440)의 한 단부는 멀티미터(410)의 음 단자(419)에 전기적으로 연결되는 한편, 제2 와이어(440)의 대향 단부는 제2 도전성 재료(520)에 전기적으로 연결되어, 침출 PDC 커터(300)의 하부 면(454)에 전기적으로 연결되게 된다. 한 예시적 실시형태에서, 제2 와이어(440)를 제2 도전성 재료(520)에 연결하는, 클램프(590)와 유사한 클램프(도시되지 않음)가 제2 와이어(440)의 대향 단부에 연결된다. 따라서, 멀티미터(410), 제1 와이어(430), 제1 도전성 재료(510), 침출 PDC 커터(300), 제2 도전성 재료(520) 및 제2 와이어(440)를 이용하여 회로(505)가 완성된다. 전류는 제1 와이어(430) 및 제1 도전성 재료(510)를 통해 멀티미터(410)의 양 단자(418)에서 침출 PDC 커터(300)의 커팅면(312)으로 흐를 수 있다. 이어서, 전류는 침출 PDC 커터(300)를 통해 침출 PDC 커터(300)의 하부 면(454)으로 흐른다. 멀티미터(410)가 턴-온될 경우, 커팅면(312)과 하부면(454) 사이에 전압 차가 존재한다. 이어서, 전류는 제2 도전성 재료(520) 및 제2 와이어(440)를 통해 하부 면(454)에서 멀티미터(410)의 음 단자(419)로 흐른다. 제1 절연 재료(530) 및 제2 절연 재료(540)는 전류가 아버 프레스(550)로 흐르지 못하도록 한다. 디스플레이(416) 상에 표시된 값이 피크 치에 도달하거나 일정 기간 동안 일정하게 유지될 경우 침출 PDC 커터(300)의 커패시턴스 측정이 결정된다.
도 6은 본 발명의 예시적 실시형태에 따른 비-파괴적 침출 깊이 추정 방법(600)을 묘사하는 흐름도이다. 비록 도 6은 특정 순서로 묘사된 일련의 단계들을 도시하지만, 다른 예시적 실시형태에서는 하나 이상의 단계들의 순서가 재배열될 수 있고/있거나, 도시된 것보다 더 적은 단계로 조합되고/조합될 수 있거나, 도시된 것보다 더 많은 단계로 분리될 수 있다. 도 6을 참조하면, 비-파괴적 침출 깊이 추정 방법(600)은 단계 610에서 시작한다. 단계 610에서 시작하면, 비-파괴적 침출 깊이 추정 방법(600)은 단계 620으로 진행된다. 단계 620에서, 교정 곡선이 취득된다. 교정 곡선은 테스트로부터 생성되거나 기타 다른 방법으로 획득될 수 있다.
도 7은 본 발명의 예시적 실시형태에 따른 복수의 침출 구성요소(300)(도 3)에 있어서 커패시턴스(710)와 실제 침출 깊이(720) 간의 관계를 도시하는 교정 곡선(705)을 묘사하는 그래프 차트(700)이다. 도 7을 참조하면, 하나 이상의 침출 구성요소(300)(도 3)는 적어도 하나의 다른 침출 구성요소(300)(도 3)와 상이한 실제 침출 깊이(720)를 갖는다. 일부 예시적 실시형태에 따라 침출 구성요소(300)(도 3)는 침출 PDC 커터(300)(도 3)이지만; 침출 구성요소(300)는 PCD 커팅 테이블(310)(도 3) 단독일 수 있거나, 촉매 재료의 적어도 일부가 그 안에서 제거된 다결정 구조를 갖는 일부 다른 구성요소일 수 있다. 대안적으로, 특정 예시적 실시형태에서, 침출 구성요소(300)는 상술한 화학적으로 세정된 침출 PDC 커터일 수 있다.
교정 곡선(705)은 2개 이상의 침출 구성요소(300)(도 3)를 취득함으로써 생성된다. 교정 곡선(705)을 생성하는데 더 많은 침출 구성요소(300)(도 3)를 사용할수록 교정 곡선(705)이 더 정확해진다. 커패시턴스 데이터 포인트들(data points)(730)은 각 침출 구성요소(300)(도 3)의 커패시턴스(710)를 측정함으로써 취득된다. 특정 예시적 실시형태에서, 각 침출 구성요소(300)(도 3)에 대해 복수의 커패시턴스 데이터 포인트(730)가 취득된다. 예를 들어, 각 침출 구성요소(300)(도 3)에 대해 커패시턴스(710)를 5회 측정한다. 각 침출 구성요소(300)(도 3)에 대해 복수의 커패시턴스 데이터 포인트(730)를 취득하면 수집되는 커패시턴스 데이터 포인트(730)의 통계적 유의성이 향상된다. 일부 예시적 실시형태에 따라, 각 커패시턴스(710) 측정 후에, 각 커패시턴스(710) 측정 전에, 또는 각 커패시턴스(710) 측정 전후에 침출 구성요소(300)(도 3)가 감극된다(depolarized). 침출 구성요소(300)는, 예를 들어 침출 구성요소(300)(도 3)를 접지하거나, 침출 구성요소(300)(도 3)를 알루미늄 호일 또는 유사한 종류의 재료에 싸거나, 침출 구성요소(300)(도 3)를 열처리하거나, 침출 구성요소(300)(도 3)를 염 용액에 투하하거나, 침출 구성요소(300)(도 3)가 방전되기를 기다리는 것과 같은 상이한 방식 중 하나 또는 그의 조합으로 감극된다. 침출 구성요소(300)(도 3)는 약 24 시간을 대기시킴으로써 방전되지만, 다른 예시적 실시형태에서 대기 시간은 더 길거나 짧다. 대상물을 감극하는 것은 당업자에게 공지되어 있다.
일단 각 침출 구성요소(300)(도 3)에 대해 커패시턴스(710)를 측정하면, 각 침출 구성요소(300)(도 3)에 대한 실제 침출 깊이(720)를 결정한다. 일부 실시예에서, 침출 구성요소(300)(도 3)에 대한 실제 침출 깊이(720)는 침출 구성요소(300)(도 3)를 커팅하고, 침출 구성요소(300)(도 3)의 컷 에지(cut edge)를 연마하고, 현미경과 같은 확대 장치(도시되지 않음)하에서 실제 침출 깊이(720)를 시각적으로 측정함으로써 결정된다. 비록 실제 침출 깊이(720)를 결정하는 하나의 방법이 설명되었지만, 예시적 실시형태의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 당업자에게 공지된 다른 방법을 사용하여 실제 침출 깊이(720)를 결정할 수 있다. 각 커패시턴스 데이터 포인트(730)를 그래프 차트(700) 상에 나타내며, 실제 침출 깊이(720)는 측정된 커패시턴스(710)에 대해 나타낸다. 일단 그래프 차트(700) 상에 커패시턴스 데이터 포인트(730)를 나타내면, 당업자에게 공지된 방법에 따라 교정 곡선(705)이 결정된다. 예를 들어, 각 침출 구성요소(300)의 평균 커패시턴스(711), 각 침출 구성요소의 중간 커패시턴스(712)를 이용하거나, 최적 곡선(best fit curve)을 계산함으로써 교정 곡선(705)이 생성된다. 최적 곡선은 95% 신뢰 수준(confidence level)으로 형성될 수 있지만, 이러한 신뢰 수준은 약 60% 내지 거의 약 100% 범위, 예를 들어 99.99%일 수 있다. 교정 곡선(705)은 나노패럿으로 측정될 수 있는 측정 커패시턴스(710)를 마이크론으로 측정될 수 있는 실제 침출 깊이(720)와 상관시킨다. 비록 교정 곡선(705)을 생성하기 위한 몇 가지 방법을 설명하였지만, 파괴적 또는 비-파괴적인 다른 방법을 사용하여 교정 곡선(705)을 생성할 수 있다.
도 7에 따라, 실제 침출 깊이(720)는 커패시턴스(710)에 정비례한다(directly related). 따라서, 실제 침출 깊이(720)가 증가함에 따라, 측정된 커패시턴스(710)도 또한 증가한다. 반대로, 실제 침출 깊이(720)가 감소함에 따라, 측정된 커패시턴스(710)도 또한 감소한다. 또한, 실제 침출 깊이(720)가 증가함에 따라 측정 커패시턴스(710)의 데이터 분산 또는 범위가 더 크다. 비록 도 7은 실제 침출 깊이(720)와 커패시턴스(710) 간의 정비례 관계(direct relationship)를 도시하지만; 사실상, 커패시턴스(710)와 실제 침출 깊이(720) 간의 관계는 반비례 관계(inverse relationship)이다. 커패시턴스(710)를 계산하는 공식은 하기와 같고:
C = εr(A/(4πd))
여기서, C는 커패시턴스이고;
A는 2개의 플레이트의 중첩 면적이고;
εr는 상대 정적 유전율(relative static permittivity)(때로는 유전 상수로 지칭됨)이고;
d는 플레이트 간의 간격이다.
따라서, "d" 또는 실제 침출 깊이(720)가 증가함에 따라, 커패시턴스(710)가 감소하고, 그 반대도 마찬가지다. 부산물(398)(도 3)이 존재하여, 측정 동안 침출 층(354)(도 3)이 분극되게 되고 따라서 상대 정적 유전율이 일정하지 않으므로 도 7에서 반대 현상이 발생한다.
따라서, 특정 예시적 실시형태에서, 침출 층(354)을 예를 들어 화학적 처리에 의해 처리하여 부산물(398)(도 3)의 적어도 일부를 제거시킨다. 이러한 처리는 PCD 커팅 테이블(310)(도 3)을 침출하기 위해 사용된 방법 및/또는 화학물질에 의존한다. 커패시턴스 측정 시스템(400, 500) 내에서 또는 일부 다른 커패시턴스 측정 시스템 내에서 침출 PDC 커터(300)(도 3) 대신에 이와 같이 처리된 침출 PDC 커터를 사용한다. 처리된 침출 PDC 커터를 이용하여 결정된 교정 곡선은 실제 침출 깊이(720)와 커패시턴스(710) 간의 관계가 반비례 관계임을 도시할 것이다. 부산물(398)(도 3)의 적어도 일부를 제거시킨, 처리된 침출 PDC 커터를 이용한 방법에서, 감극 단계는 선택적이다.
다시 도 6을 참조하면, 비-파괴적 침출 깊이 추정 방법(600)은 단계 630으로 진행된다. 단계 630에서, 침출 커터(300)와 유사한 종류의 구성요소가 취득된다. 하지만, 처리된 침출 PDC 커터를 이용하여 교정 곡선을 결정하였을 경우, 유사한 종류의 구성요소는 실제 침출 깊이가 확인되는 것이 바람직한 상이한 처리된 침출 PDC 커터이다. 이러한 유사한 종류의 구성요소는 복수의 촉매 재료를 그 안에 갖는 다결정 구조를 포함한다. 이 촉매 재료의 적어도 일부는 제거되었다. 침출 깊이인, 이러한 제거된 부분의 깊이는 미지이다. 비-파괴적 침출 깊이 추정 방법(600)은 단계 640으로 진행된다. 단계 640에서, 유사한 종류의 구성요소의 커패시턴스를 측정한다. 일부 예시적 실시형태에 따라, 이 커패시턴스는 커패시턴스 측정 시스템(400)(도 4) 또는 커패시턴스 측정 시스템(500)(도 5)을 이용하여 측정한다. 비-파괴적 침출 깊이 추정 방법(600)은 단계 650으로 진행된다. 단계 650에서, 유사한 종류의 구성요소의 추정된 침출 깊이는 유사한 종류의 구성요소의 커패시턴스 및 교정 곡선(705)(도 7)을 이용하여 결정된다. 추정된 침출 깊이는 실제 침출 깊이의 추정이며 실제 침출 깊이로부터 약 1 마이크론 내지 약 50 마이크론의 범위이다. 비-파괴적 침출 깊이 추정 방법(600)은 단계 660으로 진행되며, 여기서 비-파괴적 침출 깊이 추정 방법(600)이 종료된다.
도 8은 본 발명의 예시적 실시형태에 따른 미세구조 품질 결정 방법(800)을 묘사하는 흐름도이다. 비록 도 8은 특정 순서로 묘사된 일련의 단계들을 도시하지만, 다른 예시적 실시형태에서는 하나 이상의 단계들의 순서가 재배열될 수 있고/있거나, 도시된 것보다 더 적은 단계로 조합될 수 있고/있거나, 도시된 것보다 더 많은 단계로 분리될 수 있다. 도 8을 참조하면, 미세구조 품질 결정 방법(800)은 단계 810에서 시작한다. 단계 810에서 시작하면, 미세구조 품질 결정 방법(800)은 단계 820으로 진행된다. 단계 820에서, 다결정 구조를 포함하는 하나 이상의 침출 구성요소가 동일한 침출 배치(leached batch)로부터 취득된다. 동일한 침출 배치는 동시에 동일한 침출 공정에서 침출된 구성요소의 그룹이다. 다결정 구조는 침출 층, 및 침출 층 아래에 인접하여 배치된 비-침출 층을 포함한다. 비-침출 층은 그 안에 복수의 촉매 재료를 포함하는 한편, 침출 층은 촉매 재료의 적어도 일부가 제거되었다. 미세구조 품질 결정 방법(800)은 단계 830으로 진행된다. 단계 830에서, 각 침출 구성요소에 대해 복수의 커패시턴스 값을 측정한다. 커패시턴스 값은 커패시턴스 측정 시스템(400)(도 4) 또는 커패시턴스 측정 시스템(500)(도 5)을 이용하여 결정된다. 미세구조 품질 결정 방법(800)은 단계 840으로 진행된다. 단계 840에서, 각 침출 구성요소에 대해 데이터 분산량을 결정한다. 침출 구성요소에 대한 데이터 분산량은 그 침출 구성요소에 대한 최고 측정 커패시턴스와 최저 측정 커패시턴스 간의 차이, 및 각 측정 커패시턴스가 존재하는 곳의 통계적 결과에 의해 결정된다. 미세구조 품질 결정 방법(800)은 단계 850으로 진행된다. 단계 850에서, 침출 구성요소의 품질은 데이터 분산량을 기초로 결정된다. 침출 구성요소의 품질은 미세구조 품질 및/또는 침출 품질에 관한 것이다. 미세구조 품질은 미세구조의 다공성에 관한 것이다. 미세구조 품질은 저 다공성이 존재할 경우 양질이다. 역으로, 미세구조 품질은 고 다공성이 존재할 경우 저 품질이다. 침출 품질은 다결정 구조의 침출 층 내에 더 적은 촉매 재료가 존재할 경우 양질이다. 역으로, 침출 품질은 다결정 구조의 침출 층 내에 더 많은 촉매 재료가 존재할 경우 저 품질이다. 일부 예시적 실시형태에서, 침출 구성요소의 품질은 데이터 분산량이 적은 것으로 결정될 경우 양호한 것으로 간주된다. 역으로, 침출 구성요소의 품질은 데이터 분산량이 많은 것으로 결정될 경우 불량한 것으로 간주된다. 적고 많은 상대적인 용어들은 제1 침출 구성요소의 데이터 분산을 제1 침출 구성요소와 동일한 배치(batch)에서 침출된 제2 침출 구성요소의 데이터 분산과 비교할 때 결정된다.
도 9는 본 발명의 예시적 실시형태에 따른, 동일한 침출 배치로부터의 복수의 침출 커터(922)에 대한 측정 커패시턴스(710)를 도시하는 데이터 분산 차트(900)이다. 도 9를 참조하면, 데이터 분산 차트(900)는 커터 개수 축(920) 및 커패시턴스 축(910)을 포함한다. 커터 개수 축(920)은 테스트한 커터(922)의 개수를 포함한다. 커패시턴스 축(910)은 측정 커패시턴스(710)에 대한 값을 포함한다. 커패시턴스 데이터 포인트(930)는 커패시턴스 측정 시스템(400)(도 4), 커패시턴스 측정 시스템(500)(도 5) 또는 유사한 종류의 시스템을 이용하여 커터(922) 또는 침출 구성요소(922)의 커패시턴스를 측정함으로써 취득된다. 각 커패시턴스 데이터 포인트(930)를 데이터 분산 차트(900) 상에 나타낸다. 각 침출 구성요소(922)는 복수 회 측정된 커패시턴스를 갖는다. 일부 예시적 실시형태에서, 각 침출 구성요소(922)에 대해 5개의 커패시턴스 데이터 포인트(930)가 취득되지만, 다른 예시적 실시형태에서는 측정 개수가 더 많거나 더 적다. 일부 예시적 실시형태에서, 각 침출 구성요소(922)에 대해 차트(900)에 25 백분위 표시(950), 50 백분위 표시(952)(또는 평균) 및 75 백분위 표시(954)가 도시된다. 25 백분위 표시(950)와 75 백분위 표시(954) 간의 영역을 음영처리한다. 데이터 분산량은 이 데이터 분산 차트(900)를 이용하여 확인되며, 각 침출 구성요소(922)에 대한 최고 및 최저 커패시턴스 측정치(710) 간의 차이, 25 백분위 표시(950)와 75 백분위 표시(954) 간의 범위, 또는 데이터 분산 차트(900)로부터 수행된 일부 유사한 관찰사항 중 하나 이상일 수 있다.
도 9에 따라, 커터 개수 4(923) 및 커터 개수 9(924)는 예를 들어 커터 개수 6(925) 또는 커터 개수 7(926)보다 더 큰 데이터 분산을 갖는다. 따라서, 커터 개수 4(923) 및 커터 개수 9(924)는 다결정 구조 내에서 침출 품질 및/또는 미세구조 품질이 불량하다. 다결정 구조 내의 촉매 재료의 양이 증가할 경우 이 데이터 분산이 유발된다.
초경질 다결정 구조에서 침출 깊이를 비-파괴적으로 결정하고/결정하거나 초경질 다결정 구조의 적어도 일부를 특징화하는 데는 몇 가지 이득이 존재한다. 예를 들어, 드릴 비트와 같은 공구에 장착되어 사용되는 모든 PDC 커터 상에서 커패시턴스 측정을 수행할 수 있어서, PDC 커터에 포함된 초경질 다결정 구조에서의 침출 깊이를 추정할 수 있고/있거나, 침출 품질 및/또는 미세구조 품질과 같이, 초경질 다결정 구조의 적어도 일부를 특징화할 수 있다. 따라서, 특정 PDC 커터만이 드릴 비트 또는 다른 다운홀 공구에 장착되도록 선택된다. 다른 실시예에서, 1000 개의 PDC 커터와 같은, 동일한 침출 배치 내에서 침출되는 PDC 커터의 양이 제공될 경우, PDC 커터의 커패시턴스는 위에 제공된 설명에 따라 측정된다. 원하는 품질 및/또는 침출 깊이를 만족하는 PDC 커터는 유지되는 반면, 원하는 침출 깊이 및/또는 품질을 만족하지 않는 나머지 PDC 커터는 회수(return)된다. 따라서, 한 예시적 실시형태에서, 비록 동일한 배치로부터 침출되는 1000 개의 PDC 커터가 제공되지만, 200 개 또는 20%의 PDC 커터가 유지될 수 있는 반면 나머지는 회수된다. 따라서, 더 높은 품질 및/또는 적절한 침출 깊이의 PDC 커터만이 이득이 되어(paid for) 유지되며, 이는 PDC 커터가 그의 응용 동안 더 양호한 성능을 나타내는 결과를 초래한다.
비록 각 예시적 실시형태를 상세히 설명하였지만, 한 실시형태에 적용가능한 임의의 특징 및 변형은 다른 실시형태에도 또한 적용가능함이 이해될 것이다. 또한, 비록 본 발명은 특정 실시형태를 참조로 설명하였지만, 이 설명이 제한되는 의미로 해석되는 것을 의미하지는 않는다. 개시된 실시형태의 다양한 변형뿐만 아니라 본 발명의 다른 실시형태들은 예시적 실시형태의 설명을 참조시 당업자에게 명백하게 될 것이다. 개시된 개념 및 특정 실시형태는 본 발명의 동일한 목적을 수행하기 위한 다른 구조 또는 방법을 변형 또는 설계하기 위한 기초로서 용이하게 사용될 수 있음이 당업자에게 이해되어야 한다. 그러한 균등한 구조는 첨부 청구항에 제시된 바와 같은 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않음이 또한 당업자에게 인식되어야 한다. 따라서, 청구항은 본 발명의 범위 이내에 속하는 임의의 그러한 변형 또는 실시형태들을 포함할 것이 고려된다.

Claims (24)

  1. 커패시턴스 측정 시스템으로서,
    양 단자 및 음 단자를 포함하는 커패시턴스 측정 장치;
    다결정 구조를 포함하는 침출 구성요소(leached component) - 상기 다결정 구조는 침출 층, 및 상기 침출 층에 인접하여 배치된 비-침출(unleached) 층을 포함하고, 상기 침출 층은 그 안에서 촉매 재료의 적어도 일부가 제거됨 -;
    상기 양 단자를 상기 침출 구성요소의 제1 면에 전기적으로 연결하는 제1 와이어; 및
    상기 음 단자를 상기 침출 구성요소의 제2 면에 전기적으로 연결하는 제2 와이어 - 상기 제2 면은 상기 제1 면에 대향하여 배치됨 -
    를 포함하고,
    상기 커패시턴스 측정 장치는 상기 침출 구성요소의 커패시턴스를 측정하는, 커패시턴스 측정 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 커패시턴스 측정 장치는 멀티미터(multi-meter)를 포함하는, 커패시턴스 측정 시스템.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 침출 구성요소의 상기 제1 면에 인접하게 그와 접촉하여 배치된 제1 도전성 구성요소; 및
    상기 침출 구성요소의 상기 제2 면에 인접하게 그와 접촉하여 배치된 제2 도전성 구성요소
    를 더 포함하고,
    상기 제1 와이어는 상기 제1 도전성 구성요소에 연결되고, 상기 제2 와이어는 상기 제2 도전성 구성요소에 연결되는, 커패시턴스 측정 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 도전성 구성요소 및 상기 제2 도전성 구성요소는 크기 및 형태가 실질적으로 유사한, 커패시턴스 측정 시스템.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 면을 향한 방향으로 상기 제1 도전성 구성요소 상에 인가되는 제1 로드(load); 및
    상기 제1 면을 향한 방향으로 상기 제2 도전성 구성요소 상에 인가되는 제2 로드
    를 더 포함하고,
    상기 제1 도전성 구성요소는 변형되어 상기 제1 면에 맞춰지고, 상기 제2 도전성 구성요소는 변형되어 상기 제2 면에 맞춰지는, 커패시턴스 측정 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 상기 제1 및 제2 로드들은 크기가 동일하고 방향은 반대인, 커패시턴스 측정 시스템.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 제1 도전성 구성요소에 인접하게 그와 접촉하여 배치된 제1 절연 구성요소;
    상기 제2 도전성 구성요소에 인접하게 그와 접촉하여 배치된 제2 절연 구성요소;
    상기 제2 면을 향한 방향으로 상기 제1 절연 구성요소 상에 인가되는 제1 로드; 및
    상기 제1 면을 향한 방향으로 상기 제2 절연 구성요소 상에 인가되는 제2 로드
    를 더 포함하고,
    상기 제1 도전성 구성요소는 변형되어 상기 제1 면에 맞춰지고, 상기 제2 도전성 구성요소는 변형되어 상기 제2 면에 맞춰지는, 커패시턴스 측정 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 침출 층은 그 안에서 부산물의 적어도 일부가 제거되는, 커패시턴스 측정 시스템.
  9. 다결정 구조의 품질을 특징화하는(characterizing) 방법으로서,
    다결정 구조를 포함하는 침출 구성요소를 취득하는 단계 - 상기 다결정 구조는 침출 층, 및 상기 침출 층에 인접하여 배치된 비-침출 층을 포함하고, 상기 침출 층은 그 안에서 촉매 재료의 적어도 일부가 제거됨 -;
    상기 침출 구성요소의 적어도 하나의 측정 커패시턴스 값을 측정하는 단계; 및
    상기 다결정 구조의 품질을 특징화하는 단계
    를 포함하는 방법.
  10. 제9항에 있어서, 상기 다결정 구조 내의 복수의 실제 침출 깊이와 복수의 커패시턴스 값 사이의 관계를 도시하는 교정 곡선(calibration curve)을 취득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 다결정 구조의 품질을 특징화하는 단계는, 상기 침출 구성요소의 하나 이상의 측정 커패시턴스 값을 이용하여 상기 침출 구성요소 내의 실제 침출 깊이를 추정하는 단계를 포함하는 방법.
  11. 제9항에 있어서, 상기 다결정 구조 내의 복수의 실제 침출 깊이와 복수의 커패시턴스 값 사이의 관계를 도시하는 교정 곡선을 취득하는 단계를 더 포함하고,
    상기 다결정 구조의 품질을 특징화하는 단계는,
    상기 침출 구성요소의 적어도 하나의 측정 커패시턴스 값의 평균을 결정하는 단계; 및
    상기 평균 및 상기 교정 곡선을 이용하여 상기 침출 구성요소 내의 상기 실제 침출 깊이를 추정하는 단계
    를 포함하는 방법.
  12. 제9항에 있어서, 상기 침출 구성요소를 감극하는(depolarizing) 단계를 더 포함하는 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 침출 구성요소를 감극하는 단계는, 각각의 측정 커패시턴스 값의 측정 전 및 각각의 측정 커패시턴스 값의 측정 후 중 적어도 하나에서 수행되는 방법.
  14. 제12항에 있어서, 상기 침출 구성요소를 감극하는 단계는 상기 침출 구성요소를 접지하는 단계, 상기 침출 구성요소를 감극 재료에 싸는 단계, 상기 침출 구성요소를 열처리하는 단계, 상기 침출 구성요소를 염 용액(salt solution)에 배치하는 단계, 및 일정 기간(a period of time) 대기하는 단계 중 적어도 하나를 포함하는 방법.
  15. 제9항에 있어서, 상기 다결정 구조를 하나 이상의 부산물들로부터 세정하는 단계를 더 포함하고, 상기 부산물들은, 상기 촉매 재료의 적어도 일부를 그 안에서 제거하고 상기 침출 구성요소를 형성하는 침출 공정 동안 상기 다결정 구조 내에 퇴적되는 방법.
  16. 제9항에 있어서,
    복수의 상기 침출 구성요소 각각에 대해 복수의 측정 커패시턴스 값을 측정하는 단계 - 각각의 침출 구성요소는 동일한 침출 공정 동안 형성됨 - 를 더 포함하고,
    상기 다결정 구조의 품질을 특징화하는 단계는, 각각의 침출 구성요소에 대한 복수의 측정 커패시턴스 값을 이용하여 각각의 침출 구성요소에 대한 상기 다결정 구조의 미세구조의 품질을 결정하는 단계를 포함하는 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 측정 커패시턴스 값으로부터 상기 복수의 침출 구성요소 각각에 대한 데이터 분산 범위(data scattering range)를 결정하는 단계를 더 포함하고,
    상기 다결정 구조의 품질을 특징화하는 단계는, 상기 데이터 분산 범위를 이용하여 각각의 침출 구성요소에 대한 상기 다결정 구조의 미세구조의 품질을 결정하는 단계를 포함하고, 상기 다결정 구조의 미세구조는 상기 데이터 분산 범위가 다른 침출 구성요소들의 데이터 분산 범위들에 비해 더 적을 경우 덜 다공성(porous)인 방법.
  18. 제9항에 있어서, 상기 침출 층은 그 안에서 부산물의 적어도 일부가 제거되는 방법.
  19. 제9항에 있어서, 상기 다결정 구조의 품질의 특징화를 기초로 상기 침출 구성요소의 적어도 일부를 공구(tool)에 장착하는 단계를 더 포함하는 방법.
  20. 다결정 구조의 품질을 특징화하는 방법으로서,
    다결정 구조를 포함하는 침출 구성요소를 취득하는 단계 - 상기 다결정 구조는 침출 층, 및 상기 침출 층에 인접하여 배치된 비-침출 층을 포함하고, 상기 침출 층은 그 안에서 촉매 재료의 적어도 일부가 제거됨 -;
    상기 침출 구성요소의 적어도 하나의 측정 커패시턴스 값을 측정하는 단계; 및
    상기 다결정 구조의 품질을 특징화하는 단계 - 상기 품질은 상기 침출 구성요소의 추정 침출 깊이, 상기 침출 층 내에 잔류하는 촉매의 상대량, 및 상기 침출 구성요소의 다결정 구조의 상대 공극율(relative porosity) 중 적어도 하나를 포함함 -
    를 포함하는 방법.
  21. 제20항에 있어서, 상기 침출 층은 그 안에서 부산물의 적어도 일부가 제거되는 방법.
  22. 제20항에 있어서, 상기 다결정 구조를 하나 이상의 부산물들로부터 세정하는 단계를 더 포함하고, 상기 부산물들은, 상기 촉매 재료의 적어도 일부를 그 안에서 제거하고 상기 침출 구성요소를 형성하는 침출 공정 동안 상기 다결정 구조 내에 퇴적되는 방법.
  23. 제20항에 있어서, 각각의 측정 커패시턴스 값의 측정 전 및 각각의 측정 커패시턴스 값의 측정 후 중 적어도 하나에서 상기 침출 구성요소를 감극하는 단계를 더 포함하는 방법.
  24. 제20항에 있어서, 상기 다결정 구조의 품질의 특징화를 기초로 상기 침출 구성요소의 적어도 일부를 공구에 장착하는 단계를 더 포함하는 방법.
KR1020147026119A 2012-02-21 2013-02-20 다결정 다이아몬드를 분석하기 위한 커패시턴스의 용도 KR102001276B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/401,188 US9423370B2 (en) 2012-02-21 2012-02-21 Use of capacitance to analyze polycrystalline diamond
US13/401,188 2012-02-21
PCT/US2013/026918 WO2013126436A1 (en) 2012-02-21 2013-02-20 Use of capacitance to analyze polycrystalline diamond

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20140128438A true KR20140128438A (ko) 2014-11-05
KR102001276B1 KR102001276B1 (ko) 2019-07-17

Family

ID=47749678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020147026119A KR102001276B1 (ko) 2012-02-21 2013-02-20 다결정 다이아몬드를 분석하기 위한 커패시턴스의 용도

Country Status (8)

Country Link
US (1) US9423370B2 (ko)
EP (1) EP2631638B1 (ko)
JP (1) JP6294241B2 (ko)
KR (1) KR102001276B1 (ko)
CN (1) CN104246109B (ko)
RU (1) RU2610041C2 (ko)
WO (1) WO2013126436A1 (ko)
ZA (1) ZA201406091B (ko)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130213433A1 (en) * 2012-02-21 2013-08-22 Varel International Ind., L.P. Method to Improve the Performance of a Leached Cutter
US9423436B2 (en) 2012-02-21 2016-08-23 Varel International Ind., L.P. Method and apparatus to assess the thermal damage caused to a PCD cutter using capacitance spectroscopy
US9377428B2 (en) 2012-02-21 2016-06-28 Varel International Ind., L.P. Non-destructive leaching depth measurement using capacitance spectroscopy
US9423370B2 (en) 2012-02-21 2016-08-23 Varel International Ind., L.P Use of capacitance to analyze polycrystalline diamond
US9128031B2 (en) 2012-02-21 2015-09-08 Varel International Ind., L.P. Method to improve the leaching process
EP3330723A1 (en) * 2013-11-06 2018-06-06 Varel International, Ind., L.P. Method of non-destructively determining a leaching depth of a polycrystalline diamond compact cutter
WO2015179091A1 (en) * 2014-05-23 2015-11-26 Varel International Ind., L.P. Non-destructive leaching depth measurement using capacitance spectroscopy
US10406501B2 (en) 2015-06-03 2019-09-10 Halliburton Energy Services, Inc. Electrochemical removal of metal or other material from polycrystalline diamond
CN110220448B (zh) * 2019-05-30 2024-07-05 河南四方达超硬材料股份有限公司 一种快速无损检测聚晶金刚石复合片脱钴深度的装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0894685A (ja) * 1994-09-29 1996-04-12 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 誘電率測定装置
JP2007256267A (ja) * 2006-02-22 2007-10-04 Saga Univ 静電容量及び誘電率を利用した砥石の気孔率評価方法
US20110023375A1 (en) * 2008-10-30 2011-02-03 Us Synthetic Corporation Polycrystalline diamond compacts, and related methods and applications
JP2011515306A (ja) * 2007-03-22 2011-05-19 エレメント シックス （プロダクション）（プロプライエタリィ） リミテッド 研磨材成形体

Family Cites Families (62)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2755240A (en) 1953-11-02 1956-07-17 Shawinigan Water And Power Com Electrolysis of titanium tetrachloride to produce titanium
US2934811A (en) 1959-03-06 1960-05-03 Condenser Machinery Corp Method of increasing capacitance
US4290016A (en) 1978-12-28 1981-09-15 Magnaflux Corporation Method and apparatus for establishing magnetization levels for magnetic particle testing or the like
US4255976A (en) 1979-08-13 1981-03-17 Theodore P. Zoli, Jr. Apparatus and method for measuring the velocity of a moving dielectric material
US5011514A (en) * 1988-07-29 1991-04-30 Norton Company Cemented and cemented/sintered superabrasive polycrystalline bodies and methods of manufacture thereof
US4952869A (en) * 1989-09-25 1990-08-28 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Army Dual purpose probe for simultaneous voltage and current sampling
US6063333A (en) 1996-10-15 2000-05-16 Penn State Research Foundation Method and apparatus for fabrication of cobalt alloy composite inserts
US6107808A (en) 1998-12-28 2000-08-22 Maxwell Energy Products, Inc. Internal unbalance detection in capacitors
US6388453B1 (en) 1999-01-25 2002-05-14 Bryan D. Greer Swept-frequency dielectric moisture and density sensor
JP3603640B2 (ja) * 1999-02-04 2004-12-22 松下電器産業株式会社 積層セラミックコンデンサのスクリーニング方法
US6950196B2 (en) 2000-09-20 2005-09-27 Kla-Tencor Technologies Corp. Methods and systems for determining a thickness of a structure on a specimen and at least one additional property of the specimen
JP2002148012A (ja) 2000-11-08 2002-05-22 Ulvac Japan Ltd 膜厚測定装置及び膜厚測定方法
WO2003031208A1 (fr) 2001-10-02 2003-04-17 Societe De Technologie Michelin Procede et dispositif de mesure en continu de l'usure d'une enveloppe de pneumatique
US20050050801A1 (en) 2003-09-05 2005-03-10 Cho Hyun Sam Doubled-sided and multi-layered PCD and PCBN abrasive articles
EP1637875A1 (en) 2004-09-17 2006-03-22 Fondazione Torino Wireless A multi-frequency capacitive measurement device and a method of operating the same
DE102004063228B4 (de) 2004-12-22 2007-06-28 Hauni Maschinenbau Ag Meßvorrichtung und -verfahren zur Bestimmung einer dielektrischen Eigenschaft, insbesondere der Feuchte und/oder Dichte, eines Produkts
US20060163584A1 (en) * 2005-01-26 2006-07-27 Robert Linares Boron-doped diamond semiconductor
US20060244443A1 (en) 2005-01-28 2006-11-02 Goldfine Neil J Material condition assessment with eddy current sensors
DE102005021420A1 (de) 2005-03-07 2006-09-14 Wilka Schließtechnik GmbH Einsteckschloss mit Fallensperre
DE102005040296B4 (de) * 2005-08-21 2007-06-14 Hahn-Meitner-Institut Berlin Gmbh Messverfahren zur in-situ-Kontrolle des chemischen Ätzvorgangs von latenten Ionenspuren
US7726421B2 (en) 2005-10-12 2010-06-01 Smith International, Inc. Diamond-bonded bodies and compacts with improved thermal stability and mechanical strength
FI117941B (fi) * 2005-10-13 2007-04-30 Outokumpu Technology Oyj Menetelmä metallisulfidimineraalien liuottamiseksi
US8499860B2 (en) 2005-12-14 2013-08-06 Smith International, Inc. Cutting elements having cutting edges with continuous varying radii and bits incorporating the same
US20070169419A1 (en) 2006-01-26 2007-07-26 Ulterra Drilling Technologies, Inc. Sonochemical leaching of polycrystalline diamond
US7616734B1 (en) 2006-05-09 2009-11-10 Smith International, Inc. Multi-step method of nondestructively measuring a region within an ultra-hard polycrystalline construction
US7558369B1 (en) 2006-05-09 2009-07-07 Smith International, Inc. Nondestructive method of measuring a region within an ultra-hard polycrystalline construction
US20080104034A1 (en) 2006-05-26 2008-05-01 Stewart Jeffrey A Method For Scoring Changes to a Webpage
US8395377B2 (en) 2006-06-23 2013-03-12 Aktiebolaget Skf Vibration and condition monitoring system and the parts thereof
US7768258B2 (en) 2006-09-06 2010-08-03 Metrix Instrument Co., L.P. Proximity probe transmitter
US8080074B2 (en) 2006-11-20 2011-12-20 Us Synthetic Corporation Polycrystalline diamond compacts, and related methods and applications
US8025113B2 (en) 2006-11-29 2011-09-27 Baker Hughes Incorporated Detritus flow management features for drag bit cutters and bits so equipped
US8002859B2 (en) 2007-02-06 2011-08-23 Smith International, Inc. Manufacture of thermally stable cutting elements
US20080290866A1 (en) 2007-05-23 2008-11-27 Cuffe John M Method and apparatus for digital measurement of an eddy current signal
DE102007054858A1 (de) * 2007-11-16 2009-05-20 Continental Automotive France Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung eines Kraftstoffanteils in einem Motoröl eines Kraftfahrzeugs
GB0810184D0 (en) * 2008-06-04 2008-07-09 Element Six Production Pty Ltd Method for producing a compact
US7757792B2 (en) 2008-07-18 2010-07-20 Omni Ip Ltd Method and apparatus for selectively leaching portions of PDC cutters already mounted in drill bits
US7712553B2 (en) 2008-07-18 2010-05-11 Omni Ip Ltd Method and apparatus for selectively leaching portions of PDC cutters used in drill bits
US20100011673A1 (en) 2008-07-18 2010-01-21 James Shamburger Method and apparatus for selectively leaching portions of PDC cutters through templates formed in mechanical shields placed over the cutters
US8297382B2 (en) * 2008-10-03 2012-10-30 Us Synthetic Corporation Polycrystalline diamond compacts, method of fabricating same, and various applications
US8535400B2 (en) 2008-10-20 2013-09-17 Smith International, Inc. Techniques and materials for the accelerated removal of catalyst material from diamond bodies
GB2498480B (en) 2008-12-18 2013-10-09 Smith International Method of designing a bottom hole assembly and a bottom hole assembly
GB2467570B (en) * 2009-02-09 2012-09-19 Reedhycalog Uk Ltd Cutting element
GB0902230D0 (en) * 2009-02-11 2009-03-25 Element Six Production Pty Ltd Polycrystalline super-hard element
GB0903826D0 (en) * 2009-03-06 2009-04-22 Element Six Production Pty Ltd Polycrystalline diamond element
GB0903822D0 (en) 2009-03-06 2009-04-22 Element Six Ltd Polycrystalline diamond body
CN101545884A (zh) * 2009-04-30 2009-09-30 中国科学院上海技术物理研究所 InGaAs/InP平面型光电探测器扩散结的检测方法
US8353371B2 (en) * 2009-11-25 2013-01-15 Us Synthetic Corporation Polycrystalline diamond compact including a substrate having a raised interfacial surface bonded to a leached polycrystalline diamond table, and applications therefor
US8791708B2 (en) 2010-03-04 2014-07-29 Franklin Sensors Inc. Obscured feature detector with advanced trace properties
EP3399135A1 (en) 2010-04-27 2018-11-07 Baker Hughes Incorporated Method of forming polycrystalline diamond compacts
US8522900B2 (en) 2010-09-17 2013-09-03 Varel Europe S.A.S. High toughness thermally stable polycrystalline diamond
US8771391B2 (en) 2011-02-22 2014-07-08 Baker Hughes Incorporated Methods of forming polycrystalline compacts
US8727044B2 (en) 2011-03-24 2014-05-20 Us Synthetic Corporation Polycrystalline diamond compact including a carbonate-catalyzed polycrystalline diamond body and applications therefor
RU2602651C2 (ru) 2011-06-28 2016-11-20 Варел Интернэшнл Инд., Л.П. Электрохимическое удаление катализатора из сверхтвердых материалов с помощью ультразвука
CN102351504A (zh) * 2011-07-04 2012-02-15 寇自力 一种导电多晶金刚石/碳化物复合材料及其制备方法
US9423436B2 (en) 2012-02-21 2016-08-23 Varel International Ind., L.P. Method and apparatus to assess the thermal damage caused to a PCD cutter using capacitance spectroscopy
US20130214768A1 (en) 2012-02-21 2013-08-22 Varel International Ind., L.P. Use of Eddy Currents to Analyze Polycrystalline Diamond
US20130213720A1 (en) 2012-02-21 2013-08-22 Varel International Ind., L.P. Method And Apparatus To Improve The Performance Of A Leached Cutter
US9128031B2 (en) 2012-02-21 2015-09-08 Varel International Ind., L.P. Method to improve the leaching process
US9423370B2 (en) 2012-02-21 2016-08-23 Varel International Ind., L.P Use of capacitance to analyze polycrystalline diamond
US9377428B2 (en) 2012-02-21 2016-06-28 Varel International Ind., L.P. Non-destructive leaching depth measurement using capacitance spectroscopy
US20130213433A1 (en) 2012-02-21 2013-08-22 Varel International Ind., L.P. Method to Improve the Performance of a Leached Cutter
US20130214769A1 (en) 2012-02-21 2013-08-22 Varel International Ind., L.P. Use of Capacitance And Eddy Currents to Analyze Polycrystalline Diamond

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0894685A (ja) * 1994-09-29 1996-04-12 Toyota Central Res & Dev Lab Inc 誘電率測定装置
JP2007256267A (ja) * 2006-02-22 2007-10-04 Saga Univ 静電容量及び誘電率を利用した砥石の気孔率評価方法
JP2011515306A (ja) * 2007-03-22 2011-05-19 エレメント シックス （プロダクション）（プロプライエタリィ） リミテッド 研磨材成形体
US20110023375A1 (en) * 2008-10-30 2011-02-03 Us Synthetic Corporation Polycrystalline diamond compacts, and related methods and applications

Also Published As

Publication number Publication date
WO2013126436A1 (en) 2013-08-29
US20130214799A1 (en) 2013-08-22
EP2631638A2 (en) 2013-08-28
JP6294241B2 (ja) 2018-03-14
CN104246109A (zh) 2014-12-24
US9423370B2 (en) 2016-08-23
EP2631638B1 (en) 2017-09-13
ZA201406091B (en) 2017-09-27
JP2015509590A (ja) 2015-03-30
RU2013107542A (ru) 2014-08-27
KR102001276B1 (ko) 2019-07-17
CN104246109B (zh) 2017-04-19
RU2610041C2 (ru) 2017-02-07
EP2631638A3 (en) 2014-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102001276B1 (ko) 다결정 다이아몬드를 분석하기 위한 커패시턴스의 용도
US9128031B2 (en) Method to improve the leaching process
US20130214769A1 (en) Use of Capacitance And Eddy Currents to Analyze Polycrystalline Diamond
US9423436B2 (en) Method and apparatus to assess the thermal damage caused to a PCD cutter using capacitance spectroscopy
US20130214768A1 (en) Use of Eddy Currents to Analyze Polycrystalline Diamond
US9377428B2 (en) Non-destructive leaching depth measurement using capacitance spectroscopy
US20170043378A1 (en) Apparatus to improve the performance of a leached cutter
EP2686672B1 (en) Diamond based electrochemical sensors
US20130213720A1 (en) Method And Apparatus To Improve The Performance Of A Leached Cutter
Sydow et al. Electrochemical corrosion of silicon carbide ceramics: Part 1: Electrochemical investigation of sintered silicon carbide (SSiC)
US9784313B1 (en) Methods for screening PCD elements for EDM processing and methods for EDM processing such PCD elements
EP1483428B1 (en) Diamond electrode
EP2947452A1 (en) Non-destructive leaching depth measurement using capacitance spectroscopy
EP3066482B1 (en) Method of determining cutter terminal damage using capacitance spectroscopy
EP2650395A2 (en) Method to improve the leaching process
CN112782211B (zh) 一种水相变的探测方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant