उच्च तापमान और उच्च भार जैसी कठोर परिस्थितियों में थर्मली स्थिर पॉलीक्रिस्टलाइन डायमंड (पीसीडी) के बेहतर प्रदर्शन की कुंजी इसकी अनूठी सामग्री संरचना और माइक्रोस्ट्रक्चर डिजाइन में निहित है। पारंपरिक पीसीडी की तुलना में, थर्मल स्थिर संस्करण में कच्चे माल के चयन, बॉन्डिंग चरण अनुकूलन और पोस्ट प्रोसेसिंग में लक्षित सुधार होते हैं, जिससे हीरे की अत्यधिक उच्च कठोरता को बनाए रखते हुए इसकी गर्मी प्रतिरोध और सेवा जीवन में काफी वृद्धि होती है।
पीसीडी की मूल संरचना में माइक्रोन से लेकर सबमाइक्रोन से लेकर सबमाइक्रोन तक के आकार के हीरे के कण होते हैं, जिन्हें एक बंधन चरण के साथ एक साथ जोड़ा जाता है। तापीय रूप से स्थिर पीसीडी में, हीरे के पाउडर के कण आकार और क्रिस्टल रूप का सख्ती से चयन किया जाता है, आमतौर पर अनाज और समग्र यांत्रिक स्थिरता के बीच मजबूत बंधन सुनिश्चित करने के लिए उच्च - शुद्धता वाले एकल {{4} क्रिस्टल डायमंड पाउडर का उपयोग किया जाता है। कण आकार वितरण को नियंत्रित करना विशेष रूप से महत्वपूर्ण है; अत्यधिक मोटे कण का आकार कमजोर बंधन क्षेत्र बना सकता है, जबकि अत्यधिक महीन कण का आकार काटने की धार की स्थूल शक्ति को कम कर देता है। एक उचित अनुपात पहनने के प्रतिरोध और प्रभाव प्रतिरोध के बीच संतुलन प्राप्त करता है।
बॉन्डिंग चरण थर्मल स्थिरता का निर्धारण करने वाला एक महत्वपूर्ण कारक है। पारंपरिक पीसीडी आमतौर पर उत्प्रेरक और बाइंडर के रूप में कोबाल्ट और निकल जैसी धातुओं का उपयोग करता है। ये धातुएँ उच्च तापमान पर हीरे को ग्रेफाइट में बदलने को बढ़ावा दे सकती हैं, जिससे इसका ऑपरेटिंग तापमान सीमित हो जाता है। थर्मल रूप से स्थिर पीसीडी एक संशोधित बाइंडिंग सिस्टम को नियोजित करता है, जो उत्प्रेरक धातु सामग्री को कम करके या सिरेमिक या कार्बाइड आधारित गैर-धात्विक बाइंडिंग चरणों को शुरू करके उच्च तापमान पर चरण परिवर्तन प्रतिक्रियाओं को प्रभावी ढंग से दबा देता है। उदाहरण के लिए, कुछ फॉर्मूलेशन ब्रिजिंग चरणों के रूप में सिलिसाइड्स या बोराइड्स का उपयोग करते हैं, जो उत्प्रेरक ग्रेफाइटाइजेशन की गतिविधि को कम करते हुए कणों के बीच धातुकर्म बंधन को बनाए रखते हैं, जिससे सामग्री को 700 डिग्री से ऊपर हीरे के चरण की स्थिरता बनाए रखने की अनुमति मिलती है।
प्रसंस्करण के बाद के चरण में, थर्मल रूप से स्थिर पीसीडी उच्च तापमान वैक्यूम या वायुमंडल संरक्षण के तहत एनीलिंग से गुजरता है, जिससे अवशिष्ट धातु उत्प्रेरक चरण निष्क्रिय हो जाता है या अनाज सीमाओं पर गैर महत्वपूर्ण क्षेत्रों में स्थानांतरित हो जाता है, जिससे थर्मल अपघटन तापमान और ऑक्सीकरण प्रतिरोध में और सुधार होता है। यह प्रक्रिया कठोरता को कम किए बिना सामग्री के थर्मल थकान प्रतिरोध में काफी सुधार करती है, जिससे वैकल्पिक गर्मी भार के तहत माइक्रोक्रैक प्रसार की संभावना कम हो जाती है।
इसके अलावा, विभिन्न अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए पीसीडी सतह पर कार्यात्मकता उपचार लागू किया जा सकता है, जैसे संक्षारण प्रतिरोध को और बेहतर बनाने या घर्षण के गुणांक को नियंत्रित करने के लिए वाष्प जमाव के माध्यम से एक बेहद पतली सुरक्षात्मक परत बनाना। इस प्रकार की सतह सामग्री का चयन मैट्रिक्स के साथ संबंध शक्ति से निकटता से संबंधित है, और थर्मल तनाव एकाग्रता के कारण होने वाले इंटरलेयर प्रदूषण को रोकने के लिए हीरे के अनाज के साथ जाली मिलान सुनिश्चित करना आवश्यक है।
कुल मिलाकर, थर्मली स्थिर पीसीडी का बेहतर प्रदर्शन सावधानीपूर्वक चयनित डायमंड पाउडर, बॉन्डिंग चरण के अनुकूलित डिजाइन और विशेष गर्मी उपचार प्रक्रियाओं के सहक्रियात्मक प्रभाव से उत्पन्न होता है। इसकी मुख्य सामग्रियों की गहरी समझ न केवल प्रसंस्करण कार्यों से मेल खाने के लिए सामग्रियों का चयन करने में मदद करती है बल्कि बाद की प्रक्रिया नवाचार और प्रदर्शन सुधार के लिए एक ठोस आधार भी तैयार करती है।
