▶ ダイヤモンド イノヴェーションズ インコーポレイテッドの特許一覧
特表2023-505673多結晶質ダイヤモンド成形体における鉄の勾配、ブランク、カッター、及びそれらを含む切削ツール、並びに製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-02-10
(54)【発明の名称】多結晶質ダイヤモンド成形体における鉄の勾配、ブランク、カッター、及びそれらを含む切削ツール、並びに製造方法
(51)【国際特許分類】
C04B 35/528 20060101AFI20230203BHJP
B23B 27/20 20060101ALI20230203BHJP
B23B 27/14 20060101ALI20230203BHJP
B24D 3/00 20060101ALI20230203BHJP
B24D 3/10 20060101ALI20230203BHJP
【ＦＩ】
C04B35/528
B23B27/20
B23B27/14 B
B23B27/14 A
B24D3/00 310A
B24D3/00 320B
B24D3/10
B24D3/00 340
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022534752
(86)(22)【出願日】2020-12-03
(85)【翻訳文提出日】2022-08-04
(86)【国際出願番号】 US2020063129
(87)【国際公開番号】W WO2021118861
(87)【国際公開日】2021-06-17
(31)【優先権主張番号】62/946,623
(32)【優先日】2019-12-11
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】516053969
【氏名又は名称】ダイヤモンド イノヴェーションズ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】110002077
【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人
(72)【発明者】
【氏名】アデパリ， キラン
【テーマコード（参考）】
3C046
3C063
【Ｆターム（参考）】
3C046FF03
3C046FF12
3C046FF27
3C046FF35
3C046FF39
3C046FF46
3C046HH04
3C063AA02
3C063AA10
3C063BA02
3C063BB02
3C063BB07
3C063BC02
3C063BC09
3C063BG01
3C063CC04
3C063CC05
3C063EE15
3C063EE20
3C063FF06
(57)【要約】
切削、ミリング、研削、削孔、及び他の研磨作業のための、特に、金属切削の用途又は地質学的形成層の削孔の用途での、多結晶質ダイヤモンド成形体、多結晶質ダイヤモンドブランク、多結晶質ダイヤモンドカッター、及びそれらを組み込むツールは、ダイヤモンドテーブルであって、その一塊のダイヤモンドテーブル内部への距離が伸びるとともに増える鉄含有量における勾配を有するダイヤモンドテーブルを含む。鉄の勾配は、断続ミリングテストなどにおける摩耗に対する耐性を上げる。本開示はさらに、ダイヤモンドテーブル内の鉄濃度における勾配を有する多結晶質ダイヤモンド成形体、多結晶質ダイヤモンド成形体を含むブランク及びカッター、並びに、そのような成形体、ブランク、及びカッターを組み込む切削ツールを製造する方法と、そのような成形体、ブランク、カッター、切削ツール、及びドリルビットを使用する、切削、ミリング、研削、及び削孔、特に、金属加工又は削岩の方法と、に関する。
【選択図】図３Ａ及び図３Ｂ
【選択図】図３Ａ及び図３Ｂ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ダイヤモンド間結合によりともに結合されてダイヤモンドボディを形成する一塊の結晶質ダイヤモンドグレインであって、前記ダイヤモンドボディが、前記結合されている結晶質ダイヤモンドグレインの間に配置されている複数のグレイン間領域を含む、一塊の結晶質ダイヤモンドグレインと、前記複数のグレイン間領域の少なくとも一部位に存在するコバルトベースの触媒材料と、
前記ダイヤモンドボディの外面から、前記ダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している鉄濃度勾配と、
を含む、支持されていない多結晶質ダイヤモンド成形体。
【請求項2】
前記鉄濃度勾配は、前記ダイヤモンドボディの前記外面から、前記ダイヤモンドボディの前記塊内部へと直線的に変化する、請求項１に記載の、支持されていない多結晶質ダイヤモンド成形体。
【請求項3】
前記鉄濃度勾配は、前記ダイヤモンドボディの前記外面にて、Ｆｅが約０重量％から０．０１重量％の間から、前記ダイヤモンドボディの前記外面から６００から７００ミクロンの距離にて、０．７から０．９重量％の間まで変化する、請求項１又は請求項２に記載の、支持されていない多結晶質ダイヤモンド成形体。
【請求項4】
前記結晶質ダイヤモンドグレインは、０．５から３ミクロンの平均グレインサイズを有する、請求項３に記載の、支持されていない多結晶質ダイヤモンド成形体。
【請求項5】
前記鉄濃度勾配は、前記ダイヤモンドボディの前記外面にて、Ｆｅが０．０１から０．１重量％の間から、前記ダイヤモンドボディの前記外面から６００から７００ミクロンの距離にて、０．７から０．９重量％の間まで変化する、請求項１又は請求項２に記載の、支持されていない多結晶質ダイヤモンド成形体。
【請求項6】
前記鉄濃度勾配は、前記ダイヤモンドボディの前記外面にて、Ｆｅが約０重量％から０．０１重量％の間から、前記ダイヤモンドボディの前記外面から６００から７００ミクロンの距離にて、約０．３から０．４重量％の間まで変化する、請求項１又は請求項２に記載の、支持されていない多結晶質ダイヤモンド成形体。
【請求項7】
前記結晶質ダイヤモンドグレインは、２５から３０ミクロンの平均グレインサイズを有する、請求項６に記載の、支持されていない多結晶質ダイヤモンド成形体。
【請求項8】
前記鉄濃度勾配は、前記ダイヤモンドボディの前記外面にて、Ｆｅが０．０１から０．１重量％の間から、前記ダイヤモンドボディの前記外面から６００から７００ミクロンの距離にて、０．３から０．４重量％の間まで変化する、請求項１又は請求項２に記載の、支持されていない多結晶質ダイヤモンド成形体。
【請求項9】
ダイヤモンド間結合によりともに結合されてダイヤモンドボディを形成する一塊の結晶質ダイヤモンドグレインであって、前記ダイヤモンドボディが、前記結合されている結晶質ダイヤモンドグレインの間に配置されている複数のグレイン間領域を含む、一塊の結晶質ダイヤモンドグレインと、前記複数のグレイン間領域の少なくとも一部位に存在するコバルトベースの触媒材料と、
硬質金属基盤であって、前記ダイヤモンドボディが、前記硬質金属基盤に結合されて界面を形成する硬質金属基盤と、
前記界面から、前記ダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している、前記ダイヤモンドボディ内の鉄濃度勾配と、
を含む、多結晶質ダイヤモンドブランク
【請求項10】
前記硬質金属基盤は、焼結炭化物又はコバルト焼結炭化タングステン（ＷＣ－Ｃｏ）を含む組成を有する、請求項９に記載の多結晶質ダイヤモンドブランク。
【請求項11】
前記硬質金属基盤は、鉄を含んでいない組成を有する、請求項９に記載の多結晶質ダイヤモンドブランク。
【請求項12】
前記鉄濃度勾配は、前記ダイヤモンドボディの外面から、前記ダイヤモンドボディの前記塊内部へと直線的に変化する、請求項９から請求項１１のいずれか一項に記載の多結晶質ダイヤモンドブランク。
【請求項13】
前記鉄濃度勾配は、前記硬質金属基盤に結合されて前記界面を形成する前記ダイヤモンドボディの前記外面にて、Ｆｅが０から０．０１重量％の間から、前記外面から６００から７００ミクロンの距離にて、０．７から０．９重量％の間まで変化する、請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の多結晶質ダイヤモンドブランク。
【請求項14】
前記結晶質ダイヤモンドグレインは、０．５から３ミクロンの平均グレインサイズを有する、請求項１３に記載の多結晶質ダイヤモンドブランク。
【請求項15】
前記鉄濃度勾配は、前記硬質金属基盤に結合されて前記界面を形成する前記ダイヤモンドボディの前記外面にて、Ｆｅが０．０１から０．１重量％の間から、前記外面から６００から７００ミクロンの距離にて、０．７から０．９重量％の間まで変化する、請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の多結晶質ダイヤモンドブランク。
【請求項16】
前記鉄濃度勾配は、前記硬質金属基盤に結合されて前記界面を形成する前記ダイヤモンドボディの前記外面にて、Ｆｅが０重量％から、前記外面から６００から７００ミクロンの距離にて、０．３から０．４重量％の間まで変化する、請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の多結晶質ダイヤモンドブランク。
【請求項17】
前記結晶質ダイヤモンドグレインは、２５から３０ミクロンの平均グレインサイズを有する、請求項１６に記載の多結晶質ダイヤモンドブランク。
【請求項18】
前記鉄濃度勾配は、前記硬質金属基盤に結合されて前記界面を形成する前記ダイヤモンドボディの前記外面にて、Ｆｅが０．０１から０．１重量％の間から、前記外面から６００から７００ミクロンの距離にて、０．３から０．４重量％の間まで変化する、請求項９から請求項１２のいずれか一項に記載の多結晶質ダイヤモンドブランク。
【請求項19】
前端と、シャフト部位と、ツールホルダに載置されるよう適合されている後端と、を含む合金ボディであって、前記前端と、前記シャフト部位と、前記後端と、が、前記ボディの縦方向軸に沿って連続して配置されている、合金ボディと、前記前端に取り付けられている、請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の多結晶質ダイヤモンド成形体と、
を含む、金属切削ツール。
【請求項20】
前端と、シャフト部位と、ツールホルダに載置されるよう適合されている後端と、を含む合金ボディであって、前記前端と、前記シャフト部位と、前記後端と、が、前記ボディの縦方向軸に沿って連続して配置されている、合金ボディと、前記前端に取り付けられている、請求項９から請求項１８のいずれか一項に記載の多結晶質ダイヤモンドブランクと、
を含む、金属切削ツール。
【請求項21】
アセンブリを形成することであって、前記アセンブリは、ダイヤモンド触媒源と、前記ダイヤモンド触媒源と接触しているダイヤモンドフィードの層と、耐熱性容器と、を含み、前記耐熱性容器は、前記ダイヤモンド触媒源と、前記ダイヤモンドフィードの層と、を含む、アセンブリを形成することと、前記アセンブリを、前記ダイヤモンドフィードをダイヤモンドボディへと焼結するのに十分な高温及び高圧にて処理することと、
を含む、多結晶質ダイヤモンド成形体を製造する方法であって、
前記ダイヤモンドフィードは、９０から９９重量％のダイヤモンド粒子と、１から１０重量％のコバルト鉄合金と、を含み、
前記ダイヤモンドボディは、ダイヤモンド間結合によりともに結合されている一塊の結晶質ダイヤモンドグレインと、前記結合されている結晶質ダイヤモンドグレインの間に配置されている複数のグレイン間領域と、前記複数のグレイン間領域の少なくとも一部位に存在するコバルトベースの触媒材料と、前記ダイヤモンドボディの外面から、前記ダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している鉄濃度勾配と、を含む、
多結晶質ダイヤモンド成形体を製造する方法。
【請求項22】
前記コバルト鉄合金はＣｏｘＦｅｙであり、０．６≦ｘ≦０．８、０．２≦ｙ≦０．４、及びｘ＋ｙ＝１．０である、請求項２１に記載の方法。
【請求項23】
前記コバルト鉄合金はＣｏｘＦｅｙであり、０．６８≦ｘ≦０．７２、０．２８≦ｙ≦０．３２、及びｘ＋ｙ＝１．０である、請求項２１に記載の方法。
【請求項24】
前記コバルト鉄合金はＣｏｘＦｅｙであり、ｘ＝０．７及びｙ＝０．３である、請求項２１に記載の方法。
【請求項25】
前記ダイヤモンド粒子の平均直径は、１ミクロン以上４０ミクロン以下である、請求項２１から請求項２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項26】
前記ダイヤモンド粒子の平均直径は、３ミクロン以上４０ミクロン以下である、請求項２５に記載の方法。
【請求項27】
前記ダイヤモンド粒子の平均直径は、１ミクロン以上２５ミクロン以下である、請求項２５に記載の方法。
【請求項28】
前記ダイヤモンド粒子の平均直径は、３ミクロン以上２５ミクロン以下である、請求項２５に記載の方法。
【請求項29】
前記ダイヤモンド粒子の平均直径は、１．５ミクロン以上３．０ミクロン以下である、請求項２５に記載の方法。
【請求項30】
前記ダイヤモンド触媒源は、焼結炭化物又はコバルト焼結炭化タングステン（ＷＣ－Ｃｏ）を含む組成を有する硬質金属基盤である、請求項２１から請求項２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項31】
前記組成は鉄を含んでいない、請求項３０に記載の方法。
【請求項32】
前記ダイヤモンド触媒源は、焼結炭化物又はコバルト焼結炭化タングステン（ＷＣ－Ｃｏ）を含む組成を有する粉末である、請求項２１から請求項２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項33】
前記組成は鉄を含んでいない、請求項３２に記載の方法。
【請求項34】
前記アセンブリを形成することは、前記ダイヤモンド触媒源を前記耐熱性容器に配置することと、
ダイヤモンドフィードの層を、前記ダイヤモンド触媒源と接触している前記耐熱性容器に形成することと、
前記耐熱性容器の内容物上にキャップを配置してこれを密封することと、
を含む、請求項２１から請求項３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項35】
前記ダイヤモンドボディの第１の部位は、作業面から、前記ダイヤモンドボディの塊内部へと伸長する、請求項２９に記載の方法。
【請求項36】
アセンブリを形成することであって、前記アセンブリは、焼結炭化物又はコバルト焼結炭化タングステン（ＷＣ－Ｃｏ）を含む組成を有する硬質金属基盤と、前記ダイヤモンド触媒源と接触しているダイヤモンドフィードの層と、耐熱性容器と、を含み、前記耐熱性容器は、前記ダイヤモンド触媒源と、前記ダイヤモンドフィードの層と、を含む、アセンブリを形成することと、前記アセンブリを、前記ダイヤモンドフィードをダイヤモンドボディへと焼結するのに十分な高温及び高圧にて処理することと、
を含む、多結晶質ダイヤモンドブランクを製造する方法であって、
前記硬質金属基盤は、鉄を含んでおらず、焼結炭化物又はコバルト焼結炭化タングステン（ＷＣ－Ｃｏ）を含む組成を有し、
前記ダイヤモンドフィードは、９０から９９重量％のダイヤモンド粒子と、１から１０重量％のコバルト鉄合金と、を含み、
前記コバルト鉄合金はＣｏｘＦｅｙであり、０．６≦ｘ≦０．８、０．２≦ｙ≦０．４、及びｘ＋ｙ＝１．０であり、
前記ダイヤモンド粒子の平均直径は、１ミクロン以上４０ミクロン以下であり、
前記ダイヤモンドボディは、ダイヤモンド間結合によりともに結合されている一塊の結晶質ダイヤモンドグレインと、前記結合されている結晶質ダイヤモンドグレインの間に配置されている複数のグレイン間領域と、前記複数のグレイン間領域の少なくとも一部位に存在するコバルトベースの触媒材料と、前記ダイヤモンドボディの外面から、前記ダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している鉄濃度勾配と、を含む、
多結晶質ダイヤモンドブランクを製造する方法。
【請求項37】
前記ダイヤモンド粒子の平均直径は、３ミクロン以上２５ミクロン以下である、請求項３６に記載の方法。
【請求項38】
前記ダイヤモンド粒子の平均直径は、１．５ミクロン以上３．０ミクロン以下である、請求項３６に記載の方法。
【請求項39】
前記コバルト鉄合金はＣｏｘＦｅｙであり、０．６８≦ｘ≦０．７２、０．２８≦ｙ≦０．３２、及びｘ＋ｙ＝１．０である、請求項３６から請求項３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項40】
前記コバルト鉄合金はＣｏｘＦｅｙであり、ｘ＝０．７及びｙ＝０．３である、請求項３９に記載の方法。
【請求項41】
前記アセンブリを形成する前に、前記ダイヤモンドフィードをボールミリングすることをさらに含む、請求項３６から請求項４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項42】
前記アセンブリを処理する前に、前記耐熱性容器の内容物上にキャップを配置してこれを密封することをさらに含む、請求項３６から請求項４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項43】
第１の基盤と、前記第１の基盤の座面に取り付けられているチップと、
を含む切削ツールであって、
前記チップは、
ダイヤモンド間結合によりともに結合されてダイヤモンドボディを形成する一塊の結晶質ダイヤモンドグレインであって、前記ダイヤモンドボディが、前記結合されている結晶質ダイヤモンドグレインの間に配置されている複数のグレイン間領域を含む、一塊の結晶質ダイヤモンドグレインと、
前記複数のグレイン間領域の少なくとも一部位に存在するコバルトベースの触媒材料と、
硬質金属から形成された第２の基盤であって、前記ダイヤモンドボディが前記第２の基盤に結合されて界面を形成する、第２の基盤と、
前記界面から、前記ダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している、前記ダイヤモンドボディ内の鉄濃度勾配と、
を含む、切削ツール。
【請求項44】
前記ダイヤモンドボディは、外側作業層と、中間層と、を含み、前記中間層は、前記外側作業層と、前記ダイヤモンドボディと前記第２の基盤との間に形成されている界面と、の間に配置されている、請求項４３に記載の切削ツール。
【請求項45】
前記界面を形成している前記第２の基盤の表面は、複数の突起を形成する波形であり、前記中間層は、前記第２の基盤の前記突起に挿入されて前記第２の基盤に結合されるよう構成されている、請求項４４に記載の切削ツール。
【請求項46】
前記チップは、前記第１の基盤に、前記チップを前記第１の基盤の前記座面にろう付けすることにより取り付けられている、請求項４３から請求項４５のいずれか一項に記載の切削ツール。
【請求項47】
前記チップは円形又は楕円形である、請求項４３から請求項４６のいずれか一項に記載の切削ツール。
【請求項48】
前記チップは多角形である、請求項４３から請求項４６のいずれか一項に記載の切削ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、研磨構造体、特に、多結晶質ダイヤモンド成形体、ブランク、及びカッター、並びにそれらを含む切削ツールに関する。より具体的には、本開示は、多結晶質ダイヤモンドボディであって、そのダイヤモンドボディ内に鉄濃度における勾配を有し、これにより、例えば、多結晶質ブランクの場合に、ダイヤモンドボディ内の鉄の量が、外面から塊内部へと、基盤に向かって減少する、多結晶質ダイヤモンドボディに関する。そのようなＦｅ勾配を持つダイヤモンドボディは、単独の支持されていない成形体にて具現化され得る、又は、ブランク若しくはカッターの実施形態において基盤により支持され得る。成形体、ブランク、及びカッターのそれぞれは、切削ツール上の切削エレメントとして採用され得る。本開示はさらに、ダイヤモンドテーブル内の鉄濃度における勾配を有する多結晶質ダイヤモンド成形体、ブランク、及びカッターと、そのような成形体、ブランク、及びカッターを組み込む切削ツールと、を製造する方法と、そのような成形体、ブランク、カッター、及び切削ツールを使用する、切削、ミリング、研削、及び削孔、特に、金属加工又は削岩の方法と、に関する。
【背景技術】
【0002】
以下の考察では、特定の構造及び／又は方法について述べる。しかし、以下に述べることは、それらの構造及び／又は方法が従来技術を構成することを認めるものであると理解されるべきではない。出願人は、そのような構造及び／又は方法が、本発明に対して従来技術とみなされないことを明らかにする権利を明確に留保する。
【0003】
研磨成形体は、密着した多結晶質硬質集合体へと結合されているダイヤモンド又は立方晶窒化ホウ素粒子の塊からなる。特に、多結晶質ダイヤモンド（ＰＣＤ）粒子ベースの研磨成形体は、様々な形状及びサイズで供給されるが、典型的には円筒状であり、基盤に密着して取り付けられている又は接合されている一塊の研磨粒子を含む。
【0004】
研磨成形体、特に、多結晶質ダイヤモンドベースの研磨成形体の１つの用途は、例えば、金属加工での用途のための、又は、地質学的形成層の削孔の用途での使用のための、切削ツールでのものである。密着した多結晶質硬質集合体の製造中に一体に形成される、又は、それに続いてともに載置される、のいずれかである、基盤に取り付けられている成形体は、ブランク及びカッターを形成する。成形体、ブランク、及びカッターは、例えば、ろう付けすることにより、又は、鋳造などにおいて一体に形成することにより、ツール上に載置され得る。切削、ミリング、研削、及び削孔での用途ではしばしば、一塊の研磨粒子の作業面の点又は切削エッジ上に、大きな力が作用する。その結果、切削エッジ若しくは接点において、又はその背後にクラックが進み、それらのクラックは、密着した多結晶質硬質集合体内に、これを通って伝播し得る。加えて、様々な研磨作業により生成された熱が、密着した多結晶質硬質集合体、特に、そのダイヤモンド粒子に、まず、ダイヤモンドの炭素への逆変換を引き起こさせることにより、これは研磨成形体の強度を下げる、そして次に、熱膨張を引き起こさせることにより、これは、研磨成形体における様々な材料の、特に、密着した多結晶質硬質集合体の部位内の、ダイヤモンド材と、いずれの触媒材料と、の間の熱膨張の係数における違いにより、研磨成形体にクラックが生じることとなり、悪影響を及ぼし得る。追加的に、研磨成形体は衝撃損傷を経て、密着した多結晶質硬質集合体を通って伝播する大きなクラックがもたらされ、これは、つまり、剥離又は欠けにより、材料の大きな損失を引き起こし得る。
【0005】
したがって、高温での少ない逆変換と、熱膨張によりクラックを減らす、熱膨張の係数における少ない違いと、衝撃損傷を最小限にする、向上した強靭性と、の１つ又はそれ以上を有した組成及び特徴を有する、密着した多結晶質硬質集合体、特に、多結晶質ダイヤモンド成形体、ブランク、又はカッターを有することが、好適となるであろう。
【発明の概要】
【0006】
本開示は、切削、ミリング、研削、削孔、及び他の研磨作業のための、特に、金属加工での用途での、又は、地質学的形成層の削孔の用途での使用のための、多結晶質ダイヤモンド成形体、多結晶質ダイヤモンドブランク、多結晶質ダイヤモンドカッター、及びそれらを組み込むツールに向けられており、ここでは、ダイヤモンドテーブルが、その一塊のダイヤモンドテーブル内部への距離が伸びるとともに増える鉄含有量における勾配を有し、これが、改善された機械的特性をダイヤモンドテーブルに授ける。追加的な特徴及び利点を、以下の説明に明記し、これらはある程度、その説明から明確となるであろう、又は、本発明を実践することから学ぶことができるであろう。本開示の目的及び他の利点は、これらの構造により実現されて達成され、特に、記述された本明細書及びその特許請求の範囲、同様に、添付の図面において、指し示されるであろう。
【0007】
本開示は、ダイヤモンド間結合によりともに結合されてダイヤモンドボディを形成する一塊の結晶質ダイヤモンドグレインを含む多結晶質ダイヤモンド成形体の実施形態を含む。ダイヤモンドボディは、結合されている結晶質ダイヤモンドグレインの間に配置されている複数のグレイン間領域と、複数のグレイン間領域の少なくとも一部位に存在するコバルトベースの触媒材料と、を含み、例えば、多結晶質ダイヤモンドブランクの場合は、鉄濃度勾配が、ダイヤモンドボディの外面から、ダイヤモンドボディの塊内部へと、界面に向かって伸長する、つまり、ダイヤモンドボディ内の鉄の量が、外面から、塊内部へと、界面に向かって減少する。
【0008】
本開示はまた、ダイヤモンド間結合によりともに結合されてダイヤモンドボディ及び硬質金属基盤を形成する一塊の結晶質ダイヤモンドグレインを含む多結晶質ダイヤモンドブランク又はカッターの実施形態を含む。ダイヤモンドボディは、結合されている結晶質ダイヤモンドグレインの間に配置されている複数のグレイン間領域と、複数のグレイン間領域の少なくとも一部位に存在するコバルトベースの触媒材料と、を含み、ダイヤモンドボディが、硬質金属基盤に結合されて界面を形成する。ダイヤモンドボディ内の鉄濃度勾配は、界面から、ダイヤモンドボディの塊内部へと伸長する。そのような場合では、鉄の濃度は、その界面にてより低く、外面に向かって増える。
【0009】
別の態様では、ドリルビット及びドラグビットなどの切削ツールの実施形態が開示される。ドリルビットでは、（前端と、シャフト部位と、ツールホルダに載置されるよう適合されている後端と、を含む）合金ボディが、前端に取り付けられている多結晶質ダイヤモンド成形体又はブランクを有する。ドラグビットでは、複数のそのような多結晶質ダイヤモンド成形体及び／又は複数のそのような多結晶質ダイヤモンドカッターが、複数のフィンの半径方向に外向きの外縁上に配置されており、これらに取り付けられており、これらは、ドラグビットボディの前端の外面に沿って配置されており、フィンのそれぞれが、連続して隣接するフィンから、後方に伸長する、らせん状に形成されているフルートにより分け隔てられている。
【0010】
別の態様では、切削ツールの１つの実施形態は、第１の基盤と、第１の基盤の座面に取り付けられているチップと、を含む。チップは、ダイヤモンド間結合によりともに結合されてダイヤモンドボディを形成する一塊の結晶質ダイヤモンドグレインであって、ダイヤモンドボディが、結合されている結晶質ダイヤモンドグレインの間に配置されている複数のグレイン間領域を含む、一塊の結晶質ダイヤモンドグレインと、複数のグレイン間領域の少なくとも一部位に存在するコバルトベースの触媒材料と、硬質金属から形成された第２の基盤であって、ダイヤモンドボディが第２の基盤に結合されて界面を形成する、第２の基盤と、界面から、ダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している、ダイヤモンドボディ内の鉄濃度勾配と、を含む。ここで再び、鉄濃度は、その外面にて、塊内部に向かうそれよりも大きく、界面に近接して最低となる。例示的な実施形態では、チップは、第１の基盤に、そのチップを第１の基盤の座面にろう付けすることにより取り付けられている。
【0011】
別の態様では、アセンブリを含む多結晶質ダイヤモンド成形体を製造する方法の１つの実施形態が提供され、アセンブリは、ダイヤモンド触媒源と、ダイヤモンド触媒源と接触しているダイヤモンドフィードの層と、耐熱性容器と、を含む。耐熱性容器は、ダイヤモンド触媒源と、ダイヤモンドフィードの層と、を含み、この方法は、アセンブリを、ダイヤモンドフィードをダイヤモンドボディへと焼結するのに十分な高温及び高圧にて処理する。ダイヤモンドフィードは、９０から９９重量％のダイヤモンド粒子と、１から１０重量％のコバルト鉄合金と、を含み、ダイヤモンド間結合によりともに結合されている一塊の結晶質ダイヤモンドグレインと、結合されている結晶質ダイヤモンドグレインの間に配置されている複数のグレイン間領域と、複数のグレイン間領域の少なくとも一部位に存在するコバルトベースの触媒材料と、ダイヤモンドボディの外面から、ダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している鉄濃度勾配と、を含むダイヤモンドボディをもたらす。
【0012】
別の態様では、アセンブリを形成することを含む、多結晶質ダイヤモンドブランク又はカッターを製造する方法の１つの実施形態が提供され、アセンブリは、焼結炭化物又はコバルト焼結炭化タングステン（ＷＣ－Ｃｏ）を含む組成を有する硬質金属基盤と、ダイヤモンド触媒源と接触しているダイヤモンドフィードの層と、耐熱性容器と、を含む。耐熱性容器は、ダイヤモンド触媒源と、ダイヤモンドフィードの層と、を含み、この方法は、アセンブリを、ダイヤモンドフィードをダイヤモンドボディへと焼結するのに十分な高温及び高圧にて処理する。硬質金属基盤は、鉄を含んでおらず、焼結炭化物又はコバルト焼結炭化タングステン（ＷＣ－Ｃｏ）を含む組成を有する。ダイヤモンドフィードは、９０から９９重量％のダイヤモンド粒子を含み、ダイヤモンド粒子の平均直径は、０．５ミクロン以上４０ミクロン以下である。ダイヤモンドフィードはまた、１から１０重量％のコバルト鉄合金を含み、コバルト鉄合金はＣｏｘＦｅｙであり、０．６≦ｘ≦０．８、０．２≦ｙ≦０．４、及びｘ＋ｙ＝１．０である。ダイヤモンドフィードを処理する高圧高温（ＨＰＨＴ）は、ダイヤモンド間結合によりともに結合されている一塊の結晶質ダイヤモンドグレインと、結合されている結晶質ダイヤモンドグレインの間に配置されている複数のグレイン間領域と、複数のグレイン間領域の少なくとも一部位に存在するコバルトベースの触媒材料と、ダイヤモンドボディの外面から、ダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している鉄濃度勾配と、を含むダイヤモンドボディをもたらす。
【0013】
例示的な実施形態では、ダイヤモンドフィードは、９０から９９重量％のダイヤモンド粒子と、１００重量％のコバルト鉄合金に対するバランスと、からなる。
【0014】
他のシステム、方法、特徴、及び利点は、以下の図面及び発明を実施するための形態を精査することにより、当業者に明確であろうし、また、明確となるであろう。そのような追加的なシステム、方法、特徴、及び利点はすべて、この説明内及び本開示の範囲内に含まれ、以下の特許請求の範囲により保護されることが意図されている。このセクションにおけるものはどれも、それら特許請求の範囲を限定するものと見なされるべきではない。さらなる態様及び利点が、本開示の実施形態と併せて以下に考察される。本開示の、先の一般的な説明及び以下の発明を実施するための形態は双方とも例であって説明を目的とするものであり、これらは、特許請求の範囲にあるような本開示のさらなる説明を提供することが意図されていることが理解されるであろう。
【0015】
本発明のさらなる理解を提供するために含まれており、この明細書の一部に組み込まれており、これを構成するする添付の図面は、本発明の実装を示し、それらの説明とともに、本開示の原理の説明の用に供される。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】多結晶質ダイヤモンド（ＰＣＤ）粒子ベースの円筒状に形成されている研磨ブランクの模式的斜視図を示す。
【図2】ダイヤモンド間結合によりともに結合されている結晶質ダイヤモンドグレインと、結合されている結晶質ダイヤモンドグレインの間に配置されている複数のグレイン間領域と、複数のグレイン間領域の少なくとも一部位に存在するコバルトベースの触媒材料と、を持つダイヤモンドボディの拡大された部位を模式的に表す。
【図3A】多結晶質ダイヤモンドブランクの断面を、拡大された部位Ｐ１を用いて模式的に描く。
【図3B】部位Ｐ１内のダイヤモンドテーブルにわたる鉄の勾配を模式的に描く。
【図4】多結晶質ダイヤモンドブランクの一部位の断面の、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）による顕微鏡写真であり、この顕微鏡写真上に重ね合わせられている、基盤の一部位及びダイヤモンドテーブルの一部位が、ダイヤモンドテーブルにわたるラインスキャンからの、エネルギ分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ）からもたらされたものであることを示す。
【図5A】多結晶質ダイヤモンドブランクの一部位の断面の第２のＳＥＭ顕微鏡写真であり、それらの領域は、ＥＤＳエリアスキャンによる組成分析のためにマッピングされたエリアである。
【図5B】その組成分析からの結果を示す表である。
【図6】多結晶質ダイヤモンドカッターの３つのサンプルに対する、界面からの距離（ミクロン単位）に応じての、ダイヤモンドテーブル内のＦｅ元素含有量（重量パーセント（重量％）単位）のグラフである。
【図7】多結晶質ダイヤモンドカッターの３つのサンプルに対する、界面からの距離（ミクロン単位）に応じての、ダイヤモンドテーブル内のＦｅ元素含有量（重量パーセント（重量％）単位）のグラフである。
【図8】本発明の多結晶質ダイヤモンド成形体が載置されている、この場合はドリルビットである、金属加工産業において使用されている切削ツールの例を示す。
【図9】本発明の多結晶質ダイヤモンドカッターが載置されている、この場合はドラグビットである、削孔産業において使用されている切削ツールの一例を示す。
【図10】２つの本発明の多結晶質ダイヤモンドブランク及び１つの比較例の多結晶質ダイヤモンドブランク上での断続ミリングテストからの結果を示すグラフである。
【図11A】開示するブランクから作成され得る切削ツールの追加的な例を示す。
【図11B】開示するブランクから作成され得る切削ツールの追加的な例を示す。
【0017】
これらの図面及び発明を実施するための形態を通して、特に説明しない限り、同じ図面の参照符号は、同じエレメント、特徴、及び構造を指すものと理解すべきである。それらのエレメントの相対的なサイズ及び描写は、明確さ、説明、及び利便性のために誇張される場合がある。また、見やすさのために、いくつかの例では、図中において指し示している特徴のいくつかのみに参照符号が付されている。
【発明を実施するための形態】
【0018】
図１は、多結晶質ダイヤモンド（ＰＣＤ）粒子ベースの円筒状に形成されている研磨ブランク１０の模式的斜視図を示す。研磨ブランクはまた、多結晶質ダイヤモンドブランク（ＰＤＣ）とも呼ばれる。ブランク１０は、硬質金属、合金、又は複合材料、及び、最も典型的には、焼結炭化物又はコバルト焼結炭化タングステン（ＷＣ－Ｃｏ）製の基盤２０と、界面４０に沿って基盤に密着して取り付けられている又は接合されている多結晶質ダイヤモンド複合材料の塊３０（ダイヤモンドテーブル又はダイヤモンドボディとも呼ばれる）と、を有する。多結晶質ダイヤモンド複合材料の塊３０において、ダイヤモンド粒子含有量が多く、ダイヤモンド粒子間には、非常に多くのダイヤモンド間結合、つまり、直接的な粒子間結合がある。コバルト金属又はその合金などの触媒がしばしば、ダイヤモンド結合形成助剤として、多結晶質ダイヤモンドカッター１０の高圧高温（ＨＰＨＴ）製造において存在する。多結晶質ダイヤモンドブランク１０は後に、所望する形状に、指定されている外径、高さ、及び（任意に）面取り又は傾斜面などのいずれの表面特徴の追加への加工を含めて、加工され得る。面取り又は傾斜面は、より典型的には、多結晶質ダイヤモンドブランクとは反対に、多結晶質ダイヤモンドカッターにおいて見られる。上面５０及び側面６０のすべて又は一部位は、多結晶質ダイヤモンドブランク１０の作業面、つまり、切削、ミリング、研削、又は削孔中にワークピースと接触する、多結晶質ダイヤモンドブランク１０の表面とされ得る。
【0019】
多結晶質ダイヤモンド複合材料の塊３０はよく、焼結炭化物などの硬質金属の基盤などの、基盤又はサポートに結合されることにより支持され、この場合では、多結晶質ダイヤモンド複合材料の塊３０及び基盤の一体に形成されている構造は、ここでは、多結晶質ダイヤモンドブランク若しくはブランク（金属加工での用途のため）、又は、多結晶質ダイヤモンドカッター若しくはカッター（地質学的形成層の削孔の用途のため）と呼ぶ。しかし、いくつかの例では、多結晶質ダイヤモンド複合材料の塊３０は、支持され得ない、つまり、基盤がなく、この場合では、多結晶質ダイヤモンド複合材料の塊３０は、ここでは、多結晶質ダイヤモンド成形体又は成形体と呼ぶことに留意されたい。
【0020】
多結晶質ダイヤモンドブランク又は多結晶質ダイヤモンドカッターとしての実施形態と、多結晶質ダイヤモンド成形体としての実施形態と、の双方では、ダイヤモンドボディは、ダイヤモンド間結合によりともに結合されている一塊の結晶質ダイヤモンドグレインから形成される。図２は、ダイヤモンドボディ１００の拡大された部位を模式的に表すものである。ダイヤモンドボディにおいて、結晶質ダイヤモンドグレイン１１０が、ダイヤモンド間結合１２０によりともに結合されている。ダイヤモンドボディ１００は、結合されている結晶質ダイヤモンドグレイン１１０の間に配置されている複数のグレイン間領域１３０を含む。コバルトベースの触媒材料１４０が、複数のグレイン間領域１３０の少なくとも一部位及び／又は個々のグレイン間領域１３０の一部位に存在する。ここに開示するように、任意の処理が、金属触媒をグレイン間領域から除去し得、金属触媒のないそのようなグレイン間領域をまた、図２に示す。
【0021】
加えて、成形体、ブランク、又はカッターのダイヤモンドボディは、ダイヤモンドボディの外面から、ダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している鉄濃度勾配を有する。基盤に載置されている場合、そのような鉄濃度勾配は、ダイヤモンドボディと基盤との間の界面から伸長する。一般的に、鉄濃度勾配は、成形体の外面にて、又は、ブランクの場合は、界面にて、０から０．１重量％のＦｅから、外面／界面から約６００から７００ミクロンの距離での、ダイヤモンドボディ内の位置にて、０．７から１重量％のＦｅまで変化する。いくつかの実施形態では、鉄濃度勾配は、ダイヤモンドボディの外面（多結晶質ダイヤモンド成形体について）にて、又は、界面（多結晶質ダイヤモンドブランク又はカッターについて）から、０重量％のＦｅ、代替的に、０．０１から０．１重量％のＦｅから、その外面／界面から６００から７００ミクロンの距離にて、０．７から０．９重量％のＦｅまで変化する。他の実施形態では、鉄濃度勾配は、ダイヤモンドボディの外面（多結晶質ダイヤモンド成形体について）にて、又は、界面（多結晶質ダイヤモンドブランク又はカッターについて）から、０重量％のＦｅ、代替的に、０．０１から０．１重量％のＦｅから、その外面／界面から６００から７００ミクロンの距離にて、０．３から０．４重量％まで変化する。
【0022】
図３Ａは、ブランク２００の断面を、拡大された部位Ｐ１を用いて模式的に描く。図３Ｂは、部位Ｐ１内のダイヤモンドテーブルにわたる鉄の勾配を模式的に描く。図３Ｂに示すように、鉄濃度２１０は全体的に、ダイヤモンドテーブル２３０と基盤２４０（焼結ＷＣ基盤など）との間の界面２２０から、ダイヤモンドテーブル２３０の上面２５０までの距離とともに上がる。図３Ｂに示す模式図では、鉄濃度（［Ｆｅ］）は任意の単位（原子単位）である。
【0023】
図４は、ここに開示するそれらと一致するブランクの一部位の断面の走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）顕微鏡写真３００である。顕微鏡写真３００は、基盤３１０の一部位と、ダイヤモンドテーブル３２０の一部位と、を示す。基盤は炭化タングステンである。顕微鏡写真３００は、その倍率が１５０Ｘであり、下部マージンのスケールバーは１００ミクロンである。
【0024】
図４の顕微鏡写真３００上に重ね合わせられているものは、エネルギ分散型Ｘ線分光法（ＥＤＳ）からの結果である。これらの結果は、基盤／ダイヤモンドテーブルの界面３３０から始まって、ダイヤモンドテーブル３２０の表面に向かって、典型的には、作業面の一部位に向かって、代替的に、上面６０に向かって伸長するダイヤモンドテーブル３２０にわたるＥＤＳラインスキャンからのものである。ＥＤＳの結果は、ダイヤモンドテーブル３２０内の元素含有量を、界面からの距離（ミクロン）に応じての重量パーセント（重量％）としてグラフィカルに提示する。重量パーセント（重量％）は、対数スケール上のものであり、０．０重量％から１００重量％まで広がり、界面３３０からの距離は、０から、６００ミクロンを超えて広がる。図の最も右側は、６８０ミクロンの距離にある。ＥＤＳの結果に示す元素含有量は、炭素（Ｃ）３４０と、コバルト（Ｃｏ）３５０と、タングステン（Ｗ）３６０と、鉄（Ｆｅ）３７０と、である。また、カーブフィット３８０を鉄含有量３７０に対して示す。重量パーセント（重量％）が対数スケール上のものであるため、鉄含有量３７０に対するカーブフィット３８０は、界面３３０からの距離に応じて直線的に伸びる、鉄含有量（Ｆｅ重量％）における勾配を表す。図４に示す、鉄含有量における実験的にわかっている線形勾配は、図３Ｂに模式的に表された鉄濃度（［Ｆｅ］）２１０と一致する。
【0025】
図４の顕微鏡写真３００では、炭素３４０含有量は、ダイヤモンドテーブル３２０内のダイヤモンドからのものであり、１００ミクロンより長い距離にて、９０重量％より多い量にて、約６０重量％から、界面３３０にて、又はこの付近にて増えた後に、実質的に一定である。ダイヤモンドテーブル３２０内のコバルト３５０及びタングステン３６０含有量は、ＨＰＨＴ処理中に基盤３１０からダイヤモンドテーブル３２０へと掃引されており、それぞれは、１００ミクロンより長い距離にて実質的に一定となる前に、コバルト３５０については約１３重量％の量にて、及び、タングステン３６０については約２．５重量％の量にて、界面３３０においてその最大にある。このサンプルにおいて、基盤は鉄を含んでおらず、鉄３７０含有量は、ＨＰＨＴ処理において使用されているダイヤモンドフィードに存在する鉄からのものである。鉄含有量はまた、ダイヤモンドテーブルへのコバルトの掃引により、コバルトの掃引とともに鉄が少なくとも部分的に掃引されているという点において、影響を受けている。したがって、鉄含有量は、界面３３０にて、ダイヤモンドテーブル３２０の内部部位でのそれよりも低い。図４では、鉄３７０含有量は、界面にて、約０．０重量％、代替的に、０．０１から０．１重量％のＦｅから、界面から６８０ミクロンの距離にて、約０．８重量％まで変化する。
【0026】
図５Ａは、ここに開示するそれらと一致するブランクの一部位の断面の第２の（ＳＥＭ）顕微鏡写真４００である。顕微鏡写真４００は、その倍率が１５０Ｘであり、下部マージンのスケールバーは２５０ミクロンである。８つの領域が顕微鏡写真４００において示されており、これらは、ＥＤＳエリアスキャンによる組成分析のためのエリアマッピングにより採取された領域に対応する。図５Ｂは、８つの領域における組成分析からの結果を示す表である。図５Ｂの表中の「スペクトル」のナンバリングは、図５Ａのそれら領域のナンバリングに対応し、それら領域のそれぞれの位置上のいくつかの詳細（図５Ａにおいて、基盤４０２又はダイヤモンドテーブル４０４であるか、及び、界面４０６（点線により注釈が付けられている）に対する距離）を、以下の表１に示す。
【0027】
【0028】
図５Ｂの結果から、基盤４０２はコバルト、タングステン、及び炭素の組成を有し、これは、コバルト炭化タングステン（Ｃｏ－ＷＣ）の基盤と一致していることが観察される。さらに、スペクトル７及び８から見られるように、これらは双方とも、基盤４０２の内部にあり、基盤４０２の組成は鉄を含んでいない。図５Ｂの結果からはまた、ダイヤモンドテーブル４０４内の鉄の量が、０．０８重量％（領域５に対応するスペクトル５を参照されたい）から０．７０重量％（領域１に対応するスペクトル１を参照されたい）まで変化することが観察される。このダイヤモンドテーブル内の鉄の量における変化は、約６３０ミクロンにわたり、約０．００１重量％／ミクロンの界面からの距離に応じての鉄の平均変化率について生じた。
【0029】
ここに記すように、鉄濃度勾配、つまり、ダイヤモンドテーブル内の鉄のその量におけるプロファイル又は変化は、ダイヤモンドボディの外面から（多結晶質ダイヤモンド成形体について）、又は、界面から（多結晶質ダイヤモンドブランク又は多結晶質ダイヤモンドカッターについて）、ダイヤモンドボディの塊内部へと直線的に変化する。鉄濃度勾配の傾斜が、ダイヤモンドフィード内の結晶質ダイヤモンドグレインの平均グレインサイズが変化するとともに変化することが、さらにわかっている。図６及び図７は、多結晶質ダイヤモンドブランクの３つのサンプル（サンプル１、サンプル２、及びサンプル３）に対する、界面からの距離（ミクロン単位）に応じての、ダイヤモンドテーブル内のＦｅ元素含有量（重量パーセント（重量％）単位）のグラフである。
【0030】
図６では、サンプル１（四角形、５１０にて、リニアカーブフィット５２０とともに示されている）及びサンプル２（円形、５３０にて、リニアカーブフィット５４０とともに示されている）の双方が、０．５から３ミクロンの平均グレインサイズを有する結晶質ダイヤモンドグレインを用いたダイヤモンドフィードを使用した。図７では、図６からのサンプル２（円形、５３０にて、リニアカーブフィット５４０とともに示されている）が表されており、新たなサンプル３（三角形、５５０にて、リニアカーブフィット５６０とともに示されている）が提示されている。サンプル３は、３０ミクロンの平均グレインサイズを有する結晶質ダイヤモンドグレインを用いたダイヤモンドフィードを使用した。したがって、サンプル３についての平均グレインサイズは、サンプル１及びサンプル２と比較して、１０ｘ（１０倍）異なっていた。
【0031】
カーブフィット５２０に基づき、サンプル１についてのダイヤモンドテーブル内のＦｅ元素含有量は、約０重量％（界面にて）から、６６０ミクロンの界面からの距離にて、約０．７４重量％まで変化した。カーブフィット５４０に基づき、サンプル２についてのダイヤモンドテーブル内のＦｅ元素含有量は、０重量％（界面にて）から、７００ミクロンの界面からの距離にて、０．８７重量％まで変化した。カーブフィット５６０に基づき、サンプル３についてのダイヤモンドテーブル内のＦｅ元素含有量は、約０重量％（界面にて）から、７００ミクロンの界面からの距離にて、約０．３７重量％まで変化した。
【0032】
サンプル１、サンプル２、及びサンプル３のそれぞれについて、鉄組成物は、界面（約ゼロ重量％にて）から、一塊のダイヤモンドテーブル内へと、単調に増えた。さらに、グレインサイズを含むパラメータのすべてが同じであれば、鉄濃度勾配は同じであり（サンプル１をサンプル２と比較して）、これは、鉄濃度勾配が再現可能であることを示す。しかし、サンプル間でパラメータのすべてが同じであり、平均グレインサイズのみが異なれば、鉄濃度勾配は異なる（サンプル３をサンプル１及びサンプル２と比較して）。図７に示すサンプルでは、平均グレインサイズを１０倍に大きくすることで、鉄濃度勾配の傾斜を半分未満に小さくすることがもたらされた（グレインサイズがより小さいサンプルについての傾斜と比較して）。
【0033】
図６及び図７は、３ミクロン又は３０ミクロンの平均グレインサイズを有する結晶質ダイヤモンドグレインを用いたダイヤモンドフィードを使用して製造されたサンプルからの結果を報告するが、多結晶質ダイヤモンド成形体、多結晶質ダイヤモンドブランク、及び多結晶質ダイヤモンドカッターの他の実施形態が、他の平均グレインサイズを有する結晶質ダイヤモンドグレインを用いたダイヤモンドフィードを使用して製造され得る。例えば、結晶質ダイヤモンドグレインは、１から４０ミクロン、代替的に、３から４０ミクロン、代替的に、２５から３０ミクロン、代替的に、１から２５ミクロン、代替的に、３から２５ミクロン、代替的に、１．５から３．０ミクロンの平均グレインサイズを有し得る。図６及び図７より明らかにされるように、平均グレインサイズの選択は、製造時の製品における鉄濃度勾配に影響し得、平均グレインサイズは、所望する鉄濃度勾配を達成するよう選択され得る。
【0034】
他のパラメータを異ならせることがまた、鉄濃度勾配を異ならせるであろうことが考えられる。鉄濃度勾配及び方向に影響を及ぼすために異ならせ得る他のパラメータの例は、ＨＰＨＴ（高圧及び高温）設定、粒径分布（ＰＳＤ）、炭化物基盤内の合計金属含有量、ダイヤモンドテーブル内の合計金属含有量、及び掃引方向、つまり、炭化物界面からＰＣＤへの垂直方向の、ＰＣＤを保持している耐熱性カップ壁から水平方向の、又は、カップエンドから外部金属掃引源を介しての垂直方向の金属掃引を含む。
【0035】
多結晶質ダイヤモンド成形体及びブランクは、切削、ミリング、研削、削孔、及び他の研磨作業、並びに金属切削の用途において広く使用されており、多結晶質ダイヤモンド成形体及びカッターは、地質学的形成層の削孔の用途において広く使用されている。
【0036】
例えば、ドリルビットなどの、金属加工産業において使用されているツールは、多結晶質ダイヤモンド成形体又は多結晶質ダイヤモンドブランクを組み込み得る。図８に示すものは、次の３つのドリルビット例、つまり、中実シャフトのラウンドツール６００ａの斜視図と、らせん状のフルートのあるドリルビット６００ｂの側面図と、らせん状のフルートのあるドリルビット６００ｃの斜視図と、である。ドリルビットのそれぞれは、例えば、炭化タングステン製の合金ボディ６１０を含む。合金ボディ６１０は、前端６２０と、シャフト部位６３０と、ツールホルダに載置されるよう適合されている後端６４０と、を含む。前端６２０と、シャフト部位６３０と、後端６４０と、は、ボディの縦方向軸６５０に沿って連続して配置されている。ドリルビットは、前端６２０に取り付けられている多結晶質ダイヤモンド成形体６６０を含む。多結晶質ダイヤモンド成形体６６０は、ろう付け又はいくつかの他のアタッチメント技術により取り付けられ得る、又は、合金ボディ６１０と一体に形成され得る。ヘリカルフルート６７０が、ラウンドツール６００ｂ及び６００ｃの例により見られるように、任意に提供され得る。それらのラウンドツールの例は、例えば、航空宇宙産業における、アルミニウム、チタン、及びそれらの合金製ワークピースの、並びに、複合材料のワークピースの加工のために使用される。
【0037】
また、例えば、ドラグビット７００（図９を参照されたい）などの、削孔産業において使用されているツールはしばしば、複数の多結晶質ダイヤモンドカッター又は多結晶質ダイヤモンド成形体を組み込んでいる。例示的な実施形態では、ドラグビット７００は、合金ボディ７２０であって、そのボディ７２０の縦方向軸７６０に沿って連続して配置されている、前端７３０と、ショルダ領域７４０と、スレッド状の後端７５０と、を含む合金ボディ７２０を有する。ドラグビット７００は、前端７３０の外面に沿って配置されている複数のフィン７７０（ブレードとも時に呼ばれる）を有する。フィン７７０のそれぞれは、連続して隣接するフィン７７０から、後方に伸長する、らせん状に形成されているフルート７８０により分け隔てられている。追加的に、フィン７７０の外縁領域に沿って配置されているものは、複数の多結晶質ダイヤモンドカッター７１０である。図９には示していないが、多結晶質ダイヤモンドカッター７１０は、多結晶質ダイヤモンド成形体により置き換えられ得る。各例では、多結晶質ダイヤモンドカッター又は多結晶質ダイヤモンド成形体であろうとなかろうと、ダイヤモンドテーブルは、多結晶質ダイヤモンドカッターについては、界面からダイヤモンドボディの塊内部へと伸長しているダイヤモンドボディ内の鉄濃度勾配、及び、多結晶質ダイヤモンド成形体については、ダイヤモンドボディの外面からダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している鉄濃度勾配を含む、ここに説明する特徴及び性質を有する。
【0038】
断続ミリングテストが、フェイスミリングマシンと、Ａｌと６％のＳｉとの合金のワークピースと、を使用して行われた。界面からダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している、ダイヤモンドボディ内の鉄濃度勾配を含む、ここに説明する特徴及び性質を有する多結晶質ダイヤモンドブランクのサンプルが、断続ミリングテストにてテストされた。界面からダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している、ダイヤモンドボディ内の鉄濃度勾配のない多結晶質ダイヤモンドブランクのサンプルが、断続ミリングテストにおけるコントロールとして使用された。断続ミリングテストについてのツールテスト条件の詳細を表２に示す。
【0039】
表２－断続ミリングテストについてのツールテスト条件の詳細
【0040】
断続ミリングテストが３３０パス行われ、その後、サンプルがミリングテストから取り出され、光学顕微鏡を使用してフランク摩耗が測定された。図１０は、断続ミリングテストからの結果を示すグラフ８００である。図１０では、Ｙ軸が、（ａ）界面からダイヤモンドボディの塊内部へと伸長している、ダイヤモンドボディ内の鉄濃度勾配を伴う２つの本発明の多結晶質ダイヤモンドツール８１０、８２０と、（ｂ）ダイヤモンドボディ内の鉄濃度勾配のない、比較例の多結晶質ダイヤモンドブランクツールインサート８３０と、についてのツール摩耗を示す。本発明の多結晶質ダイヤモンドブランクツールインサート８１０、８２０、同様に、Ｆｅの勾配のないツールは、０．５から３ミクロンの平均グレインサイズを有する結晶質ダイヤモンドグレインを用いた、同じグレードのダイヤモンドフィードを使用して製造された。本発明の多結晶質ダイヤモンドツール８１０及び８２０についての図１０の結果は、２４から２６ミクロンであり、比較例の多結晶質ダイヤモンドツール８３０についての図１０の結果は、９５ミクロンであった。
【0041】
図１１Ａ及び図１１Ｂは、開示するブランクを組み込んで作成され得る切削ツールの追加的な例を模式的に示す。これらの切削ツールの例は、多結晶質ダイヤモンドブランク９００（チップとも時に呼ばれる）と、多結晶質ダイヤモンドブランク９００から形成された少なくとも一部を有する切削ツール９７０と、の形態にて示されている。例えば、ここに示す多結晶質ダイヤモンドブランク９００は、炭化タングステンなどの材料から形成された基盤９２０と、外側作業層９３０とそれらの間に配置されている中間層９４０とを含むダイヤモンドボディ９１０と、を含む。ダイヤモンドボディ９１０、典型的には、中間層９４０は、基盤９２０に結合されている。好ましくは、外側作業層９３０は、０．４ｍｍと０．６ｍｍとの間の厚さを有することとなる。ここに示す例では、ダイヤモンドボディ９１０と基盤９２０との間の、多結晶質ダイヤモンドブランク９００の界面９５０は平面ではなく、平面を含め、他の界面ジオメトリ及び表面が使用され得る。ここに示す例では、界面９５０は、アーチを含み、これらは、基盤９２０の波形表面を形成し、好ましくは、その高さが、０．４と０．６ｍｍの間にある。アーチ９６０と外側作業層９３０との間に十分な間隔を維持するため、中間層９４０は、その最も薄い点（波形表面のピーク上）にて少なくとも０．１５から０．２ｍｍであるべきであり、典型的には、その最も厚い点にて、０．５と０．６ｍｍとの間にあるべきである。図１１Ｂは、切削ツール９００の例、つまり、基盤９６０に取り付けられており、切削ツールインサート９７０を形成するチップを模式的に示す。チップは、例えば、そのチップを、基盤９６０の座面にろう付けすることにより取り付けられ得る。切削ツールの第１の側から切削ツールインサート９７０の第２の側まで伸長している孔９８０などの、任意の載置的特徴は、切削ツールインサート９７０を、ミリングツール（図示せず）などの加工ツールに載置するための、スクリュなどのファスナを受容するよう構成され得る。図１１Ａ及び図１１Ｂでは、多結晶質ダイヤモンドブランク９００、つまり、チップは、三角形の形状だが、円形、楕円形、及び多角形を含む他のジオメトリが使用され得る。
【0042】
特に、図４、図５Ａから図５Ｂ、図６から図７、及び図１０に関連する特性、画像、及び結果は、多結晶質ダイヤモンドブランクについてのものであることに留意されたい。しかし、ダイヤモンドテーブルの組成及び組成分析についての同様の結果が、多結晶質ダイヤモンド成形体についても得られることが予期されるであろう。それぞれの場合では、鉄含有量は、ダイヤモンドボディの表面からダイヤモンドボディの塊内部へと判定される。多結晶質ダイヤモンドブランクの場合については、表面は、ダイヤモンドテーブルと基盤との間の界面と一致しており、多結晶質ダイヤモンド成形体の場合については、表面は外面であり、そこからＨＰＨＴ掃引が生じ、ＨＰＨＴ処理中にダイヤモンドテーブルがまとめられる。追加的に、多結晶質ダイヤモンドブランクに関する考察及び結果はまた、多結晶質ダイヤモンドカッターに当てはめることが可能であり、適用可能である。
【0043】
一般的に、ここに開示する多結晶質ダイヤモンド成形体、多結晶質ダイヤモンドブランク、及び多結晶質ダイヤモンドカッターのダイヤモンドテーブルは、金属触媒（コバルト、Ｃｏなど）が存在する高圧高温（ＨＰＨＴ）条件下にてダイヤモンド粒子を焼結することにより形成され得る。金属触媒は、ダイヤモンド粒子に混ぜ合わせた、又は、ダイヤモンド粒子に隣接する層内の金属触媒粉末などの、独立したソースから、又は、下記の基盤材料から生じ得る。典型的なＨＰＨＴ条件は、約４ＧＰａ以上の圧力と、約１４００℃以上の温度と、を含む。典型的には、ＨＰＨＴ処理条件下で、独立したソースに、又は、ダイヤモンドの粉末に隣接して配置されている基盤（典型的には、焼結炭化物基盤）に存在するバインダー材料は溶解し、ダイヤモンドの塊に掃引される。基盤が存在するのであれば、基盤のバインダー材料は、ダイヤモンドの粉末において金属触媒として作用し得る。金属触媒の存在下で、ダイヤモンドの結晶は、溶解沈殿プロセスによるダイヤモンド間結合において互いに結合し、焼結した成形体を形成し、ここでは、多結晶質ダイヤモンドの塊、つまり、ダイヤモンドテーブルが、基盤（存在する場合）に取り付けられて形成される。金属触媒の存在は、ダイヤモンド間結合の形成、及び、適用可能であれば、ダイヤモンドテーブルの基盤への付着を促進する。
【0044】
特定の実施形態では、ダイヤモンド粒子が、ダイヤモンドフィード内に含まれる。ダイヤモンドフィードは、９０から９９重量％のダイヤモンド粒子と、１から１０重量％のコバルト鉄合金と、を含む。コバルト鉄合金は、例えば、ダイヤモンドフィードを、ダイヤモンド粒子とコバルト鉄合金との双方とともにボールミリングすることにより、ダイヤモンドフィードにおいて均質に分布している。いくつかの実施形態では、ダイヤモンドフィード内のダイヤモンド粒子は、３ミクロン又は３０ミクロンの平均直径を有する。他の実施形態では、ダイヤモンドフィード内のダイヤモンド粒子は、他の平均直径を有する。例えば、ダイヤモンド粒子は、１から４０ミクロン、代替的に、３から４０ミクロン、代替的に、２５から３０ミクロン、代替的に、１から２５ミクロン、代替的に、３から２５ミクロン、代替的に、１．５から３．０ミクロンの平均直径を有し得る。代替的な実施形態では、平均直径はユニモーダル又はマルチモーダルであり得る。
【0045】
いくつかの実施形態では、コバルト鉄合金はＣｏｘＦｅｙであり、０．６≦ｘ≦０．８、０．２≦ｙ≦０．４、及びｘ＋ｙ＝１．０である。代替的に、コバルト鉄合金はＣｏｘＦｅｙであり、０．６８≦ｘ≦０．７２、０．２８≦ｙ≦０．３２、及びｘ＋ｙ＝１．０である。さらに他の代替的な実施形態では、コバルト鉄合金はＣｏｘＦｅｙであり、ｘ＝０．７及びｙ＝０．３である。
【0046】
ダイヤモンドフィードは、アセンブリを形成するために使用され、これは続いて、ダイヤモンドフィードをダイヤモンドボディへと焼結するのに十分な高温及び高圧でのＨＰＨＴ処理を経る。アセンブリは、ダイヤモンド触媒源と、耐熱性容器内に収められたダイヤモンド触媒源と接触しているダイヤモンドフィードの層と、を含む。アセンブリを形成することは、耐熱性容器の内容物上にキャップを配置して、圧着することなどによりこれを密封することにより継続する。
【0047】
多結晶質ダイヤモンド成形体を形成する場合、ダイヤモンド触媒源は、ダイヤモンド粒子に混ぜ合わせた金属触媒粉末、又は、ダイヤモンド粒子に隣接する金属触媒粉末の層とすることができる。金属触媒粉末の例は、Ｃｏベースの組成を有し、鉄を含んでいない。開示する多結晶質ダイヤモンド成形体を形成するための金属触媒粉末としての使用に適する、特定の鉄を含んでいないＣｏベースの組成は、金属コバルトを約０．１から５重量％のフィードにて添加した、焼結炭化物又はコバルト焼結炭化タングステン（ＷＣ－Ｃｏ）である。
【0048】
多結晶質ダイヤモンドブランク又は多結晶質ダイヤモンドカッターを形成する場合、ダイヤモンド触媒源は、ダイヤモンド粒子に隣接して配置されている基盤材料とすることができる。基盤材料の例は、Ｃｏベースの組成を有し、鉄を含んでいない。開示する多結晶質ダイヤモンドブランク又はカッターを形成するための基盤としての使用に適する、特定の鉄を含んでいないＣｏベースの組成は、基盤内のコバルト含有量が５から１５重量％に広がる焼結炭化物又はコバルト焼結炭化タングステン（ＷＣ－Ｃｏ）の基盤である。
【0049】
ＨＰＨＴ焼結プロセス後にダイヤモンドテーブル内に残る金属触媒は、切削又は加工の用途において使用される場合に、又は、地下の地質学的形成層を削孔する場合に、多結晶質ダイヤモンドの性能を損なうものとなり得る。したがって、ＨＰＨＴ焼結プロセス後にダイヤモンドテーブル内に残る金属触媒は、任意に、後続の浸出プロセスにおいて除去され得る。浸出プロセスでは、ダイヤモンドボディの少なくとも一部位が、王水（硝酸及び塩酸の、最も好適には、１：３のモル比での混合物）などの、金属触媒の溶解に適している酸にさらされる。この酸にさらされる、ダイヤモンドボディの一部位内の触媒材料は、浸出プロセスにより除去され、ダイヤモンドボディの酸が浸出した部位において、実質的に触媒材料のないグレイン間領域が残る。当業者に知られるように、少なくとも部分的な触媒材料の除去は、熱安定性が向上した多結晶質ダイヤモンド材を提供し得、これはまた、多結晶質ダイヤモンド材の耐摩耗性に有益に作用し得る。ダイヤモンドボディに酸が浸出した部位がある場合、これは、作業面から、ダイヤモンドボディの塊内部へと伸長する。
【0050】
本発明を、その実施形態に関連付けて説明してきたが、ここに具体的に説明しない追加、削除、改変、及び置き換えが、添付の特許請求の範囲に画定する本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われてよいということが、当業者に理解されるであろう。例えば、核分裂性燃料物質、原子炉、及び関連付けられている構成要素に関連して説明したが、ここに説明する原理、組成、構造、特徴、構成、及びプロセスはまた、他の材料、他の組成、他の構造、他の特徴、他の構成、及び他のプロセス、同様に、それらの製造及び他の反応炉タイプにも適用できる。
【0051】
ここでの実質的な複数形及び／又は単数形のいずれかの使用に関して、当業者であれば、複数形から単数形に、及び／又は、単数形から複数形に、そのコンテキスト及び／又は用途に適切に変換できるであろう。単数形／複数形を様々に置き換えることは、明確さのために、ここでははっきりと明記していない。
【0052】
ここに説明する主題は時に、異なる他の構成要素内に含まれる異なる構成要素、又は、それらに関連する構成要素を示す。そのように描くアーキテクチャは単に例示的なものであり、事実、多くの他のアーキテクチャが実装されて、同じ機能を達成し得ることが理解されるであろう。概念的な意味では、同じ機能を達成するための構成要素のいずれの構成は、所望する機能が達成されるよう、効果的に「関連付けられる」。したがって、特定の機能を達成するためにここで組み合わされるいずれの２つの構成要素は、アーキテクチャ又は中間構成要素に関係なく、所望する機能が達成されるよう、互いに「関連付けられている」ものと見ることができる。同様に、そのように関連付けられているいずれの２つの構成要素はまた、所望する機能を達成するために、互いに「作動可能に接続されている（ｏｐｅｒａｂｌｙ ｃｏｎｎｅｃｔｅｄ）」又は「作動可能に結合されている（ｏｐｅｒａｂｌｙ ｃｏｕｐｌｅｄ）」ものと見ることができ、そのように関連付けることが可能ないずれの２つの構成要素はまた、所望する機能を達成するために、互いに「作動可能に結合可能な（ｏｐｅｒａｂｌｙ ｃｏｕｐｌａｂｌｅ）」ものと見ることができる。作動可能に結合可能なものの具体的な例は、物理的に結合可能及び／又は物理的に相互に作用する構成要素、及び／又は、無線により相互作用可能及び／又は無線により相互に作用する構成要素、及び／又は、論理的に相互に作用する及び／又は論理的に相互作用可能な構成要素を含むが、これらに限定されない。
【0053】
いくつかの例では、１つ又はそれ以上の構成要素はここでは、「よう構成されている（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」、「より構成されている（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｂｙ）」、「よう構成可能である（ｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ ｔｏ）」、「よう作動可能／作動する（ｏｐｅｒａｂｌｅ／ｏｐｅｒａｔｉｖｅ ｔｏ）」、「適合されている／適合可能な（ａｄａｐｔｅｄ／ａｄａｐｔａｂｌｅ）」、「可能である（ａｂｌｅ ｔｏ）」、「よう順応可能／順応されている（ｃｏｎｆｏｒｍａｂｌｅ／ｃｏｎｆｏｒｍｅｄ ｔｏ）」、などと表現されてよい。当業者であれば、そのような用語（例えば、「よう構成されている（ｃｏｎｆｉｇｕｒｅｄ ｔｏ）」）は一般的に、アクティブな状態にある構成要素、及び／又は、アクティブでない状態にある構成要素、及び／又は、スタンバイ状態にある構成要素を、コンテキストが特に必要としない限り、包含できることを理解するであろう。
【0054】
ここに説明する本主題の特定の態様を示して説明してきた一方で、ここでの教示に基づき、ここに説明する本主題及びその広範な態様から逸脱しない変更及び改変が行われてよいことが、当業者には明白となり、したがって、添付の特許請求の範囲は、それらの範囲内において、そのような変更及び改変のすべてを、それらが、ここに説明する本主題の精神及び範囲そのままの中にあるものとして、包含するものである。一般的に、ここで使用される、特に、添付の特許請求の範囲において使用される用語（例えば、特許請求の範囲の本文）は一般的に、「開かれた（ｏｐｅｎ）」用語（例えば、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」は、「含むが、限定されない（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」として解釈されるべきであり、用語「有する（ｈａｖｉｎｇ）」は、「少なくとも有する（ｈａｖｉｎｇ ａｔ ｌｅａｓｔ）」として解釈されるべきであり、用語「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」は、「含むが、限定されない（ｉｎｃｌｕｄｅｓ ｂｕｔ ｉｓ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ）」として解釈されるべきである、など）として意図されていることが、当業者に理解されるであろう。導入されている特定の数の特許請求の範囲の記述が意図されている場合、そのような意図は、それらの特許請求の範囲において明示的に記述され、そのような記述がなければ、そのような意図がない、ということが、当業者にさらに理解されるであろう。例えば、理解を助けるものとして、以下に添付する特許請求の範囲は、前置きとしてのフレーズ「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」及び「１つ又はそれ以上（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」の使用を含み、特許請求の範囲の記述を導入する場合がある。しかし、そのようなフレーズの使用は、不定冠詞「ａ」又は「ａｎ」による特許請求の範囲の記述の導入が、そのように導入された特許請求の範囲の記述を含むいずれの特定の特許請求の範囲を、１つのそのような記述のみを含む特許請求の範囲に、たとえ同特許請求の範囲が、前置きとしてのフレーズ「１つ又はそれ以上（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」又は「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」及び、「ａ」又は「ａｎ」（例えば、「ａ」及び／又は「ａｎ」は典型的には、「少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ）」又は「１つ又はそれ以上（ｏｎｅ ｏｒ ｍｏｒｅ）」を意味するものと解釈されるべきである）などの不定冠詞を含んでも、限定することを暗示するものとして理解されるべきではない。これは、特許請求の範囲の記述を導入するために使用される定冠詞の使用についても、同じことが言える。加えて、導入されている特定の数の特許請求の範囲の記述が、明示的に記述されていても、当業者であれば、そのような記述は、典型的には、少なくとも記述されている数（例えば、他の修飾語句のない、「２つの記述」の単なる記述は、典型的には、少なくとも２つの記述、又は、２つ又はそれ以上の記述を意味する）を意味するものと解釈されるべきであることを理解するであろう。さらに、「Ａ、Ｂ、及びＣ、などの少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ Ａ， Ｂ， ａｎｄ Ｃ， ｅｔｃ．）」に類似する従来の表現が使用されるそれらの例では、一般的に、そのような構造が、当業者であれば、その従来の表現（例えば、「Ａ、Ｂ、及びＣの少なくとも１つを有するシステム（ａ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｖｉｎｇ ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ Ａ， Ｂ， ａｎｄ Ｃ）」は、Ａを単体で、Ｂを単体で、Ｃを単体で、Ａ及びＢをともに、Ａ及びＣをともに、Ｂ及びＣをともに、及び／又は、Ａ、Ｂ、及びＣをともに、など、を有するシステムを含むこととなるが、これに限定されない）を理解するであろうという意味において、意図されている。「Ａ、Ｂ、又はＣ、などの少なくとも１つ（ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ Ａ， Ｂ， ｏｒ Ｃ， ｅｔｃ．）」に類似する従来の表現が使用されるそれらの例では、一般的に、そのような構造が、当業者であれば、その従来の表現（例えば、「Ａ、Ｂ、又はＣの少なくとも１つを有するシステム（ａ ｓｙｓｔｅｍ ｈａｖｉｎｇ ａｔ ｌｅａｓｔ ｏｎｅ ｏｆ Ａ， Ｂ， ｏｒ Ｃ）」は、Ａを単体で、Ｂを単体で、Ｃを単体で、Ａ及びＢをともに、Ａ及びＣをともに、Ｂ及びＣをともに、及び／又は、Ａ、Ｂ、及びＣをともに、など、を有するシステムを含むこととなるが、これに限定されない）を理解するであろうという意味において、意図されている。典型的には、２つ又はそれ以上の代替的な用語を提示する離接語及び／又はフレーズは、本明細書、特許請求の範囲、又は図面であっても、それらの用語の１つ、それらの用語のどちらか、又は、それらの用語の双方を含む可能性が、コンテキストが特に指示しない限り、考えられるものと理解されるべきであることが、当業者にさらに理解されるであろう。例えば、フレーズ「Ａ又はＢ（Ａ ｏｒ Ｂ）」は、典型的には、「Ａ」若しくは「Ｂ」又は「Ａ及びＢ（Ａ ａｎｄ Ｂ）」の可能性を含むものとして理解されるであろう。
【0055】
添付の特許請求の範囲に関して、ここに記述されている作動は一般的に、いずれの順序にて行われてよいことを、当業者は理解するであろう。また、様々な作動フローを単一又は複数の順序にて提示したが、これらの様々な作動は、ここに示すそれら以外の他の順序にて行われてよい、又は、同時に行われてよいことが理解されるべきである。そのような代替的な順序の例は、重複、交互、中断、並べ替え、増分、予備的、補助的、同時、反転、又は他の変形例の順序を、コンテキストが特に指示しない限り、含み得る。さらに、「対応する（ｒｅｓｐｏｎｓｉｖｅ ｔｏ）」、「関連する（ｒｅｌａｔｅｄ ｔｏ）」、又は他の過去形の形容詞といった用語は一般的に、コンテキストが特に指示しない限り、そのような変形例を除外することが意図されていない。
【0056】
先の特定の例示的プロセス及び／又はデバイス及び／又は技術は、本明細書とともに出願される特許請求の範囲などの、本明細書中の該当箇所及び／又は本出願の該当箇所にて教示する、より一般的なプロセス及び／又はデバイス及び／又は技術を表すものであることを、当業者であれば理解するであろう。
【0057】
様々な態様及び実施形態をここに開示してきたが、他の態様及び実施形態を、当業者は理解するであろう。ここに開示する様々な態様及び実施形態は、以下の特許請求の範囲により示される範囲及び精神そのままに、説明を目的としており、制限を意図していない。
【0058】
発明を実施するための形態、図面、及び特許請求の範囲に説明する例示的実施形態は、制限を意味するものではない。ここに提示する主題の精神又は範囲を逸脱することなく、他の実施形態が利用されてよく、他の変更が行われてよい。
【0059】
ここに説明する構成要素（例えば、作動）、デバイス、対象物、及び、それらに付随する考察は、概念の明確さのために、例として使用され、様々な構成の改変が考えられることを、当業者は理解するであろう。その結果として、ここで使用するように、ここに明記する特定の例及び付随する考察は、それらのより一般的なクラスを表すものとなることが意図されている。一般的に、いずれの特定の例の使用は、そのクラスを表すものとなることが意図されており、特定の構成要素（例えば、作動）、デバイス、及び物体を含まないことは、限定とみなすべきではない。
【図1】
【図2】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5A】
【図5B】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【国際調査報告】