POLYCRYSTALLINE DIAMOND BODIES INCORPORATING FRACTIONATED DISTRIBUTION OF DIAMOND PARTICLES OF DIFFERENT MORPHOLOGIES

• Main Authors: BIRD, MARC, JOHNSON, ALEXANNE, GLEDHILL, ANDREW, SCOTT, DANNY
• Format: Patent
• Language: English; French
• Published: 06.10.2016
• Subjects: AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUSPOLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR; CHEMISTRY; CRYSTAL GROWTH; EARTH DRILLING; EARTH DRILLING, e.g. DEEP DRILLING; FIXED CONSTRUCTIONS; METALLURGY; MINING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR ASLURRY OF MINERALS FROM WELLS; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITHDEFINED STRUCTURE; SINGLE-CRYSTAL-GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL ORUNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL

Diamond bodies and methods of manufacture are disclosed. Diamond bodies are formed from at least a bimodal, alternatively a tri-modal or higher modal, feedstock having at least one fraction of modified diamond particles with a fine particle size (0.5-3.0 µm) and at least one fraction of diamond particles with coarse particle size (15.0 to 30 µm). During high pressure - high temperature processing, fine particle sized, modified diamond particles in the first fraction preferentially fracture to smaller sizes while preserving the morphology of coarse particle sized diamond particles in the second fraction. Diamond bodies incorporating the two fractions have a microstructure including second fraction diamond particles dispersed in a continuous matrix of first fraction modified diamond particles and exhibit improved wear characteristics, particularly for wear associated with drilling of geological formations. L'invention concerne des corps de diamants et des procédés de fabrication associés. Les corps de diamants sont formés au moins à partir d'une charge bimodale, en variante trimodale ou plus, ayant au moins une fraction de particules de diamants modifiées ayant une fine taille de particules (0,5 à 3,0 µm) et au moins une fraction de particules de diamants avec une taille de particules grossière (15,0 à 30 µm). Lors d'un traitement haute pression-haute température, les particules de diamant modifiées, à fine taille de particules, dans la première fraction, se fracturent de préférence en plus petites tailles tout en conservant la morphologie des particules de diamant à taille de particules grossière dans la deuxième fraction. Les corps de diamants incorporant les deux fractions ont une microstructure comprenant les particules de diamant de la deuxième fraction dispersées dans une matrice continue des particules de diamant modifiées de la première fraction et présentent des caractéristiques d'usure améliorées, en particulier pour l'usure associée au forage de formations géologiques.