Способы модификации поверхностей алмазных частиц и соответствующие алмазные частицы и бурильные инструменты - RU2018144686A
Код документа: RU2018144686A
Формула
1. Способ модификации поверхностей алмазных частиц, включающий
формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц, в то время как дискретные алмазные частицы перемещаются устройством для диспергирования частиц;
термическую обработку покрытий спинодальным сплавом с формированием модифицированных покрытий, каждое из которых независимо представляет собой реакционноспособную фазу металла и по существу нереакционноспособную фазу металла; а также
травление поверхности дискретных алмазных частиц, по меньшей мере, одним реакционноспособным металлом реакционной металлической фазы модифицированных покрытий.
2. Способ по п. 1, в котором формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц включает формирование спинодального сплава на каждой из дискретных алмазных частиц, причем спинодальный сплав содержит, по меньшей мере, один металлический элемент, реакционноспособный по отношению к алмазу при температуре, большей или равной примерно 650°С.
3. Способ по п. 1, в котором формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц включает формирование одного или нескольких спинодальных сплавов из спиноидального сплава Cu-Ni, спинодального сплава Cu-Ni-Sn и спинодального сплава Cu Ni Sn-Co, спинодального сплава Au-Ni, спинодального сплава Ni-Pt, спинодального сплава Ni-Rh, спинодального сплава Co-Ni-Fe, спинодального сплава Co-Fe, спинодального сплава Co-Pt и спинодального сплава Fe-Rh.
4. Способ по п. 1, в котором формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц включает формирование спинодального сплава Cu-Ni поверх дискретных алмазных частиц, причем спинодальный сплав Cu-Ni содержит от примерно 50% мас. Ni до примерно 90% мас. Ni и от примерно 10% мас. Cu до примерно 50% мас. Cu.
5. Способ по п. 1, в котором формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц включает формирование спинодального сплава Cu-Ni-Sn поверх дискретных алмазных частиц, причем спинодальный сплав Cu-Ni-Sn содержит от примерно 5% мас. Ni до примерно 35% мас. Ni, от примерно 6% мас. Sn до примерно 13% мас. Sn и от примерно 52% мас. Cu до примерно 89% мас. Cu.
6. Способ по п. 1, в котором формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц включает формирование спинодального сплава; и осаждение спинодального сплава поверх каждой из дискретных алмазных частиц.
7. Способ по п. 1, в котором формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частицах включает нанесение покрытий исходными веществами спинодального сплава поверх каждой из дискретных алмазных частиц; и преобразованием покрытий исходными веществами спинодального сплава в покрытия спинодальным сплавом.
8. Способ по п. 1, в котором термическая обработка покрытий спинодальным сплавом включает
нагревание покрытий спинодальным сплавом до температуры выше верхней критической температуры растворения спинодального сплава с образованием гомогенизированных покрытий спинодальным сплавом;
охлаждение гомогенизированных покрытий спинодальным сплавом до значения температуры ниже температурного диапазона спинодальной области спинодального сплава с формированием закаленных покрытий спинодальным сплавом; и
нагревание закаленных покрытий спинодальным сплавом до значения температуры, находящимся в температурном диапазоне спинодальной области спинодального сплава, с формированием спинодально разложенных покрытий сплавом в соответствии с диаграммой временного перехода температуры.
9. Способ модификации поверхностей алмазных частиц, включающий
формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц;
термическую обработку покрытий спинодальным сплавом с формированием модифицированных покрытий, каждый из которых независимо представляет собой реакционноспособную фазу металла и по существу нереакционноспособную фазу металла;
выборочное удаление практически нереакционноспособной фазы металла модифицированных покрытий; а также
травление поверхности дискретных алмазных частиц, по меньшей мере, одним реакционноспособным металлом из реакционноспособной фазы металла модифицированных покрытий после выборочного удаления по существу нереакционноспособной фазы металла модифицированных покрытий.
10. Способ по п. 9, в котором выборочное удаление по существу нереакционноспособной фазы металла модифицированных покрытий включает контактирование модифицированных покрытий с по меньшей мере одним смачивающим средством, предназначенным для избирательного травления практически нереакционноспособной фазы металла модифицированных покрытий относительно реакционноспособной фазы металла модифицированных покрытий.
11. Способ по п. 9, в котором выборочное удаление практически нереакционноспособной фазы металла модифицированных покрытий включает удаление фазы Cu модифицированных покрытий без существенного удаления Ni-содержащей фазы модифицированных покрытий.
12. Способ по п. 11, в котором удаление фазы Cu модифицированных покрытий без существенного удаления Ni-содержащей фазы модифицированных покрытий включает контактирование модифицированных покрытий с одним или несколькими из: раствор CuCl2, раствор FeCl3, раствор K2Cr2O7, раствор СН3СООН, раствор хромовой/серной кислоты, раствор H2S2O8, щелочной раствор хлорита натрия, щелочной раствор пероксидосульфата и щелочной раствор персульфата.
13. Способ по п. 1, в котором травление поверхности дискретных алмазных частиц по меньшей мере одним реакционноспособным металлом из реакционноспособной фазы металла модифицированных покрытий включает нагревание модифицированных покрытий до температуры, приводящей к разрушению кристалличности частей дискретных алмазных частиц алмаза по меньшей мере одного реакционноспособного металла.
14. Способ по п. 1, в котором травление поверхности дискретных алмазных частиц по меньшей мере одним реакционноспособным металлом из реакционноспособной фазы металла модифицированных покрытий включает травление поверхностей дискретных алмазных частиц алмаза с помощью Ni.
15. Способ по п. 1, в котором формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц включает совместное распыление атомов различных металлов из разных источников металла на поверхности дискретных алмазных частиц, в то время как дискретные алмазные частицы становятся подвижными с помощью устройства диспергирования частиц.
16. Способ по п. 1, в котором формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц включает последовательное распыление атомов различных металлов из разных источников металла на поверхности дискретных алмазных частиц, в то время как дискретные алмазные частицы алмаза становятся подвижными с помощью устройства диспергирования частиц.
17. Способ по п. 1, в котором формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц, в то время как дискретные алмазные частицы становятся подвижными с помощью устройства диспергирования частиц, включает формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц, в то время как дискретные алмазные частицы становятся подвижными с помощью вибрирующей структуры.
18. Способ по п. 1, в котором формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц, в то время как дискретные алмазные частицы становятся подвижными с помощью устройства диспергирования частиц, включает формирование покрытий спинодальным сплавом поверх дискретных алмазных частиц, в то время как дискретные алмазные частицы становятся подвижными с помощью псевдоожиженного слоя.
19. Способ по п. 1, дополнительно включающий удаление модифицированных покрытий с вытравленных поверхностей дискретных алмазных частиц.
20. Способ по п. 19, в котором удаление модифицированных покрытий с вытравленных поверхностей дискретных алмазных частиц включает обработку дискретных алмазных частиц по меньшей мере одной кислотой.
