Mae'r allwedd i berfformiad uwch diemwnt polycrystalline sefydlog yn thermol (PCD) o dan amodau llym megis tymheredd uchel a llwyth uchel yn gorwedd yn ei gyfansoddiad deunydd unigryw a'i ddyluniad microstrwythur. O'i gymharu â PCD confensiynol, mae'r fersiwn thermol sefydlog yn cynnwys gwelliannau wedi'u targedu mewn dewis deunydd crai, optimeiddio cyfnod bondio, a phrosesu ôl-, a thrwy hynny wella'n sylweddol ei wrthwynebiad gwres a bywyd gwasanaeth tra'n cynnal caledwch hynod uchel diemwnt.
Mae adeiledd sylfaenol PCD yn cynnwys gronynnau diemwnt maint micron i submicron wedi'u sintro ynghyd â chyfnod bondio. Mewn PCD sy'n sefydlog yn thermol, mae maint gronynnau a ffurf grisial y powdr diemwnt yn cael eu dewis yn llym, fel arfer yn defnyddio powdr diemwnt crisial sengl purdeb uchel i sicrhau bond dynn rhwng grawn a chysondeb mecanyddol cyffredinol. Mae rheoli dosbarthiad maint gronynnau yn arbennig o hanfodol; gall maint gronynnau rhy fras greu parthau bondio gwan, tra bod maint gronynnau rhy fân yn lleihau cryfder macrosgopig y blaen. Mae cymhareb resymol yn sicrhau cydbwysedd rhwng ymwrthedd gwisgo ac ymwrthedd effaith.
Mae'r cyfnod bondio yn ffactor hanfodol sy'n pennu sefydlogrwydd thermol. Mae PCD confensiynol yn aml yn defnyddio metelau fel cobalt a nicel fel catalyddion a rhwymwyr. Gall y metelau hyn hyrwyddo trawsnewid diemwnt yn graffit ar dymheredd uchel, gan gyfyngu ar ei dymheredd gweithredu. Mae PCD sy'n sefydlog yn thermol yn defnyddio system rhwymo wedi'i haddasu, gan atal adweithiau trawsnewid cam i bob pwrpas ar dymheredd uchel trwy leihau'r cynnwys metel catalytig neu gyflwyno cyfnodau rhwymo anfetelaidd ceramig neu garbid. Er enghraifft, mae rhai fformwleiddiadau yn defnyddio silicides neu borides fel cyfnodau pontio, gan gynnal bondio metelegol rhwng gronynnau wrth leihau gweithgaredd graffiteiddio catalytig, gan ganiatáu i'r deunydd gynnal sefydlogrwydd y cyfnod diemwnt uwchlaw 700 gradd.
Yn y cyfnod ôl-brosesu, mae PCD sy'n sefydlog yn thermol yn cael ei anelio o dan wactod tymheredd uchel neu amddiffyniad atmosffer, gan achosi i'r cyfnod catalytig metel gweddilliol ddadactifadu neu fudo i ranbarthau nad ydynt yn hanfodol ar ffiniau grawn, a thrwy hynny wella ymhellach y tymheredd dadelfennu thermol a'r ymwrthedd ocsideiddio. Mae'r broses hon yn gwella'n sylweddol ymwrthedd blinder thermol y deunydd heb leihau caledwch yn sylweddol, gan ei gwneud yn llai tueddol o ymledu microcrack o dan lwythi gwres bob yn ail.
Ar ben hynny, gellir cymhwyso triniaethau swyddogaethol i'r wyneb PCD i fodloni gwahanol ofynion cymhwyso, megis ffurfio haen amddiffynnol hynod denau trwy ddyddodiad anwedd i wella ymwrthedd cyrydiad ymhellach neu reoli cyfernod ffrithiant. Mae dewis y math hwn o ddeunydd wyneb yn perthyn yn agos i'r cryfder bondio gyda'r matrics, ac mae angen sicrhau paru dellt â'r grawn diemwnt i atal delamination interlayer a achosir gan grynodiad straen thermol.
Yn gyffredinol, mae perfformiad uwch PCD sy'n sefydlog yn thermol yn deillio o effaith synergaidd powdr diemwnt a ddewiswyd yn ofalus, dyluniad y cyfnod bondio wedi'i optimeiddio, a phrosesau trin gwres arbenigol. Mae dealltwriaeth ddofn o'i brif ddeunyddiau nid yn unig yn helpu i ddewis deunyddiau i gyd-fynd â thasgau prosesu ond hefyd yn gosod sylfaen gadarn ar gyfer arloesi prosesau dilynol a gwella perfformiad.
