專利名稱：：多晶金剛石的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及在不加入燒結(jié)助劑或催化劑的條件下、通過(guò)對(duì)非金剛石碳進(jìn)行轉(zhuǎn)化和燒結(jié)而獲得的多晶金剛石。
背景技術(shù)：
：由于天然單晶金剛石和人造單晶金剛石具有優(yōu)異的性能，因此它們已用于多種用途。包含單晶金剛石的工具為(例如)水射流噴嘴(專利文獻(xiàn)1)、凹版印刷用刻針(專利文獻(xiàn)2和3)、刻圖儀(專利文獻(xiàn)4)、金剛石切削工具(專利文獻(xiàn)5和6)、或者劃線輪(專利文獻(xiàn)7)。然而，這種單晶金剛石還具有下列性能其磨耗(不勻磨損)會(huì)隨著金剛石的晶體取向的改變而發(fā)生變化。例如，(111)面和(100)面之間的磨耗量差別極大。因此，當(dāng)使用工具時(shí)，應(yīng)用于上述這些工具中的單晶金剛石在短時(shí)間內(nèi)僅在特定平面方向上發(fā)生磨損，并且無(wú)法提供預(yù)計(jì)效果，這會(huì)造成問(wèn)題。單晶金剛石還具有沿(U1)面發(fā)生解理的性能。因此，當(dāng)單晶金剛石用于在使用時(shí)會(huì)受到應(yīng)力作用的工具時(shí)，所述工具會(huì)發(fā)生斷裂或破裂，這同樣會(huì)造成問(wèn)題。為了解決單晶金剛石的不勻磨損性能和解理性能，可使用燒結(jié)金剛石。這種燒結(jié)金剛石是通過(guò)將金剛石顆粒與諸如鈷之類的金屬粘結(jié)劑在一起燒結(jié)而獲得的，因此金屬粘結(jié)劑便存在于金剛石顆粒之間。金屬粘結(jié)劑的區(qū)域軟于金剛石顆粒，因此會(huì)在短時(shí)間內(nèi)被磨損。隨著粘結(jié)劑含量的降低，金剛石顆粒會(huì)脫落，從而無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地提供所述效果。另外還存在這樣的問(wèn)題在金屬粘結(jié)劑的區(qū)域與被加工的金屬材料之間會(huì)發(fā)生粘著損耗，因此不能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的加工。為了解決由金屬粘結(jié)劑引起的問(wèn)題，可通過(guò)使用酸溶解金屬粘結(jié)劑以除去金屬粘結(jié)劑，從而制得不含粘結(jié)劑的燒結(jié)金剛石。然而，金屬粘結(jié)劑的除去會(huì)降低金剛石顆粒間的粘結(jié)力，從而極易增加磨耗對(duì)于不含金屬粘結(jié)劑的多晶金剛石而言，存在一種通過(guò)化學(xué)氣相沉積(CVD)法而獲得的多晶金剛石。然而，這種多晶金剛石在顆粒間的粘結(jié)強(qiáng)度較小，因此具有磨耗量較大的問(wèn)題。下面，將對(duì)上述工具進(jìn)行詳細(xì)描述。包含單晶金剛石的水射流噴嘴的問(wèn)題在于在使用一段時(shí)間后，不能繼續(xù)達(dá)到目標(biāo)切削寬度。這是由如下機(jī)理造成的。在這種由單晶金剛石構(gòu)成的噴嘴中，噴孔內(nèi)表面中的金剛石晶體具有朝向周圍方向的多種晶體取向。在使用的最初階段呈圓柱形的噴嘴在易于發(fā)生磨耗的平面方向上短時(shí)間內(nèi)發(fā)生磨耗。結(jié)果，噴嘴不再呈圓柱形，其內(nèi)表面擴(kuò)大為諸如六面體形之類的多面體形。為了解決這種由不勻磨損導(dǎo)致的變形為多面體形的問(wèn)題，可使用燒結(jié)金剛石(專利文獻(xiàn)8)。然而，如上所述隨著粘結(jié)劑含量的降低，會(huì)使金剛石顆粒脫落，從而使噴孔擴(kuò)大。因此，存在無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地提供切削寬度的問(wèn)題。尤其是，旨在提供更高的切削效率的水射流被設(shè)計(jì)為在高壓下噴射出含有水和硬質(zhì)顆粒(氧化鋁等)的液體。因此便存在如下問(wèn)題軟于金剛石顆粒的金屬粘結(jié)劑的區(qū)域會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生磨損，并且無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地提供切削寬度?？墒褂孟铝蟹椒▽⒉缓饘僬辰Y(jié)劑的多晶金剛石覆蓋于噴嘴的內(nèi)表面上通過(guò)上述CVD(化學(xué)氣相沉積)法，在金屬噴孔的內(nèi)表面上覆蓋上不含金屬粘結(jié)劑的金剛石薄膜(專利文獻(xiàn)9)。然而，這種金剛石薄膜的磨損壽命較短，并且顆粒間的粘結(jié)強(qiáng)度較低，因此具有磨損壽命短的問(wèn)題。另一實(shí)例為凹版印刷用刻針，其中天然單晶金剛石或人造單晶金剛石被用作刻針的材料(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)2和3)。然而，可能是由于這種金剛石具有解理的性能，因此存在這樣的問(wèn)題在使用過(guò)程中，這種工具會(huì)在應(yīng)力作用下發(fā)生斷裂或破裂。由于其具有不勻磨損的性能，因此還存在如下問(wèn)題隨著工具的使用，這種金剛石在短時(shí)間內(nèi)僅在特定平面方向上發(fā)生磨損，因此造成不能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的加工的問(wèn)題。又一實(shí)例為包含單晶金剛石的刻圖儀。例如，如專利文獻(xiàn)4所示，利用多面體形單晶金剛石的多面體頂點(diǎn)(該頂點(diǎn)起到刀刃的作用)來(lái)對(duì)單晶基板、玻璃基板等進(jìn)行劃刻。通過(guò)下列方式制造這種由單晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀對(duì)單晶金剛石進(jìn)行加工使得針對(duì)工件(其是待劃刻的并且由諸如藍(lán)寶石之類的單晶材料構(gòu)成)最耐磨耗的(lll)面特別置于與待劃刻的工件平行對(duì)齊的方向上。然而，如上所述，可能是由于單晶金剛石具有沿(lll)面發(fā)生解理的性能，因此存在這樣的問(wèn)題在用于劃刻的面稍偏離(lll)面時(shí)，由單晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀便會(huì)發(fā)生斷裂或者不勻磨損。又一實(shí)例為金剛石切削工具，其中天然單晶金剛石或人造單晶金剛石被用作該工具的材料(參見(jiàn)專利文獻(xiàn)5和6)。然而，如上所述，由于單晶金剛石具有解理性能和不勻磨損性能，因此這種由單晶金剛石構(gòu)成的工具存在如下問(wèn)題在使用過(guò)程中，工具由于應(yīng)力而發(fā)生斷裂或破裂，隨著工具的使用，該工具在短時(shí)間內(nèi)僅在特定平面方向上發(fā)生磨損，并且不能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的加工。又一實(shí)例為劃線輪，其中單晶金剛石被用作該劃線輪的材料。例如，如專利文獻(xiàn)7所示，使用劃線輪的V形刃(該刃起到切削刃的作用)，在諸如液晶面板用玻璃之類的脆性材料中形成了刻劃線。然而，與其他工具一樣，由于單晶金剛石的解理性能的問(wèn)題，因此存在這樣的問(wèn)題在使用過(guò)程中，由于應(yīng)力所述劃線輪會(huì)發(fā)生斷裂或破裂。由于不勻磨損的性能，因此隨著工具的使用，這種工具在短時(shí)間內(nèi)僅在特定平面方向上發(fā)生磨損，并且存在該工具不能長(zhǎng)時(shí)間使用的問(wèn)題。由單晶金剛石構(gòu)成的劃線輪具有V形刃，其中晶體具有沿圓周方向的多個(gè)晶體取向。因此，在使用初期呈正圓形的刃會(huì)在短時(shí)間內(nèi)在易于磨損的平面方向上發(fā)生磨損，并且正圓形變形為多邊形。因此，該劃線輪便出現(xiàn)了不能繼續(xù)滾動(dòng)的問(wèn)題。為了解決上述各種工具中存在的解理性能和不勻磨損性能的問(wèn)題，可將燒結(jié)金剛石壓實(shí)體用作這些工具的材料，其中該壓實(shí)體含有用作粘結(jié)劑的金屬(專利文獻(xiàn)7和10)。然而，盡管使用了燒結(jié)金剛石，但是仍可能發(fā)生如下問(wèn)題含有鈷等的金屬粘結(jié)劑的區(qū)域軟于金剛石顆粒，因此會(huì)在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生磨損，并且在金屬粘結(jié)劑的區(qū)域與被加工的金屬材料(如銅)之間會(huì)發(fā)生粘著損耗，因此不能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的加工?？赏ㄟ^(guò)使用酸溶解金屬粘結(jié)劑來(lái)除去燒結(jié)金剛石壓實(shí)體中的這種金屬粘結(jié)劑。然而這會(huì)降低金剛石顆粒的粘結(jié)力，從而極易增加磨耗量。通過(guò)CVD法制得且不含金屬粘結(jié)劑的多晶金剛石在顆粒間具有較低的粘結(jié)強(qiáng)度，因而這種金剛石可能存在磨損壽命短的問(wèn)題。日本未審査專利申請(qǐng)公開No.2000-061897[專利文獻(xiàn)2]日本未審査專利申請(qǐng)公開No.2006-123137[專利文獻(xiàn)3]日本未審査專利申請(qǐng)公開No.2006-518699[專利文獻(xiàn)4]日本未審查專利申請(qǐng)公開No.2005-289703[專利文獻(xiàn)5]日本未審査專利申請(qǐng)公開No.2004-181591[專利文獻(xiàn)6]日本未審查專利申請(qǐng)公開No.2003-025118[專利文獻(xiàn)7]日本未審查專利申請(qǐng)公開No.2007-031200[專利文獻(xiàn)8]日本未審查專利申請(qǐng)公開No.10-270407[專利文獻(xiàn)9]日本未審查專利申請(qǐng)公開No.2006-159348[專利文獻(xiàn)10]國(guó)際公開No.2003/05178
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問(wèn)題鑒于上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種適用于多種用途的多晶金剛石以及包含這種多晶金剛石的水射流噴嘴、凹版印刷用刻針、刻圖儀、金剛石切削工具和劃線輪。具體而言，與含有單晶金剛石以及燒結(jié)金剛石壓實(shí)體(其含有金屬粘結(jié)劑)的常規(guī)工具相比，本發(fā)明的目的是提供長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地提供切削寬度的水射流噴嘴、能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地加工的凹版印刷用刻針、刻圖儀、金剛石切削工具和劃線輪。解決問(wèn)題的方法為了解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的發(fā)明人進(jìn)行了深入研究。最終，他們發(fā)現(xiàn)一種多晶金剛石有利地適用于多種用途，這種多晶金剛石不含諸如鈷之類的金屬粘結(jié)劑，其平均粒徑大于50nm且小于2500nm，并且純度大于或等于99%，并且燒結(jié)體的D90粒徑小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑)。這樣，他們完成了本發(fā)明。具體而言，如下所述，本發(fā)明涉及多晶金剛石以及包含這種多晶金剛石、并且能夠進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地加工的水射流噴嘴、凹版印刷用刻針、刻圖儀、金剛石切削工具和劃線輪。<多晶金剛石>(1)一種多晶金剛石，其是在未加入燒結(jié)助劑或催化劑的條件下、通過(guò)在超高壓和高溫下對(duì)非金剛石碳進(jìn)行轉(zhuǎn)化和燒結(jié)而獲得的，其中構(gòu)成所述多晶金剛石的燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑大于50nm且小于2500nm，并且純度大于或等于99%，以及所述金剛石的D90粒徑小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑)。(2)根據(jù)上述第(1)項(xiàng)所述的多晶金剛石，其中所述燒結(jié)金剛石顆粒的D90粒徑小于或等于(平均粒徑+0.7x平均粒徑)。(3)根據(jù)上述第(1)項(xiàng)所述的多晶金剛石，其中所述燒結(jié)金剛石顆粒的D90粒徑小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑)。(4)根據(jù)上述第(1)至(3)項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石，其中所述多晶金剛石的硬度大于或等于lOOGPa。(5)根據(jù)上述第(1)至(4)項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石，其中所述非金剛石碳為具有石墨型層結(jié)構(gòu)的碳素材料。<水射流噴嘴>(6)—種水射流噴嘴(<7才一夕一^工、;/卜用才U7^7)，其包含根據(jù)上述第(1)至(5)項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石。(7)根據(jù)上述第(6)項(xiàng)所述的水射流噴嘴，其中在所述多晶金剛石中形成有供水射流流體通過(guò)的噴孔，該噴孔的內(nèi)表面的表面粗糙度Ra小于或等于300nm。(8)根據(jù)上述第(6)或(7)項(xiàng)所述的水射流噴嘴，其中在所述多晶金剛石中形成的所述噴孔的直徑大于或等于10iim且小于或等于500|Lim。(9)根據(jù)上述第(6)至(8)項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的水射流噴嘴，其中噴嘴的深度(才U7^7高3)(L)與在所述多晶金剛石中形成的噴孔的直徑(D)的比(L/D)為10至500。(10)根據(jù)上述第(6)或(7)項(xiàng)所述的水射流噴嘴，其中在所述多晶金剛石中形成的所述噴孔的直徑大于500pm且小于或等于5000(im。(11)根據(jù)上述第(6)、(7)和(10)項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的水射流噴嘴，其中噴嘴的深度(L)與在所述多晶金剛石中形成的噴孔的直徑(D)的比(L/D)為0.2至10。<凹版印刷用刻針〉(12)—種凹版印刷用刻針，其包含根據(jù)上述第(1)至(5)項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石。<刻圖儀>(13)—種刻圖儀，其包含根據(jù)上述第(1)至(5)項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石。(14)根據(jù)上述第(13)項(xiàng)所述的刻圖儀，其中所述刻圖儀頂端的切削面為包括三條或多條刃的多邊形，并且所述多邊形的部分刃或者全部刃被用作刀刃。<金剛石切削工具>(15)—種金剛石切削工具，其包含根據(jù)上述第(1)至(5)項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石。<劃線輪>(16)—種劃線輪，其包含根據(jù)上述第(1)至(5)項(xiàng)中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石。發(fā)明的效果本發(fā)明的多晶金剛石不會(huì)發(fā)生不勻磨損，因而適用于多種用途。與含有單晶金剛石以及燒結(jié)金剛石壓實(shí)體(其含有金屬粘結(jié)劑)的常規(guī)水射流噴嘴相比，本發(fā)明的水射流噴嘴能在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)穩(wěn)定地提供切削寬度。與含有單晶金剛石以及燒結(jié)金剛石壓實(shí)體(其含有金屬粘結(jié)劑)的常規(guī)工具相比，本發(fā)明的凹版印刷用刻針、刻圖儀、金剛石切削工具和劃線輪能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地加工。本發(fā)明的最佳實(shí)施方式下面，將對(duì)本發(fā)明的多晶金剛石進(jìn)行詳細(xì)地描述。本發(fā)明的多晶金剛石基本上為單相金剛石(純度大于或等于99%)，并且不含諸如鈷之類的金屬粘結(jié)劑?？稍跊](méi)有催化劑或溶劑的條件下、通過(guò)在超高壓和高溫(溫度180CTC至2600°C，壓力12GPa至25GPa)下，將諸如石墨、玻璃碳或無(wú)定形碳之類的非金剛石碳用作原料，將該非金剛石碳直接轉(zhuǎn)化并同時(shí)燒結(jié)來(lái)獲得這樣的多晶金剛石。所得多晶金剛石不會(huì)發(fā)生在單晶中出現(xiàn)的不勻磨損。需要注意的是，由用作原料的金剛石粉末或者石墨來(lái)制備多晶金剛石的方法是己知的。具體而言，由用作原料的金剛石粉末來(lái)制備多晶金剛石的方法、以及通過(guò)這些方法獲得的多晶金剛石在如下參考文獻(xiàn)1至4中有所披露。日本未審査專利申請(qǐng)公開No.2006-007677[參考文獻(xiàn)2]日本未審查專利申請(qǐng)公開No.2002-187775[參考文獻(xiàn)3]日本專利No.3855029[參考文獻(xiàn)4]日本未審査專利申請(qǐng)公開No.2004-168554參考文獻(xiàn)1披露了一種多晶金剛石，構(gòu)成這種多晶金剛石的金剛石顆粒的平均粒徑為80nm至1|im，這在本發(fā)明限定范圍內(nèi)。然而，參考文獻(xiàn)1中所記載的多晶金剛石是通過(guò)參考文獻(xiàn)2中所描述的方法獲得的。參考文獻(xiàn)2中記載多晶金剛石是通過(guò)如下方法制得的將金剛石粉末與用作燒結(jié)助劑的碳酸鹽一同進(jìn)行燒結(jié)，并且燒結(jié)后所得的多晶金剛石中仍存留有碳酸鹽。因此，參考獻(xiàn)1中所披露的多晶金剛石的結(jié)構(gòu)不同于本發(fā)明的多晶金剛石的結(jié)構(gòu)。參考文獻(xiàn)3中披露了另一種將金剛石粉末與燒結(jié)助劑一同進(jìn)行燒結(jié)的方法。然而，參考文獻(xiàn)3中記載了經(jīng)IR譜確認(rèn)，通過(guò)該方法獲得的多晶金剛石中存留有部分的燒結(jié)助劑。因此，這種多晶金剛石的結(jié)構(gòu)也不同于本發(fā)明的多晶金剛石的結(jié)構(gòu)。參考文獻(xiàn)4記載了參考文獻(xiàn)2和3中的燒結(jié)體的硬度低于本發(fā)明的不含燒結(jié)助劑的燒結(jié)體的硬度。因此，參考文獻(xiàn)4表明本發(fā)明的燒結(jié)體是優(yōu)異的。上述參考文獻(xiàn)4還披露了一種未使用燒結(jié)助劑的多晶金剛石的制備方法。該方法使用金剛石微粉用作起始材料，并且所得燒結(jié)體的粒徑小于或等于100nm，這在本發(fā)明所限定的范圍內(nèi)。然而，本發(fā)明中使用非金剛石碳作為起始材料。具體而言，當(dāng)使用具有石墨型層結(jié)構(gòu)的碳素材料作為起始材料時(shí)，多晶金剛石可具有被稱作薄片狀結(jié)構(gòu)的特殊結(jié)構(gòu)，而這種結(jié)構(gòu)并不存在于參考文獻(xiàn)4的多晶金剛石中。下述參考文獻(xiàn)5記載了在具有薄片狀結(jié)構(gòu)的區(qū)域中，破裂的延伸得以抑制。這表明，與參考文獻(xiàn)4中所記載的多晶金剛石相比，本發(fā)明的多晶金剛石更不易于發(fā)生斷裂。綜上，本發(fā)明的多晶金剛石的結(jié)構(gòu)完全不同于已公開的那些金剛石燒結(jié)體的結(jié)構(gòu)，因此，本發(fā)明的多晶金剛石具有遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于那些已公開的金剛石燒結(jié)體的力學(xué)特性。下面是描述獲得多晶金剛石的方法的參考文獻(xiàn)的例子，其中與本發(fā)明一樣，在未加入燒結(jié)助劑或催化劑的條件下、通過(guò)在12GPa或更高的超高壓和220(TC或更高的高溫下，將用作起始材料的非金剛石碳素材料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)。SEITechnicalReview,165(2004)68(Sumiya等人)[參考文獻(xiàn)6]日本未審查專利申請(qǐng)公開No.2007-22888[參考文獻(xiàn)7]日本未審査專利申請(qǐng)公開No.2003-292397由通過(guò)上述參考文獻(xiàn)5至7中所述方法獲得的金剛石制成各種工具，并評(píng)價(jià)所得工具的性能?？赡苁怯捎趨⒖嘉墨I(xiàn)5中所述金剛石含有直徑為平均粒徑的約IO倍的異常生長(zhǎng)的顆粒，并且參考文獻(xiàn)6中所描述的金剛石含有由所添加的粗的原料轉(zhuǎn)化得到的粗的金剛石顆粒，因此評(píng)價(jià)表明具有這種粗顆粒的部分磨損極快。隨后，對(duì)如何除去這種磨損極快的部分進(jìn)行了深入研究，結(jié)果表明需要對(duì)構(gòu)成多晶金剛石的燒結(jié)顆粒的直徑分布進(jìn)行控制。因此，那些在對(duì)粒徑分布進(jìn)行控制的條件下制得的各種工具不具有磨損極快的顆粒，并且顯示了長(zhǎng)時(shí)間的穩(wěn)定性能。參考文獻(xiàn)7中所記載的金剛石具有異常的顆粒生長(zhǎng)，這可能是由于其制備方法與參考文獻(xiàn)5中的方法類似。參考文獻(xiàn)7中所記載的金剛石具有與參考文獻(xiàn)5描述的類似的問(wèn)題。上述問(wèn)題可通過(guò)使用這樣的多晶金剛石而得以解決，其中構(gòu)成所述多晶金剛石的燒結(jié)顆粒的平均粒徑大于50nm且小于2500nm，并且純度大于或等于99%，以及所述燒結(jié)體的D90粒徑小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑)。這是由于通過(guò)使多晶金剛石的燒結(jié)顆粒的D90粒徑小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑)，異常磨損得以抑制。本發(fā)明中的平均粒徑是指通過(guò)透射電鏡(TEM)而測(cè)定的數(shù)均粒徑?？赏ㄟ^(guò)控制起始材料的粒徑或燒結(jié)條件來(lái)控制平均粒徑和D90粒徑。下面為滿足上述多晶金剛石中的關(guān)系的平均粒徑和D90粒徑的具體數(shù)值。例1:當(dāng)平均粒徑為60nm時(shí)，D90粒徑小于或等于114nm。例2:當(dāng)平均粒徑為100nm時(shí)，D90粒徑小于或等于190nm。例3:當(dāng)平均粒徑為500nm時(shí)，D90粒徑小于或等于950nm。D90粒徑更優(yōu)選為等于或小于(平均粒徑+0.7x平均粒徑)，甚至更優(yōu)選為等于或小于(平均粒徑+0.5x平均粒徑)。當(dāng)平均粒徑小于或等于50nm、或者大于或等于2500nm時(shí)，硬度則低于100GPa，并且會(huì)在短時(shí)間內(nèi)造成磨損，因不能長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地獲得切削寬度。下面，將對(duì)本發(fā)明的水射流噴嘴進(jìn)行詳細(xì)地描述。由于本發(fā)明的噴嘴材料為上述本發(fā)明的多晶金剛石，因此本發(fā)明的水射流噴嘴中不會(huì)發(fā)生在由單晶構(gòu)成的噴嘴中所出現(xiàn)的不勻磨損。本發(fā)明的發(fā)明人利用由上述參考文獻(xiàn)5至7中的方法獲得的金剛石來(lái)制備噴嘴，并測(cè)定這些噴嘴的切削寬度。測(cè)定結(jié)果表明，如上所述根據(jù)這些參考文獻(xiàn)所獲得的金剛石含有粗的顆粒，因而對(duì)應(yīng)于這些粗的顆粒的部分磨損極快。在這種情況中，水射流溶劑(7才一夕一-工:y卜溶媒)在該部分的的流速下降，并且流動(dòng)方向發(fā)生改變。因此，存在如下問(wèn)題隨著切削時(shí)間的流逝，切削寬度降低或增加，并且切削寬度不穩(wěn)定，因而無(wú)法提供所需切削寬度。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了穩(wěn)定地獲得所需切削寬度，需要消除這種磨損極快的部分，這通過(guò)對(duì)燒結(jié)體的粒徑分布加以控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。具體而言，在由粒徑分布得到控制的金剛石構(gòu)成的噴嘴中，磨損極快的顆粒被除去，所述金剛石為本發(fā)明的多晶金剛石，其中該多晶金剛石的平均粒徑大于50nm且小于2500nm，并且純度大于或等于99%，以及所述燒結(jié)體的D90粒徑小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑)。因此，使用這種噴嘴解決了上述問(wèn)題，并且使用這種噴嘴可長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地提供所需的切削寬度。用于本發(fā)明水射流噴嘴的多晶金剛石的平均粒徑和D90粒徑優(yōu)選分別滿足上述范圍。合人心意的是，根據(jù)水射流所用流體中所含的硬質(zhì)顆粒的平均直徑來(lái)選擇燒結(jié)體的D90粒徑。當(dāng)硬質(zhì)顆粒的平均直徑基本上小于或等于燒結(jié)體結(jié)構(gòu)的平均粒徑時(shí)，無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地提供切削寬度。這是由于當(dāng)硬質(zhì)顆粒與燒結(jié)體結(jié)構(gòu)發(fā)生碰撞時(shí)，其不是與燒結(jié)體顆粒的多個(gè)表面碰撞，而是僅與單一一個(gè)表面發(fā)生碰撞，當(dāng)該表面具有易于磨損的晶體取向時(shí)，該顆粒磨損極快?；谶@一原因，將構(gòu)成噴嘴的燒結(jié)體的D90粒徑選擇為等于或小于硬質(zhì)顆粒直徑的1/10。下述例子中的具體數(shù)值示出了這一情況。例4:當(dāng)硬質(zhì)顆粒的直徑為50]am時(shí)，D90小于或等于5)im。構(gòu)成水射流噴嘴的多晶金剛石的硬度優(yōu)選大于或等于100GPa。當(dāng)多晶金剛石的硬度小于100GPa時(shí)，噴嘴的壽命較短。供水射流流體從中通過(guò)的噴孔的內(nèi)表面的表面粗糙度Ra優(yōu)選等于或小于300nm。當(dāng)該表面粗糙度Ra大于300nm時(shí)，噴嘴的壽命較短。當(dāng)在多晶金剛石中形成的噴孔的直徑大于或等于10^tm且小于或等于500pm時(shí)，噴嘴的深度(L)與噴孔直徑(D)的比(L/D)優(yōu)選為10至500。當(dāng)在多晶金剛石中形成的噴孔的直徑大于或等于500且小于或等于5000pm時(shí)，噴嘴深度(L)與噴孔直徑(D)的比(L/D)優(yōu)選為0.2至10。下面，將對(duì)本發(fā)明的凹版印刷用刻針進(jìn)行詳細(xì)地描述。由于本發(fā)明的凹版印刷用刻針的材料為上述本發(fā)明的多晶金剛石，因此本發(fā)明的凹版印刷用刻針不會(huì)發(fā)生在由單晶構(gòu)成的刻針中所出現(xiàn)的不勻磨損。本發(fā)明的發(fā)明人利用通過(guò)上述參考文獻(xiàn)5至7中的方法獲得的金剛石來(lái)制備刻針，并檢査這些刻針的加工性。檢查結(jié)果表明，如上所述根據(jù)這些參考文獻(xiàn)所獲得的金剛石含有粗的顆粒，因而對(duì)應(yīng)于這些粗的顆粒的部分磨損極快。在這種情況中，存在如下問(wèn)題這些部分會(huì)在被加工的金屬上造成不均勻的劃痕，因而無(wú)法進(jìn)行所需加工。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了迸行所需穩(wěn)定的加工，需要消除這種磨損極快的部分，這通過(guò)對(duì)燒結(jié)體的粒徑分布加以控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此制得這樣的刻針，該刻針包含本發(fā)明的粒徑分布得以控制的多晶金剛石。在該刻針中，磨損極快的顆粒被除去，并且使用該刻針會(huì)長(zhǎng)時(shí)間獲得所需穩(wěn)定的加工。本發(fā)明的多晶金剛石包含這樣的燒結(jié)金剛石顆粒，該燒結(jié)金剛石顆粒的D90粒徑小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑)。因此，可以抑制異常磨損。構(gòu)成凹版印刷用刻針的多晶金剛石的硬度優(yōu)選大于或等于100GPa。當(dāng)多晶金剛石的硬度小于lOOGPa時(shí)，該刻針的壽命較短。當(dāng)平均粒徑小于或等于50nm、或者大于或等于2500nm時(shí)，硬度則低于100GPa，這樣會(huì)在短時(shí)間內(nèi)造成磨損，從而無(wú)法進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的加工。下面，將對(duì)本發(fā)明的刻圖儀進(jìn)行詳細(xì)地描述。由于本發(fā)的刻圖儀的材料為上述本發(fā)明的多晶金剛石，因此本發(fā)明的凹版印刷用刻針不會(huì)發(fā)生在由單晶構(gòu)成的刻針中所出現(xiàn)的不勻磨損。上述參考文獻(xiàn)1披露了一種由多晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀，并且構(gòu)成這種刻圖儀的多晶金剛石的金剛石顆粒的平均粒徑為80nm至1|am，這在本發(fā)明限定范圍內(nèi)。然而，如上所述，通過(guò)參考文獻(xiàn)1(參考文獻(xiàn)2)中的制法制得的多晶金剛石在燒結(jié)后含有殘留的碳酸鹽。因此，這種多晶金剛石的結(jié)構(gòu)不同于本發(fā)明的多晶金剛石的結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的發(fā)明人利用通過(guò)上述參考文獻(xiàn)5至7中的方法獲得的金剛石來(lái)制備刻圖儀，并檢査這些刻圖儀的加工性。檢查結(jié)果表明，如上所述通過(guò)這些參考文獻(xiàn)所述的方法而獲得的金剛石含有粗的顆粒，因而與這些粗的顆粒對(duì)應(yīng)的部分磨損極快。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了進(jìn)行所需穩(wěn)定的加工，需要消除這種磨損極快的部分，這通過(guò)對(duì)燒結(jié)體的粒徑分布加以控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此制得這樣的刻圖儀，該刻圖儀包含本發(fā)明的粒徑分布得以控制的多晶金剛石。在該刻圖儀中，磨損極快的顆粒被除去，并且使用該刻圖儀會(huì)長(zhǎng)時(shí)間獲得所需穩(wěn)定的加工。構(gòu)成刻圖儀的多晶金剛石的硬度優(yōu)選大于或等于100GPa。當(dāng)平均粒徑小于或等于50nm、或者大于或等于2500nm時(shí)，其硬度低于lOOGPa。當(dāng)該硬度低于100GPa時(shí)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)造成磨損，從而無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地加工，刻圖儀的壽命較短。下面，將對(duì)本發(fā)明的金剛石切削工具進(jìn)行詳細(xì)地描述。由于用作本發(fā)明的金剛石工具材料的多晶金剛石為上述本發(fā)明的多晶金剛石，因而該多晶金剛石基本上為單相金剛石(純度大于或等于99%)，并且不含諸如鈷之類的金屬粘結(jié)劑。因此，本發(fā)明的金剛石切削工具不會(huì)發(fā)生在由包含單晶的金剛石工具中所出現(xiàn)的不勻磨損。本發(fā)明的發(fā)明人利用通過(guò)上述參考文獻(xiàn)5至7中的方法獲得的金剛石來(lái)制備金剛石工具，并檢査這些工具的加工性。檢査結(jié)果表明，如上所述通過(guò)這些參考文獻(xiàn)所述的方法而獲得的金剛石含有粗的顆粒，因而與這些粗的顆粒對(duì)應(yīng)的部分磨損極快。在這種情況中，存在如下問(wèn)題這些部分會(huì)在被加工的金屬中造成不均勻的劃痕，因而無(wú)法進(jìn)行所需加工。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了進(jìn)行所需穩(wěn)定的加工，需要消除這種磨損極快的部分，這通過(guò)對(duì)燒結(jié)體的粒徑分布加以控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此制得這樣的金剛石工具，該金剛石工具包含本發(fā)明的粒徑分布得以控制的多晶金剛石。在該工具中，磨損極快的顆粒被除去，并且使用該工具會(huì)長(zhǎng)時(shí)間獲得所需穩(wěn)定的加工。構(gòu)成金剛石切削工具的多晶金剛石的硬度優(yōu)選大于或等于100GPa。當(dāng)多晶金剛石的硬度小于100GPa時(shí)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)造成磨損，因此無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地加工，且該金剛石工具的壽命較短。因此，使多晶金剛石的燒結(jié)顆粒的平均粒徑大于50nm且小于2500nm，并且其硬度大于或等于100GPa。當(dāng)平均粒徑小于或等于50mn、或者大于或等于2500nm時(shí)，所述硬度會(huì)低于100GPa。使燒結(jié)體顆粒的D90粒徑小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑)，以抑制異常磨損。下面，將對(duì)本發(fā)明的劃線輪進(jìn)行詳細(xì)地描述。由于用作本發(fā)明劃線輪材料的多晶金剛石為上述本發(fā)明的多晶金剛石，因而該多晶金剛石基本上為單相金剛石(純度大于或等于99%)，并且不含諸如鈷之類的金屬粘結(jié)劑。因此，本發(fā)明的劃線輪不會(huì)發(fā)生在包含單晶的劃線輪中所出現(xiàn)的不勻磨損。本發(fā)明的發(fā)明人利用通過(guò)上述參考文獻(xiàn)5至7中的方法而獲得的多晶金剛石來(lái)制備劃線輪，并檢查這些劃線輪的加工性。檢查結(jié)果表明，如上所述通過(guò)這些參考文獻(xiàn)所述的方法而獲得的金剛石含有粗的顆粒，因而與這些粗的顆粒對(duì)應(yīng)的部分磨損極快。本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，為了進(jìn)行所需穩(wěn)定的加工，需要消除這種磨損極快的部分，可通過(guò)對(duì)燒結(jié)體的粒徑分布加以控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。因此制得這樣的劃線輪，該劃線輪包含本發(fā)明的粒徑分布得以控制的多晶金剛石。在該劃線輪中，磨損極快的顆粒被除去，并且使用該劃線輪會(huì)長(zhǎng)時(shí)間獲得所需穩(wěn)定的加工。構(gòu)成劃線輪的多晶金剛石的硬度優(yōu)選大于或等于100GPa。當(dāng)平均粒徑小于或等于50nm、或者大于或等于2500nm時(shí)，所述硬度低于100GPa。當(dāng)該硬度低于lOOGPa時(shí)會(huì)在短時(shí)間內(nèi)造成磨損，因此無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地加工，劃線輪的壽命較短。下面參照例子對(duì)本發(fā)明進(jìn)行描述，其中本發(fā)明的多晶金剛石用作水射流噴嘴、凹版印刷用刻針、刻圖儀、金剛石切削工具和劃線輪的材料。下面對(duì)實(shí)施例和對(duì)比例中所用的測(cè)量方法和評(píng)價(jià)方法進(jìn)行描述。<平均粒徑和D90粒徑>使用放大倍數(shù)為100,000至500,000的透射電鏡，并在拍攝圖像的基礎(chǔ)上進(jìn)行圖像分析，從而獲得燒制石墨材料中的石墨顆粒以及本發(fā)明多晶金剛石中的燒結(jié)金剛石顆粒的D50粒徑(平均粒徑)和D90粒徑。下面，將對(duì)該方法進(jìn)行詳細(xì)地描述。首先，根據(jù)使用透射電鏡拍攝的圖像，來(lái)確定構(gòu)成燒結(jié)體的晶體顆粒的直徑的分布。具體而言，對(duì)顆粒進(jìn)行取樣并對(duì)取樣的顆粒進(jìn)行二值化處理，然后使用圖像分析軟件(例如，由ScionCorporation研發(fā)的Scionlmage)計(jì)算各顆粒的面積(S)。將其面積與某一顆粒的面積相等的圓的直徑(D=2V^)，算做該顆粒的直徑(D)。然后，用數(shù)據(jù)分析軟件(例如，由OriginLabCorporation研發(fā)的Origin、由ParametricTechnologyCorporation石if發(fā)的Mathchad等)來(lái)處理這樣獲得的粒徑分布，從而計(jì)算D50粒徑和D90粒徑。下述實(shí)施例和對(duì)比例中所用的透射電鏡為Hitachi,Ltd.制造的H-9000。<硬度>使用努氏壓頭在4.9N的測(cè)量負(fù)荷下來(lái)測(cè)量實(shí)施例和對(duì)比例中的硬度。<表面粗糙度>通過(guò)調(diào)節(jié)用于拋光噴孔內(nèi)表面的拋光劑的顆粒直徑來(lái)對(duì)噴孔內(nèi)表面的表面粗糙度進(jìn)行調(diào)節(jié)。使用接觸式表面粗糙度測(cè)定儀，根據(jù)JISB0601來(lái)測(cè)量表面粗糙度。由于不能將測(cè)量探針插入噴孔內(nèi)，因此按照相同工藝單獨(dú)制備另一噴嘴，并將其切開以進(jìn)行測(cè)量。水射流噴嘴下面將描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的噴嘴的實(shí)施例。實(shí)施例1-1至1-3是改變表面粗糙度的例子。實(shí)施例1-4至1-6是改變噴孔直徑的例子。實(shí)施例1-7至1-12是改變平均粒徑和D90粒徑的例子。實(shí)施例1-13和1-14是同時(shí)增大平均粒徑和噴孔直徑的例子。制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為370nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極髙，為110GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200(im，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為290nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至300^m時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)160小時(shí)。為了進(jìn)行對(duì)比，還同樣評(píng)價(jià)了由晶體平均粒徑為5(Xm的燒結(jié)金剛石(其含有鈷粘結(jié)劑)制成的噴嘴的切削性能，該時(shí)間極短，為約50小時(shí)。[實(shí)施例1-2]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為370nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為110GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200|im，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為50mn。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至300pm時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)240小對(duì)。為了進(jìn)行對(duì)比，還同樣評(píng)價(jià)了由晶體平均粒徑為5的燒結(jié)金剛石(其含有鈷粘結(jié)劑)制成的噴嘴的切削性能，該時(shí)間極短，為約70小時(shí)。[實(shí)施例1-3]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為370nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為110GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200)Lim，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為5nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至300ixm時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)520小時(shí)。為了進(jìn)行對(duì)比，還評(píng)價(jià)了由晶體平均粒徑為5pm的燒結(jié)金剛石(其含有鈷粘結(jié)劑)構(gòu)成的噴嘴的相同的切削性能，該時(shí)間極短，為約90小時(shí)。[實(shí)施例1-4]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為370nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為110GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為450|im，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為290nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至550pm時(shí)的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)165小時(shí)。為了進(jìn)行對(duì)比，還同樣評(píng)價(jià)了由晶體平均粒徑為5pm的燒結(jié)金剛石(其含有鈷粘結(jié)劑)構(gòu)成的噴嘴的切削性能，該時(shí)間極短，為約55小時(shí)。[實(shí)施例1-5〗制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為370nm19的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為110GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為50^m，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為290nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至100nm時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)210小時(shí)。為了進(jìn)行對(duì)比，還同樣評(píng)價(jià)了由晶體平均粒徑為5pm的燒結(jié)金剛石(其含有鈷粘結(jié)劑)構(gòu)成的噴嘴的切削性能，該時(shí)間極短，為約75小時(shí)。[實(shí)施例1-6]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為370nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為110GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為15)im，噴嘴深度為7mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為290nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至30(im時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)230小時(shí)。為了進(jìn)行對(duì)比，還同樣評(píng)價(jià)了由晶體平均粒徑為5[im的燒結(jié)金剛石(其含有鈷粘結(jié)劑)構(gòu)成的噴嘴的切削性能，該時(shí)間極短，為約80小時(shí)。[實(shí)施例1-7]制備平均粒徑為110nm且D90粒徑為175nm(其小于或等于(平均粒徑+0.7x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為230nm且D90粒徑為380nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為115GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200pm，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為280nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至300pm時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)180小時(shí)。[實(shí)施例1-8]制備平均粒徑為95nm且D90粒徑為135nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為180nm且D90粒徑為260nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為125GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200(im，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為280nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至300pm時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)210小時(shí)。[實(shí)施例1-9]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為55nm且D90粒徑為80nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為105GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200pm，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為250nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至200pm時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)130小時(shí)。[實(shí)施例1-10]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例9中所用的時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為560nm且D90粒徑為830nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為120GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200pm，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為240nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至300pm時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)160小時(shí)。[實(shí)施例1-11]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例9中所用的時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為1100nm且D90粒徑為1600nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為112GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200pm，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為250nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至300pm時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)150小時(shí)。[實(shí)施例1-12]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40mn(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例9中所用的時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為2400nm且D90粒徑為3500nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為102GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200)im，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為270nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至300pm時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)110小時(shí)。[實(shí)施例1-13]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例9中所用的時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為2400nm且D90粒徑為3500nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為102GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為1500pm，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為270nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至2000|im時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)210小時(shí)。[實(shí)施例1-14]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例9中所用的時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為2400nm且D90粒徑為3500nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為102GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為3500pm，噴嘴深度為0.7mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為270nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至4500(im時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間長(zhǎng)達(dá)160小時(shí)。[對(duì)比例1-1]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為370nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為110GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200^im，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為350nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至300nm時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間較短，為95小時(shí)。[對(duì)比例1-2]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為210nm(其約為(平均粒徑+l.lx平均粒徑))的石墨,以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為400nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為112GPa。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200pm，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為290nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至300pm時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間較短，為90小時(shí)。[對(duì)比例1-3]制備平均粒徑為20nm且D90粒徑為37nm(其約等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為45nm且D90粒徑為80nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度為95GPa，因而該多晶金剛石有點(diǎn)軟。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200iam，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為250nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至300pm時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間較短，為80小時(shí)。[對(duì)比例1-4]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其約等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為2700nm且D90粒徑為3900nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度為91GPa，因而該多晶金剛石有點(diǎn)軟。由該多晶材料制備噴嘴，該噴嘴的噴孔直徑為200)im，噴嘴深度為5mm，并且噴孔表面的表面粗糙度Ra為240nm。評(píng)價(jià)該噴嘴的水射流切削性能。測(cè)定當(dāng)噴嘴直徑擴(kuò)大至300時(shí)所經(jīng)歷的切削時(shí)間，該時(shí)間較短，為85小時(shí)。表I示出了上述實(shí)施例和對(duì)比例中多晶金剛石的燒結(jié)顆粒的平均粒徑、D90粒徑、系數(shù)(K)、硬度以及磨損壽命方面的數(shù)值。需要注意的是，系數(shù)(K)由下列方程式(1)進(jìn)行定義。D90粒徑-平均粒徑+平均粒徑xK...(1)<table>tableseeoriginaldocumentpage25</column></row><table>*1):L/D=噴孔直徑(D)/噴嘴深度(L)[實(shí)施例2]凹版印刷用刻針下面將對(duì)本發(fā)明和對(duì)比例的凹版印刷用刻針的實(shí)例進(jìn)行描述。下面將對(duì)刻針的耐磨性的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行描述。<耐磨性評(píng)價(jià)>由所獲得的多晶金剛石制備夾角為120。的刻針。以8kHz的頻率驅(qū)動(dòng)該刻針，用該刻針對(duì)銅工件進(jìn)行加工，并測(cè)定當(dāng)一側(cè)刃線部分的磨損深度增至10時(shí)所經(jīng)歷的加工時(shí)間。將該加工時(shí)間定義為刻針的磨損壽命，并在此基礎(chǔ)上對(duì)刻針的耐磨性進(jìn)行評(píng)價(jià)。[實(shí)施例2-1]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為370nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為110GPa。由該多晶金剛石制得的刻針具有長(zhǎng)達(dá)240小時(shí)的磨損壽命。為了進(jìn)行對(duì)比，還同樣評(píng)價(jià)由單晶金剛石構(gòu)成的刻針的加工性能，其加工時(shí)間極短，為約60小時(shí)。[實(shí)施例2-2]制備平均粒徑為110nm且D90粒徑為175nm(其小于或等于(平均粒徑+0.7x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為230nm且D90粒徑為380nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極髙，為115GPa。由該多晶金剛石制得的刻針具有長(zhǎng)達(dá)280小時(shí)的磨損壽命。[實(shí)施例2-3]制備平均粒徑為95nm且D90粒徑為135nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為180nm且D90粒徑為260nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為125GPa。由該多晶金剛石制得的刻針具有長(zhǎng)達(dá)320小時(shí)的磨損壽命。制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為55nm且D90粒徑為80nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為105GPa。由這樣獲得的多晶金剛石制備夾角為120。的刻針。由該多晶金剛石制得的刻針具有長(zhǎng)達(dá)200小時(shí)的磨損壽命。[實(shí)施例2-5]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例4中所用時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為560nm且D90粒徑為830nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為120GPa。由該多晶金剛石制得的刻針具有長(zhǎng)達(dá)180小時(shí)的磨損壽命。[實(shí)施例2-6]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例5中所用時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為1100nm且D90粒徑為1600nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為112GPa。由該多晶金剛石制得的刻針具有長(zhǎng)達(dá)170小時(shí)的磨損壽命。[實(shí)施例2-7]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例6中所用時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為2400nm且D90粒徑為3500nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為102GPa。由該多晶金剛石制得的刻針具有長(zhǎng)達(dá)150小時(shí)的磨損壽命。[對(duì)比例2-1]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為210nm(其小于或等于(平均粒徑+l.lx平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為400nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為112GPa。由該多晶金剛石制得的刻針的磨損壽命較短，為90小時(shí)。[對(duì)比例2-2]制備平均粒徑為20nm且D90粒徑為37nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為45nm且D90粒徑為80nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度為95GPa,因而該多晶金剛石有點(diǎn)軟。由該多晶金剛石制得的刻針的磨損壽命較短，為85小時(shí)。[對(duì)比例2-3]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為2700nm且D90粒徑為3900nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度為91GPa，因而該多晶金剛石有點(diǎn)軟。由該多晶金剛石制得的刻針的磨損壽命較短，為70小曰寸。[對(duì)比例2-4]用單晶金剛石作為原料來(lái)制備刻針，并按照與實(shí)施例1相同的方式測(cè)試其耐磨性，該刻針的磨損壽命為60小時(shí)。表II示出了上述實(shí)施例和對(duì)比例中多晶金剛石的燒結(jié)顆粒的平均粒徑、D90粒徑、系數(shù)(K)、硬度以及磨損壽命方面的數(shù)值。需要注意的是，系數(shù)(K)由上述方程式(1)進(jìn)行定義。<table>tableseeoriginaldocumentpage29</column></row><table>[實(shí)施例3]刻圖儀下面將對(duì)本發(fā)明以及對(duì)比例的刻圖儀的實(shí)例進(jìn)行描述。下面將對(duì)刻圖儀的耐磨性的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行描述。<耐磨性評(píng)價(jià)>用所獲得的多晶材料制備4點(diǎn)式刻圖儀，并對(duì)其進(jìn)行磨損測(cè)試，其中在負(fù)荷為50g、劃刻速度為1cm/分鐘、劃刻距離為1m的條件下，用該刻圖儀對(duì)藍(lán)寶石基板進(jìn)行劃刻。根據(jù)測(cè)試中的磨耗量來(lái)評(píng)價(jià)刻圖儀的耐磨性。[實(shí)施例3-1]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為370nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為110GPa。由該多晶金剛石制得的刻圖儀的磨耗量極低，約為由單晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀的磨耗量的1/70。[實(shí)施例3-2]制備平均粒徑為110nm且D90粒徑為175nm(其小于或等于(平均粒徑+0.7x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為230nm且D90粒徑為380nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為115GPa。由該多晶金剛石制得的刻圖儀的磨耗量極低，約為由單晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀的磨耗量的1/80。[實(shí)施例3-3]制備平均粒徑為95nm且D90粒徑為135nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為180nm且D90粒徑為260nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為125GPa。由該多晶金剛石制得的刻圖儀的磨耗量極低，約為由單晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀的磨耗量的1/90。[實(shí)施例3-4]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為55nm且D90粒徑為80nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為105GPa。由該多晶金剛石制得的刻圖儀的磨耗量極低，約為由單晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀的磨耗量的1/60。[實(shí)施例3-5]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例4中所用時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為560nm且D90粒徑為830nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為120GPa。由該多晶金剛石制得的刻圖儀的磨耗量極低，約為由單晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀的磨耗量的1/50。[實(shí)施例3-6]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例5中所用時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為1100nm且D90粒徑為1600nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為112GPa。由該多晶金剛石制得的刻圖儀的磨耗量極低，約為由單晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀的磨耗量的1/50。[實(shí)施例3-7]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例6中所用時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為2400nm且D90粒徑為3500nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為102GPa。由該多晶金剛石制得的刻圖儀的磨耗量極低，約為由單晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀的磨耗量的1/40。[對(duì)比例3-l]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為210nm(其小于或等于(平均粒徑+l.lx平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為400nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為112GPa。由該多晶金剛石制得的刻圖儀的磨耗量約為由單晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀的磨耗量的1/4。[對(duì)比例3-2]制備平均粒徑為20nm且D90粒徑為37nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為45nm且D90粒徑為80nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度為95GPa，因而該多晶金剛石有點(diǎn)軟。由該多晶金剛石制得的刻圖儀的磨耗量約為由單晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀的磨耗量的1/3。[對(duì)比例3-3]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為2700nm且D90粒徑為3900nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度為91GPa，因而該多晶金剛石有點(diǎn)軟。由該多晶金剛石制得的刻圖儀的磨耗量約為由單晶金剛石構(gòu)成的刻圖儀的磨耗量的1/2。表III示出了上述實(shí)施例和對(duì)比例中多晶金剛石的燒結(jié)顆粒的平均粒徑、D90粒徑、系數(shù)(K)、硬度以及磨耗量方面的數(shù)值。需要注意的是，系數(shù)(K)由上述方程式(1)進(jìn)行定義。<table>tableseeoriginaldocumentpage32</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage33</column></row><table>金剛石切削工具下面將對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的金剛石切削工具的實(shí)例進(jìn)行描述。下面將對(duì)金剛石切削工具的耐磨性的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行描述。<耐磨性評(píng)價(jià)(工具壽命)〉由實(shí)施例和對(duì)比例中獲得的多晶金剛石制備刃夾角為90°、刃R為100nm的切削工具，并利用這些切削工具在金屬板上形成深5)im、間距為5i^m的凹槽，其中所述金屬板為其上鍍覆有鎳的銅板。根據(jù)切削工具的刃被磨損到剩約1lim時(shí)所經(jīng)歷的時(shí)間(工具壽命)，來(lái)對(duì)切削工具的耐磨性進(jìn)行評(píng)價(jià)。[實(shí)施例4-1]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為370nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為110GPa。由該多晶金剛石制得的切削工具具有極長(zhǎng)的工具壽命，工具壽命為15小時(shí)。制備平均粒徑為110nm且D90粒徑為175nm(其小于或等于(平均粒徑+0.7x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為230nm且D90粒徑為380nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為115GPa。由該多晶金剛石制得的切削工具具有極長(zhǎng)的工具壽命，工具壽命為18小時(shí)。制備平均粒徑為95nm且D90粒徑為135nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為180nm且D90粒徑為260nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為125GPa。由該多晶金剛石制得的切削工具具有極長(zhǎng)的工具壽命，工具壽命為20小時(shí)。制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為55nm且D90粒徑為80nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為105GPa。由該多晶金剛石制得的切削工具具有極長(zhǎng)的工具壽命，工具壽命為13小時(shí)。[實(shí)施例4-5]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例4中所用時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為560nm且D90粒徑為830nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為120GPa。由該多晶金剛石制得的切削工具具有極長(zhǎng)的工具壽命，工具壽命為ll小時(shí)。[實(shí)施例4-6]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例5中所用時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為1100nm且D90粒徑為1600nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為112GPa。由該多晶金剛石制得的切削工具具有極長(zhǎng)的工具壽命，工具壽命為10小時(shí)。[實(shí)施例4-7]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例6中所用時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)直接將該原料轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為2400nm且D90粒徑為3500nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為102GPa。由該多晶金剛石制得的切削工具具有極長(zhǎng)的工具壽命，工具壽命為9小時(shí)。[對(duì)比例4-l]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為210nm(其小于或等于(平均粒徑+l.lx平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為400nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為112GPa。由該多晶金剛石制得的切削工具的工具壽命為6小時(shí)。[對(duì)比例4-2]制備平均粒徑為20nm且D90粒徑為37nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為45nm且D90粒徑為80nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度為95GPa，因而該多晶金剛石有點(diǎn)軟。由該多晶金剛石制得的切削工具的工具壽命為5小時(shí)。[對(duì)比例4-3]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為用作金剛石原料的非金剛石碳。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為2700nm且D90粒徑為3900nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度為91GPa，因而該多晶金剛石有點(diǎn)軟。由該多晶金剛石制得的切削工具的工具壽命為4小時(shí)。用單晶金剛石作為原料來(lái)制備工具，并按照與實(shí)施例1相同的方式測(cè)試其耐磨性，該工具的工具壽命為3小時(shí)。表IV示出了上述實(shí)施例和對(duì)比例中多晶金剛石的燒結(jié)顆粒的平均粒徑、D90粒徑、系數(shù)(K)、硬度以及工具壽命方面的數(shù)值。需要注意的是，系數(shù)(K)由上述方程式(1)進(jìn)行定義。<table>tableseeoriginaldocumentpage36</column></row><table>劃線輪下面將對(duì)根據(jù)本發(fā)明實(shí)施方案的劃線輪的實(shí)例進(jìn)行描述。下面將對(duì)劃線輪的劃刻性能的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行描述。<劃刻性能評(píng)價(jià)>由實(shí)施例和對(duì)比例中所獲得的多晶金剛石制備這樣的劃線輪，該劃線輪的直徑為3mm、厚度為0.8mm、并且刃夾角為120。。用這些劃線輪對(duì)玻璃基板進(jìn)行劃刻，并通過(guò)測(cè)定劃刻距離來(lái)評(píng)價(jià)劃線輪的劃刻性能。制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為金剛石原料。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為370nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為110GPa。評(píng)價(jià)所得多晶材料的劃刻性。最終，利用該多晶金剛石獲得了長(zhǎng)達(dá)約300km的劃刻距離。[實(shí)施例5-2]制備平均粒徑為110nm且D90粒徑為175nm(其小于或等于(平均粒徑+0.7x平均粒徑))的石墨，以將其作為金剛石原料。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為230nm且D90粒徑為380nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為115GPa。評(píng)價(jià)所得多晶材料的劃刻性。最終，利用該多晶金剛石獲得了長(zhǎng)達(dá)約350km的劃刻距離。[實(shí)施例5-3]制備平均粒徑為95nm且D90粒徑為135nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為金剛石原料。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為180nm且D90粒徑為260nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極髙，為125GPa。評(píng)價(jià)所得多晶材料的劃刻性。最終，利用該多晶金剛石獲得了長(zhǎng)達(dá)約400km的劃刻距離。[實(shí)施例5-4]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為金剛石原料。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為55nm且D90粒徑為80nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為105GPa。評(píng)價(jià)所得多晶材料的劃刻性能。最終，利用該多晶金剛石，獲得了長(zhǎng)達(dá)約250km的劃刻距離。[實(shí)施例5-5]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為金剛石原料。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例4中所用時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為560nm且D90粒徑為830nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為120GPa。評(píng)價(jià)所得多晶材料的劃刻性。最終，利用該多晶金剛石獲得了長(zhǎng)達(dá)約230km的劃刻距離。[實(shí)施例5-6]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為金剛石原料。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例5中所用時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為1100rim且D90粒徑為1600nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為112GPa。評(píng)價(jià)所得多晶材料的劃刻性。最終，利用該多晶金剛石獲得了長(zhǎng)達(dá)約210km的劃刻距離。[實(shí)施例5-7]制備平均粒徑為30nm且D90粒徑為40nm(其小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑))的石墨，以將其作為金剛石原料。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下、在比實(shí)施例6中所用時(shí)間更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣，便獲得了平均粒徑為2400nm且D90粒徑為3500nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為102GPa。評(píng)價(jià)所得多晶材料的劃刻性。最終，利用該多晶金剛石獲得了長(zhǎng)達(dá)約190km的劃刻距離。[對(duì)比例5-l]制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為210nm(其小于或等于(平均粒徑+l.lx平均粒徑))的石墨，以將其作為金剛石原料。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為200nm且D90粒徑為400nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度極高，為112GPa。評(píng)價(jià)所得多晶材料的劃刻性。最終，利用該多晶金剛石僅僅獲得了約120km的較短的劃刻距離。制備平均粒徑為20nm且D90粒徑為37nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為金剛石原料。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為45nm且D90粒徑為80nm的多晶金剛石。這樣獲得的多晶金剛石的硬度為95GPa，因而該多晶金剛石有點(diǎn)軟。評(píng)價(jià)所得多晶材料的劃刻性。最終，利用該多晶金剛石僅僅獲得了約110km的較短的劃刻距離。rLk加<ro，L力'」Wj'I"JJ-3J制備平均粒徑為100nm且D90粒徑為180nm(其小于或等于(平均粒徑+0.9x平均粒徑))的石墨，以將其作為金剛石原料。在金剛石是熱力學(xué)穩(wěn)定的壓力條件下將該原料直接轉(zhuǎn)化并燒結(jié)為金剛石。這樣獲得了平均粒徑為2700nm且D90粒徑為3900nm的多晶金剛石。評(píng)價(jià)所得多晶材料的劃刻性。最終，利用該多晶金剛石僅僅獲得了約90km的較短的劃刻距離。[對(duì)比例5-4]由單晶金剛石制備劃線輪，并評(píng)價(jià)其劃刻性。最終，利用該單晶金剛石僅僅獲得了100km的較短的劃刻距離。[對(duì)比例5-5]由用金屬粘結(jié)的燒結(jié)金剛石壓實(shí)體制備劃線輪，并評(píng)價(jià)其劃刻性。最終，利用該燒結(jié)金剛石壓實(shí)體僅僅獲得了6km的較短的劃刻距離。表V示出了上述實(shí)施例和對(duì)比例中多晶金剛石的燒結(jié)顆粒的平均粒徑、D90粒徑、系數(shù)、硬度以及工具壽命方面的數(shù)值。需要注意的是，系數(shù)(K)由上述方程式(1)進(jìn)行定義。[表v]<table>tableseeoriginaldocumentpage40</column></row><table>工業(yè)實(shí)用性與常規(guī)單晶金剛石以及含有金屬粘結(jié)劑的燒結(jié)金剛石壓實(shí)體相比，本發(fā)明中所用的多晶金剛石不易于發(fā)生不勻磨損，并且能進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的加工。因此，這種多晶金剛石可適用于水射流噴嘴、凹版印刷用刻針、刻圖儀、切削工具和劃線輪。與常規(guī)噴嘴相比，本發(fā)明的水射流噴嘴能夠長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定地提供切削寬度，因此其適合用作以在高壓下噴射出的含有硬質(zhì)顆粒(氧化鋁等)的流體為水射流、從而對(duì)工件進(jìn)行切削或加工的噴嘴。權(quán)利要求1.一種多晶金剛石，其是在未加入燒結(jié)助劑或催化劑的條件下、通過(guò)在超高壓和高溫下對(duì)非金剛石碳進(jìn)行轉(zhuǎn)化和燒結(jié)而獲得的，其中構(gòu)成所述多晶金剛石的燒結(jié)金剛石顆粒的平均粒徑大于50nm且小于2500nm，并且純度大于或等于99％，以及所述金剛石的D90粒徑小于或等于(平均粒徑+0.9×平均粒徑)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶金剛石，其中所述燒結(jié)金剛石顆粒的D90粒徑小于或等于(平均粒徑+0.7x平均粒徑)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多晶金剛石，其中所述燒結(jié)金剛石顆粒的D90粒徑小于或等于(平均粒徑+0.5x平均粒徑)。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石，其中所述多晶金剛石的硬度大于或等于100GPa。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石，其中所述非金剛石碳為具有石墨型層結(jié)構(gòu)的碳素材料。6.—種水射流噴嘴，其包含根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的水射流噴嘴，其中在所述多晶金剛石中形成有供水射流流體從中通過(guò)的噴孔，該噴孔的內(nèi)表面的表面粗糙度Ra小于或等于300>nm。8.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的水射流噴嘴，其中在所述多晶金剛石中形成的所述噴孔的直徑大于或等于10|_im且小于或等于5009.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任意一項(xiàng)所述的水射流噴嘴，其中噴嘴的深度(L)與在所述多晶金剛石中形成的噴孔的直徑(D)的比(L/D)為10至500。10.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的水射流噴嘴，其中在所述多晶金剛石中形成的所述噴孔的直徑大于500pm且小于或等于5000pm。11.根據(jù)權(quán)利要求6、7和10中任意一項(xiàng)所述的水射流噴嘴，其中噴嘴的深度(L)與在所述多晶金剛石中形成的噴孔的直徑(D)的比(L/D)為0.2至10。12.—種凹版印刷用刻針，其包含根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石。13.—種刻圖儀，其包含根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的刻圖儀，其中位于所述刻圖儀頂端的切削面為包括三條或多條刃的多邊形，并且所述多邊形的部分刃或者全部刃被用作刀刃。15.—種金剛石切削工具，其包含根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石。16.—種劃線輪，其包含根據(jù)權(quán)利要求1至5中任意一項(xiàng)所述的多晶金剛石。全文摘要本發(fā)明的目的在于提供一種能用于多種用途的多晶金剛石，以及包含該多晶金剛石的水射流噴嘴、凹版印刷用刻針工具、刻圖儀工具、金剛石切削工具和劃線輪。本發(fā)明的這一目的是通過(guò)這樣一種多晶金剛石來(lái)實(shí)現(xiàn)的，該多晶金剛石是在不需要加入燒結(jié)助劑或催化劑的條件下、通過(guò)在超高壓和高溫下對(duì)非金剛石碳進(jìn)行轉(zhuǎn)化和燒結(jié)而獲得的一種多晶金剛石。該多晶金剛石的特征在于構(gòu)成所述多晶金剛石的金剛石燒結(jié)顆粒的平均粒徑大于50nm且小于2500nm，并且金剛石的純度大于或等于99％，以及該金剛石的D90粒徑小于或等于[(平均粒徑+0.9×平均粒徑)]。文檔編號(hào)B26F3/00GK101679041SQ200980000366公開日2010年3月24日申請(qǐng)日期2009年2月5日優(yōu)先權(quán)日2008年2月6日發(fā)明者佐藤武,小林豐,山本佳津子,戶田直大,角谷均申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社;住友電工硬質(zhì)合金株式會(huì)社