Термо{0}}стабилният поликристален диамант (PCD) заема решаваща позиция в-производството от висок клас поради уникалния си принцип на работа. Докато поддържа изключително високата твърдост и отличната устойчивост на износване на диаманта, той ефективно потиска влошаването на производителността, причинено от високи температури, чрез материална и структурна оптимизация, като по този начин поддържа стабилни възможности за рязане при висока температура, висока скорост и сложни условия на натоварване.
Основната структура на PCD се състои от голям брой диамантени микрочастици, синтеровани при висока температура и налягане под действието на свързваща фаза, за да образуват три{0}}измерна мрежеста структура. Диамантът е най-твърдият известен естествен материал и неговите въглеродни атоми са здраво свързани чрез силни ковалентни връзки, което придава на PCD отлична устойчивост на износване и устойчивост на деформация. Въпреки това, металните свързващи фази (като кобалт и никел) в конвенционалния PCD имат каталитичен ефект при високи температури, карайки диаманта да се трансформира в графит, което води до рязък спад в твърдостта и повреда на инструмента. Един от основните принципи на работния принцип на термично стабилния PCD е да блокира или забави процеса на термично разлагане на диаманта чрез намаляване на съдържанието на каталитични метали или замяната им с не-каталитични свързващи фази като керамика и карбиди, което позволява на материала да издържа на температури над 700 градуса без значителна фазова трансформация. Надграждайки тази основа, термично стабилните PCD инструменти също разчитат на оптимизиран дизайн на микроструктурата за подобряване на термичната стабилност и механичната издръжливост. Размерът и разпределението на диамантените зърна се контролират прецизно, осигурявайки силно свързване на границите на зърната, като същевременно се избягват слаби повърхности поради прекалено груби зърна или намалена макроскопична якост поради прекалено фини зърна. Една рационално проектирана гранична мрежа от зърна може да разпръсне топлинния стрес и механичното въздействие, намалявайки щетите, причинени от локализирани високо-температурни концентрации. Едновременно с това техниките за последваща -обработка (като високо{12}}температурно вакуумно отгряване) могат да деактивират или мигрират остатъчните каталитични метали към не-критичните зони, като по този начин намаляват тенденцията за графитизация при високи температури и подобряват общата устойчивост на окисление и устойчивост на термична умора на материала.
По време на работа термично стабилните PCD инструменти генерират значително количество топлина по време на рязане, особено при обработка на високо-силициеви алуминиеви сплави, високо-температурни сплави и композитни материали, където температурата на зоната на рязане често е висока. Благодарение на високата си термична стабилност и нисък коефициент на термично разширение, инструментът може да поддържа стабилност на размерите и формата си в среда с висока -температура, като намалява грешките при обработка, причинени от термична деформация. Освен това, структурата на ковалентната връзка на диамантената фаза остава здрава при високи температури, поддържайки режещия ръб остър и забавяйки процеса на износване. Тази комбинация от твърдост, устойчивост на износване и структурна цялост при високи температури е основната причина, поради която термично стабилният PCD може непрекъснато и ефективно да реже при тежки условия.
Накратко, термично стабилният PCD постига дългосрочно-поддържане на отличните механични свойства на диаманта в среда с висока-температура чрез синергичните ефекти на модификация на материала, оптимизиране на микроструктурата и последваща-обработка. Неговият принцип на работа отразява висока степен на съответствие между дизайна на материала и изискванията за обработка, осигурявайки надеждна поддръжка за прецизно производство при екстремни условия.
