專利名稱：：多面鉆石及其相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明主要涉及合成和切割鉆石顆粒的方法。因此，本發(fā)明涉及化學(xué)、冶金以及材料科學(xué)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
：鉆石廣泛地應(yīng)用于寶石級產(chǎn)品、超研磨顆粒磨蝕(abrading)和切割的應(yīng)用。目前鉆石顆粒在全球的消耗量超過400公噸，例如在超研磨顆粒的領(lǐng)域，結(jié)合超研磨顆粒的常見工具包括切割工具、鉆頭、圓鋸(circularsaw)、研磨輪(grindingwheels)、精研帶(lappingbelts)、拋光墊(polishingpads)等。通常，鉆石粒能區(qū)分成三種不同尺寸范圍，用于鋸用的粗目網(wǎng)鋸用顆粒(coarsemeshsawgrits)(美國網(wǎng)目18至60或Imm至0.23mm)、用于研磨應(yīng)用的中型尺寸磨粒(美國網(wǎng)目60至400，230微米(microns)至37microns)、以及用于拋光應(yīng)用的微細(xì)的微米級鉆石粉末(美國網(wǎng)目<400網(wǎng)目)。鉆石通常是在超高壓(如約5.5GPa)以及高溫(如1300°C)下形成，鉆石的品質(zhì)通常是由鉆石生長速率所控制，鉆石粒通過在熔融金屬的觸媒反應(yīng)中將石墨轉(zhuǎn)變?yōu)殂@石而生長，該熔融金屬也能視為碳的溶劑，用于合成鉆石的觸媒通常包括鐵、鎳、鈷、錳或其合金。鉆石的生長速率通過壓力和溫度所控制，通常，使鉆石穩(wěn)定所要求的超壓(over-pressure)越低和/或熔融觸媒金屬所需的超溫越低，則生長速率越慢；例如，在Invar組成的鐵和鎳(Fe65-Ni35)的熔融合金中生長鋸用顆粒，該壓力約為5.2Gpa，且該溫度約為1270°C。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明提供多面鉆石以及相關(guān)方法。例如，在一個形式中提供制造多面鉆石的方法，這種方法包括獲得具有實質(zhì)上自形形態(tài)(morphology)以及多個主要結(jié)晶面的鉆石；以及拋光由這些主要結(jié)晶面所定義的多個主要尖端(apex)，以形成多個第二面以及第二尖端。在另一形式中，獲得該鉆石還包括提供具有碳源和觸媒材料的生長前驅(qū)物，該生長前驅(qū)物具有至少部分排列于其中的鉆石前驅(qū)物顆粒；熔融該鉆石前驅(qū)物顆粒；通過使該熔融的鉆石前驅(qū)物顆粒以及該生長前驅(qū)物處于足以使鉆石生長的溫度和壓力條件下生長鉆石。在更多特定形式中，熔融該鉆石前驅(qū)物顆粒還包括結(jié)合該鉆石前驅(qū)物顆粒以及額外的觸媒材料，其中該額外的觸媒材料的量足以在鉆石生長前在鉆石生長條件下熔融該鉆石前驅(qū)物顆粒。除此之外，結(jié)合該鉆石前驅(qū)物顆粒以及該額外的觸媒材料包括以該額外的觸媒材料涂布該鉆石前驅(qū)物顆粒。在一些形式中，該額外的觸媒材料與所述觸媒材料相同。在另一形式中，該多個第二尖端的至少一部分能被拋光而形成多個第三面以及多個第三尖端。在又一形式中，拋光第二尖端的至少一部分包括拋光實質(zhì)上全部的第二尖端。在再一形式中，可拋光該鉆石顆粒以使得該多個第二尖端的各個為圓形(rounded)。在一些形式中，能夠摻雜鉆石以產(chǎn)生有色鉆石或鉆石中的有色區(qū)域。例如在一個形式中，生長鉆石還包括在鉆石中摻雜主要摻雜劑，其中該主要摻雜劑以空間占有的方式(spatially)結(jié)合至具有生長前驅(qū)物的碳源的鉆石中。在另一形式中，該鉆石用作鉆石前驅(qū)物顆粒以供后續(xù)鉆石生長反應(yīng)，且在后續(xù)生長鉆石中摻雜第二摻雜劑，該第二摻雜劑不同于主要摻雜劑，并以空間占有的方式結(jié)合至后續(xù)生長前驅(qū)物的碳源的鉆石以供后續(xù)鉆石生長反應(yīng)。本發(fā)明還提供多面鉆石。例如在一個形式中，所提供的寶石級鉆石包括按照本文所述的方法所制成的多面鉆石。在另一形式中，所提供的寶石級鉆石包括按照本文所述的方法所制成的多面鉆石，其中該多面鉆石在鉆石中具有多個有色區(qū)域，各區(qū)域具有不同的顏色，且在多個有色區(qū)域之間沒有或?qū)嵸|(zhì)上沒有包裹體界面。在另一形式中，鉆石的至少50%的外表面為立方體(cubic)(100)、八面體(octahedral)(111)或正十二面體(dodecahedral)(110)結(jié)晶面。其他的特征以及優(yōu)點將從考慮以下詳細(xì)說明以及所附的圖示，結(jié)合敘述通過實施例、本發(fā)明的特征而變得更加明顯。圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多面鉆石在尖端(apex)拋光前的剖面圖。圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的多面鉆石在尖端拋光后的剖面圖。圖3為根據(jù)本發(fā)明的又一實施例的具有色彩區(qū)域的鉆石的前視圖。具體實施例方式目前在圖中所顯示的標(biāo)號用于示范實施例，并在此處以特定的用語進行描述。然而，需要了解的是這并非意圖限制本發(fā)明的范圍，本發(fā)明所述的特征、方法步驟以及材料的改變以及進一步的修飾、以及以本發(fā)明的原則所做的其他應(yīng)用是本領(lǐng)域技術(shù)人員依照本發(fā)明所揭露的內(nèi)容而能做到的，且皆被視為在本發(fā)明的范圍中。而本文所用的專有名詞的目的僅意在敘述特定實施例，并非對本發(fā)明有任何的限制。定義以下的專有名詞將會用于描述并主張本發(fā)明。所使用的單數(shù)型態(tài)字眼如“一”和“該”，除非在上下文中清楚明白的指示為單數(shù)，否則這些單數(shù)型態(tài)的先行詞也包括多個對象，因此例如“一觸媒材料”包括一個或多個這樣的材料；“一合金”包括一個或多個這種合金。本文所述的“球形(spherical-shaped)”指鉆石的整體形狀通常自然形成球形，且其中該鉆石存在球面對稱。根據(jù)此定義，球形鉆石為具有很多以球形排列的面(facets)的鉆石。在一個形式中，球形鉆石具有多于14個外表面；在另一形式中，球形鉆石具有多于24個外表面。本文所述的“生長前驅(qū)物(growthprecursor)”指觸媒材料以及原料的集合。生長前驅(qū)物還包括晶體或其他能夠用于顆粒生長的其他晶種，生長前驅(qū)物是描述在生長過程(如高壓高溫(HPHT))之前的集合體，這種生長前驅(qū)物有時指“生胚體(greenbodies)”。在此所述的“包裹體(inclusion)”指碳或金屬的沉積以取代在生長表面和周圍材料之間的界面(interface)的鉆石。包裹體最常通過在鉆石生長表面和/或在高壓/高溫(HPHT)無法充分控制的生長條件下出現(xiàn)大量碳時形成，類似的包裹體以及缺陷也能在立方氮化硼(cBN)合成時形成。在此所述的“加熱(heating)”指將熱引入材料中，無論被加熱的材料的溫度是增加或在加熱時僅僅維持。相反地，“冷卻(cooling)”為加熱速率的減少，甚至當(dāng)熱持續(xù)被引入(盡管在較低速率的狀況下)時。在此所述的“合金(alloy)”指金屬與第二材料的固態(tài)溶液或液態(tài)混合物，所述的第二材料可為能夠促進或改善該金屬性質(zhì)的非金屬(如碳)、金屬或合金。本文所述的“顆粒(particulate)”在特定用于針對層狀結(jié)構(gòu)時是指由顆粒所形成的層狀結(jié)構(gòu)。通常，本發(fā)明的顆粒層為實質(zhì)上不具有燒結(jié)顆粒的松散的粉末、擠壓(packed)的粉末或緊實(compact)的粉末，這些顆粒層為多孔或半多孔緊實體，緊實的顆粒層是使用已知的緊實方法(例如但不限于在濕式或干式冷壓，如冷均壓、模壓(diecompacting),滾壓、射出成型、注漿成型等)所形成的。用于本發(fā)明的這些顆粒材料(如石墨以及金屬觸媒粉末)較佳的是能夠在惰性環(huán)境中處理并儲藏，以避免氧化和污染。本文所述的“石墨化程度(degreeofgraphitization)”指石墨的比例，其具有理論上相隔3.354埃(angstrom)的石墨平面(grapheneplane)，因此，石墨化程度為1是指100%的石墨具有底面的石墨平面間距(d(_2))為3.354埃的碳原子六角形網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。較高的石墨化程度是指較小的石墨平面間距。石墨化程度(G)可利用式1計算。G=(3.440-d(_2))/(3.440-3.354)(1)相反地，d(_2)可根據(jù)G而使用式2計算得到。d(_2)=3.354+0.086(1_G)(2)根據(jù)式1，3.440埃是非晶碳(Le=50A)底面的間隔，而3.354埃是純石墨(Le=1000人)的間隔，純石墨是可通過在3000°C下以延長的時間(如12小時)燒結(jié)可石墨化的碳。較高程度的石墨化對應(yīng)于較大的結(jié)晶尺寸，其通過底面(La)的尺寸和堆迭層(L。)的尺寸所表征。需注意該尺寸參數(shù)反比于底面的間隔。值得注意的是，尺寸參數(shù)與堆迭層的間隔成反比，表一顯示數(shù)種常見石墨種類的結(jié)晶特性。表一本文所述的“預(yù)先決定的圖案(predeterminedpattern)”指非隨意的圖案，其在前驅(qū)物形成之前所界定，且其是將各晶種與其他晶種以規(guī)范(defined)的關(guān)系放置(place)或設(shè)置(locate)；例如“以預(yù)先決定的圖案放置鉆石晶種”可指定為各顆粒在特定非隨意且預(yù)先選擇的位置。此外，這種圖案并非局限于均勻的格網(wǎng)或補償性蜂窩圖案(offsethoneycomb)，但可基于生長條件和所用的材料而包括任何數(shù)量的配置。本文所述的“實質(zhì)上自形的(substantiallyeuhedral)”指鉆石具有至少50%的表面為自形面。本文所述的“均勻的格網(wǎng)圖案(uniformgridpattern)”指鉆石顆粒在所有方向彼此均勻間隔的圖案。本文所述的“晶種(crystallineseeds)”指作為生長較大晶體顆粒的起始材料的顆粒，如本文所述，晶種通常包括鉆石晶種、立方氮化硼(cBN)晶種以及碳化硅(SiC)晶種。例如，超研磨鉆石的生長一般是由鉆石晶種所達成，然而cBN和/或SiC晶種也可用于生長超研磨鉆石。本文所述的“鉆石晶種(diamondseeds)”指天然或合成鉆石、超硬結(jié)晶或多晶物質(zhì)或物質(zhì)的混合物的顆粒，包括但不限于鉆石以及多晶鉆石(PCD)。鉆石晶種能用作生長較大鉆石結(jié)晶的起始材料，并且有助于避免隨機的(random)成核反應(yīng)以及鉆石生長。在此所使用的“實質(zhì)上地(substantially)”，除非特別指出關(guān)于特定的用語，否則一般是指步驟、特性、性質(zhì)、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、目或結(jié)果的完全、接近完全的范圍或程度。例如，“實質(zhì)上”被包覆的物體指該物體完全被包覆或幾乎完全被包覆。而離絕對完全確實可允許的偏差可在不同情況下依照特定上下文來決定。然而，通常來說接近完全就如同獲得絕對或完整的完全具有相同的總體結(jié)果。所用的“實質(zhì)上地”在用于負(fù)面含義時也同等適用，以表示完全或接近完全缺乏步驟、特性、性質(zhì)、狀態(tài)、結(jié)構(gòu)、目或結(jié)果。舉例來說，“實質(zhì)上沒有(substantiallyfreeof)”顆粒的組成可為完全缺乏顆粒，或者非常近乎完全缺乏顆粒，而其影響會如同完全缺乏顆粒一樣。換句話說，“實質(zhì)上沒有”一成分或元素的組成只要在所關(guān)注的特性上沒有可測量到的影響，可實際上依然包含這樣的物質(zhì)。本文所述的“大約(about)”為可在邊界值“高一些”或“低一些”的數(shù)值，以用于提供數(shù)值范圍的邊界值的彈性。這里所述的多個項目、結(jié)構(gòu)元素、組成元素和/或材料，基于方便可出現(xiàn)在一般的常見列舉中，然而這些列舉可解釋為列舉中的單一構(gòu)件單獨或個別地被定義，因此，這樣列舉中的單一構(gòu)件不能視為任何單獨基于在一般族群中無相反表示的解釋的相同列舉中實際上相等的其他構(gòu)件。濃度、數(shù)量以及其他數(shù)值上的資料可以范圍的形式來加以呈現(xiàn)或表示，而需要了解的是這種范圍形式的使用僅基于方便性以及簡潔，因此在解釋時，應(yīng)具有相當(dāng)?shù)膹椥?，不僅包括在范圍中明確顯示出來以作為限制的數(shù)值，同時也可包含所有個別的數(shù)值以及在數(shù)值范圍中的次范圍，如同每一個數(shù)值以及次范圍被明確地引述出來一般。例如一個數(shù)值范圍“約1到約5”應(yīng)該解釋成不僅僅包括明確引述出來的大約1到大約5，同時還包括在此指定范圍內(nèi)的每一個數(shù)值以及次范圍，因此，包含在此數(shù)值范圍中的每一個數(shù)值，例如2、3及4，或例如1-3,2-4以及3-5等的次范圍等，以及個別的1、2、3、4和5。此相同原則適用于僅有引述一數(shù)值的范圍中，此外，這樣的闡明應(yīng)該應(yīng)用于無論是一范圍的幅度或所述的特征中。本發(fā)明應(yīng)該了解的是以下敘述僅為示范本發(fā)明的原則，且不應(yīng)視為限制權(quán)利要求的范圍。本發(fā)明提供多面鉆石以及制造該多面鉆石的方法。合成制造的鉆石可被制造而具有非常特定的結(jié)晶型態(tài)，其有助于產(chǎn)生這種多面鉆石。在一個形式中，該多面鉆石可為球形鉆石。關(guān)于鉆石生長以具有特別結(jié)晶型態(tài)的其他資訊能夠在2004年8月25日申請的美國第7，404，857號專利案以及2005年7月5日申請的美國第7，368，013號專利案中發(fā)現(xiàn)，在此引入本文作為參考。在一個形式中，多面鉆石為具有一般球形以及多外表面的鉆石。對于一般的鉆石而言，光穿過鉆石的平板面(tableface)，并在射出產(chǎn)生于寶石級鉆石中能看見的“光芒(fire)”效果之前在鉆石中進行反射和折射。在根據(jù)本發(fā)明的形式的鉆石中，進入任何鉆石的外表面的光線會在射出前折射和反射多次，因此產(chǎn)生比傳統(tǒng)寶石級鉆石可見的更大程度的“光芒”。在另一形式中，這些多面鉆石包括具有被拋光的尖端(apex)和邊緣(edge)，使得鉆石比多面球形鉆石具有更多球形結(jié)晶型態(tài)。在一些形式中，一些尖端和邊緣的移除可提供鉆石能夠沿著其表面?zhèn)鬟f光線的能力，并提供亮度(brilliance)和光澤度(luster)效應(yīng)，從而促進并增進(compliment)從更深的光折射而來的“光芒”。這種多面鉆石能由合成鉆石產(chǎn)生，通過拋光該鉆石全部或?qū)嵸|(zhì)上全部的尖端以形成多個額外的面。例如在一個形式中，具有14面以及24個尖端的立方八面體(cubo-octahedral)鉆石能被拋光而通過將24個尖端的各個拋光成為面，從而形成具有38面的多面鉆石，這些額外的面能夠讓額外的光線進入并折射，因而增加整體呈現(xiàn)且能從該寶石觀看的光芒。例如在一個形式中，寶石級鉆石的至少50%的鉆石外表面為立方體(cubic)(100)、八面體(octahedral)(111)或正十二面體(dodecahedral)(110)結(jié)晶面。應(yīng)該注意的是在一個形式中，合成的起始鉆石實質(zhì)上為自形的，因此其表面的至少50%為自形面。在另一形式中，該合成的起始鉆石具有至少75%的鉆石表面為自形面。在又一形式中，該合成的起始鉆石具有至少90%的鉆石表面為自形面。在進一步的形式中，該合成的起始鉆石具有100%的鉆石表面為自形面。如一個實施例所示，圖1顯示鉆石10具有多面12以及多尖端14。圖2顯示拋光多個尖端后形成多個第二面22以及第二尖端24的鉆石20，這些第二尖端24形成于新形成的第二面22的周圍，應(yīng)注意部分原來的面26在拋光過程之后仍然維持，該第二尖端也能被拋光以形成多個第三面以及第三尖端(圖中未顯示)，這種面還能讓額外的光線穿透且深入折射，因而增加光芒以及亮度。在一個形式中，僅有部分的第二尖端被拋光；在另一形式中，所有第二尖端都被拋光；在又一形式中，至少部分第二尖端可被拋光以形成圓形尖端。這種拋光過程也包括拋光在尖端之間至少一部分的邊緣。能考慮很多拋光過程以及后拋光過程，且任何拋光鉆石尖端的方法可考慮在本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一個形式中能使用磨光盤(scaife)拋光過程。除此之外，能夠?qū)τ诰哂袙伖夂蟾巾樄饣募舛撕瓦吘壍母咔蛐谓Y(jié)晶形態(tài)的鉆石的那些形式進行超音波拋光。也能使用雷射剝蝕(laserablation)進行，從而在那些形式中的鉆石內(nèi)形成穿孔，所述穿孔用于固定鉆石成為一件珠寶(如鏈或手鐲)中。在一個形式中，能移除鉆石的所有尖端和邊緣，并保持面的平坦部分以產(chǎn)生近球形的鉆石。許多形成合成鉆石的技術(shù)為已知的，且所有這種方法應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。然而，在一個形式中，能夠使用以下方法，發(fā)現(xiàn)其可用于從鉆石前驅(qū)物快速生長鉆石顆粒，依照以下所述的形式生長鉆石，該鉆石能用為鉆石前驅(qū)物以生長出較大的鉆石，或其被拋光以形成寶石級多面鉆石。很多可用于合成本發(fā)明的自形鉆石的鉆石生長方法為已知的，且所有這種技術(shù)應(yīng)被視為在本發(fā)明的范圍內(nèi)。這種方法的范例能在7/26/2004申請的美國專利第7，172，745號、3/1/2004申請的美國專利第7，323，049號、1/13/2004申請的美國專利第7，128，547號、2/6/2004申請的美國專利第7，306，441號、8/24/2005申請的美國專利第7，371，280號以及12/31/2008申請的美國臨時申請案第61/142，027號中所發(fā)現(xiàn)，且其皆引入本文作為參考。從上述記載的方法所獲得的自形鉆石的形狀對于最終的鉆石產(chǎn)物特征有重大的影響。例如在一個形式中，依照上述方法制成的立方體形狀的鉆石將具有6個面、8個尖端以及12個邊緣。通過拋光8個尖端，則會形成8個新的面，并伴隨形成24個新的尖端。新的尖端形成在交錯于被拋光的尖端的各邊緣，伴隨形成三個新的邊緣，其連接于三個新的尖端且在各新的面周圍。因此，所形成的鉆石將會有14個面、32個尖端以及36個邊緣，形成大致呈球形的鉆石。具有八面體形狀的自形鉆石能同樣地被拋光，因而使得各尖端被拋光而形成新的面，并使得交錯在各邊緣的尖端被拋光后形成新的尖端，新的邊緣將額外形成在所有圍繞著新面的新尖端之間。因此能制造出各種鉆石產(chǎn)物，其依照所要拋光的鉆石起始構(gòu)型而有不同的特征。應(yīng)該注意的是在一些形式中，鉆石整體數(shù)量的尖端和/或邊緣僅有一部分被拋光，其根據(jù)最終被拋光的鉆石所需的特性來決定。令人關(guān)注的是，某些雜質(zhì)能夠在鉆石中增添色彩。例如，摻硼的鉆石是藍(lán)色的，摻氮的鉆石是黃色的，摻鈦的鉆石是無色的，諸如此類。特別地，在一些情況中，藍(lán)色鉆石能夠通過摻雜具有硼的觸媒而生長；黃色鉆石能夠通過在鉆石中摻雜在反應(yīng)艙體的空氣中的氮而生長；無色鉆石能通過摻雜具有鈦的觸媒而生長。鉆石能因此依照摻雜的形式和程度而在鉆石顆粒中具有埋設(shè)區(qū)(imbeddedzones)，由于中斷的鉆石生長過程減少在這些顏色區(qū)域之間可見的界面，所以產(chǎn)生引人注目的視覺色彩(visualcoloration)。例如圖3顯示具有二個摻雜區(qū)30，32以及未摻雜區(qū)34的鉆石，其中在這些區(qū)域之間并無可見的包裹體邊界。在本發(fā)明的另一形式中，能制造具有拋光的間端以及獨立顏色區(qū)域的鉆石，等溫組合(assembly)能夠用于制造晶體。這些晶體的一個形式能夠大于約1mm，其通過在觸媒熔融后30分鐘阻止自動成核；接著該鉆石能夠被拋光并回到組合(assembly)中而生長額外具有不同顏色的鉆石層。能使用溫度階梯法以及加熱至溫度(如50°C)大于該鉆石晶種的碳源(如微米級鉆石顆粒)而生長大鉆石(>1_)。范例例135/40網(wǎng)目的高品質(zhì)鉆石顆粒由在鍋爐內(nèi)部上升的氮氣流支撐，將該氮氣加熱至約50°C，并接著從鍋爐底部被抽取(pump)至內(nèi)部。含有Invar合金粉末(325/400網(wǎng)目)的固液混合漿從該鍋爐的頂部噴灑至懸浮的鉆石顆粒上，從而將Invar合金粉末涂布于這些鉆石顆粒，干燥在這些鉆石顆粒上的涂層后，再次施加該固液混合漿，此重復(fù)的干燥和涂布步驟持續(xù)地在鉆石顆粒懸浮于氮氣流時進行，直到該干燥的固液混合漿的厚度達到約鉆石顆粒尺寸的一半，接著從該涂布機移除由該干燥的固液混合漿涂布的鉆石顆粒。9當(dāng)鉆石顆粒涂布有Invar粉末時，將純化的石墨粉末與碳酰鎳(carbonylmadenickel，尺寸約emicrons，約10V%)在管狀混合機中混合，此粉末與粘著劑和稀釋劑一起混合以形成生長前驅(qū)物固液混合漿，將其噴霧干燥后形成粒狀顆粒(約一毫米的一半)。由Invar粉末涂布的鉆石顆粒接著與粒狀石墨/鎳粉末混合，使得鉆石和鉆石之間的平均距離約為鉆石尺寸的四倍，之后以冷壓法(或冷均壓法)將此混合物壓緊，此壓緊的物體(charge)再在1000°C的氫氣環(huán)境中熱處理兩個小時，以消除所有非碳和非金屬的揮發(fā)物(如水、混合物、二氧化碳等)；此純化的物體又在氮氣環(huán)境中壓緊而形成圓柱型物體(直徑為40mm，高度為30mm)，其能在六方頂壓機(cubicpress)中進行壓制。將該物體在約5.2Gpa的壓力下壓緊，并加熱至約1300°C，在將待發(fā)展成鉆石顆粒的Invar合金熔融之后，各鉆石會溶于該熔融觸媒中。之后，該液體通過從周圍材料的石墨的溶解而變?yōu)槌柡?；此溶解的鉆石接著能生長，溫度可調(diào)降(如50°C)以減緩該生長速率，使得在鉆石中的包覆體可為最小化，在經(jīng)過一小時的生長后，各鉆石的尺寸會大于兩倍，使得重量增加約10倍。后續(xù)的生長，將該鉆石顆粒的尖端在磨光盤(scaife)上拋光以產(chǎn)生第二尖端和第二面。例2將35/40鉆石顆粒通過模板粘貼于膠帶并排列于格網(wǎng)圖案中，在撕除該膠帶以及所粘著的鉆石后，將具有比鉆石顆粒還大三倍的孔洞的另一模板放置(alight)并粘著于膠帶上，使得鉆石顆粒排列于孔洞中。將具有膠帶于底部的Invar合金粉末(325/400網(wǎng)目)灑在模板上以填充孔洞；接著使用刮除器移除過多的Invar合金粉末。在此情況中，只有填充于圍繞在鉆石的孔洞中的粉末會留下。小心地將模板移除，留下被Invar粉末圍繞的鉆石顆粒，鉆石與鉆石之間的間隔為4倍鉆石的大小。接著加入石墨以及碳酰鎳的混合物，這些材料而后冷壓以形成具有Invar合金于底部的一層鉆石。很多這些層狀結(jié)構(gòu)堆迭，并如例1一樣進行熱處理，熱處理后的堆迭物再緊壓而堅固，而后除去核心成為圓柱體，這些圓柱體能如例1一樣在六方頂壓機中進行壓制。例3例3與例1或例2相同，而不同之處在于該起始鉆石顆粒的尺寸為1mm。例4將石墨以及Invar合金以11的重量比混合，并且緊壓以制成單元(cell)，將該單元插入頂壓機的襯墊(gasket)總成的孔洞中，將該物體在約5.2Gpa的壓力下緊壓并加熱約1250°C，該Invar合金會熔融而后成核鉆石。以這種方法控制該壓力，通過碳匯(carbonsink)效應(yīng)而早期形成于其周圍的鉆石晶核來抑制自動成核(一旦晶核形成，在熔融物中該超飽和的碳溶質(zhì)減少，使得額外的晶核可在傾向于生長的大于鉆石尺寸四倍的距離處成形)。約三小時后，該單元被移除且被分離，將這些片體浸泡于酸中以溶解該金屬，剩余的石墨被清除，晶體(尺寸約1mm)因而形成并具有實質(zhì)上自形的立方八面體結(jié)晶形態(tài)，可具有24個尖端。這些尖端可通過磨光盤(scaife)拋光，接著以雷射光束穿透，多個被穿透的鉆石結(jié)晶被結(jié)合成鏈。例5與例1相同，不同之處在于未被穿透的結(jié)晶的周圍能粘合(如通過環(huán)氧樹脂)大型拋光且具有多面的立方氧化鋯或藍(lán)寶石周圍，這些鉆石也能用于制造小擺飾(figurines)。例6將例1中未拋光的結(jié)晶上涂布一層保護性的CVD鉆石，該CVD鉆石摻有硼，摻入方法是導(dǎo)入流速比例為110100的氫化硼(BH3)、甲烷以及氫氣，使由甲烷與氫氣所稀釋的氫化硼將硼的成分摻入該CVD鉆石。將這些晶體在基材上振動，使得藍(lán)色鉆石涂料均勻地分布。裝飾性的珠寶無須進行拋光。例7與例6相同，不同之處在于鉆石晶體先以鉻(Cr)預(yù)涂布，而后以雷射標(biāo)注而制造出小字體的字母，如在較大面上的字母“A”。當(dāng)如例6—樣在摻雜的鉆石涂布硼時，只有標(biāo)注的區(qū)域被涂布，其余的Cr通過酸浸而移除。例8由例1中得到的鉆石在振動時利用含有鎳的硼以濺鍍方式涂布，該被涂布的鉆石接著與石墨和Invar合金混合以在黃色核心上高壓生長摻硼鉆石。因此，本文揭露一種合成珠寶級多面鉆石的方法，以上敘述以及范例僅為說明本發(fā)明一些可能的實施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠輕易了解本發(fā)明，容易受其效用以及應(yīng)用所影響。除了本文所述之外，本發(fā)明還有很多實施例和適用范圍，以及很多改變、修飾以及等效的排列都能明顯地從本發(fā)明和以上并未脫離本發(fā)明實質(zhì)或范圍的敘述中得知或獲得合理的建議。因此，當(dāng)本發(fā)明已經(jīng)在此詳細(xì)敘述有關(guān)于其較佳實施例時，應(yīng)該了解此揭露僅為描述和示范本發(fā)明，且僅為了提供充分而能據(jù)以實施本發(fā)明的目的，所以以上敘述并未嘗試或被解釋為限制本發(fā)明的范圍，或排除其他這種實施例、適用范圍、改變、修飾以及等效的排列，本發(fā)明僅通過權(quán)利要求書以及其等效范圍作為限制。1權(quán)利要求一種制造多面鉆石的方法，其包括獲得具有實質(zhì)上自形形態(tài)以及多個主要結(jié)晶面的鉆石；以及拋光由這些主要結(jié)晶面所定義的多個主要尖端，以形成多個第二面以及第二尖端。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造多面鉆石的方法，其中獲得該鉆石還包括提供具有碳源和觸媒材料的生長前驅(qū)物，該生長前驅(qū)物具有至少部分排列于其中的鉆石前驅(qū)物顆粒；熔融該鉆石前驅(qū)物顆粒；以及通過使該熔融的鉆石前驅(qū)物顆粒以及該生長前驅(qū)物處于足以使鉆石生長的溫度和壓力條件下生長鉆石。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造多面鉆石的方法，其中熔融該鉆石前驅(qū)物顆粒還包括結(jié)合該鉆石前驅(qū)物顆粒以及額外的觸媒材料，其中該額外的觸媒材料具有足以在鉆石生長條件下在鉆石生長前熔融該鉆石前驅(qū)物顆粒的量。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的制造多面鉆石的方法，其中結(jié)合該鉆石前驅(qū)物顆粒以及該額外的觸媒材料包括以該額外的觸媒材料涂布該鉆石前驅(qū)物顆粒。5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造多面鉆石的方法，其中熔融該鉆石前驅(qū)物顆粒還包括增加施加于鉆石前驅(qū)物顆粒的溫度和壓力至足以熔融該鉆石前驅(qū)物顆粒。6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造多面鉆石的方法，其中該碳源選自石墨、鉆石粉末或其混合物。7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造多面鉆石的方法，其中該鉆石前驅(qū)物顆粒的尺寸大于100微米。8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造多面鉆石的方法，其中該鉆石前驅(qū)物顆粒的尺寸大于500微米。9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造多面鉆石的方法，其中該鉆石前驅(qū)物顆粒的尺寸大于1毫米。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造多面鉆石的方法，其中該鉆石在拋光之前用作鉆石前驅(qū)物顆粒以供后續(xù)鉆石生長反應(yīng)。11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制造多面鉆石的方法，其中生長鉆石還包括在鉆石中摻雜主要摻雜劑，其中該主要摻雜劑以空間占有的方式結(jié)合至具有生長前驅(qū)物的碳源的鉆石中。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造多面鉆石的方法，其中該鉆石用作鉆石前驅(qū)物顆粒以供后續(xù)鉆石生長反應(yīng)，且在后續(xù)生長鉆石中摻雜第二摻雜劑，該第二摻雜劑不同于主要摻雜劑，并以空間占有的方式結(jié)合至后續(xù)生長前驅(qū)物的碳源的鉆石以供后續(xù)鉆石生長反應(yīng)。13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造多面鉆石的方法，其還包括拋光該多個第二尖端的至少一部分而形成多個第三面以及多個第三尖端。14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造多面鉆石的方法，其中該拋光第二尖端的至少一部分包括拋光實質(zhì)上全部的多個第二尖端。15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制造多面鉆石的方法，其還包括拋光該鉆石顆粒以使得該多個第二尖端的各個為圓形。16.一種寶石級鉆石，其包括根據(jù)權(quán)利要求1所述的多面鉆石。17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的寶石級鉆石，其中該多面鉆石在鉆石中具有多個有色區(qū)域，各區(qū)域具有不同的顏色，且在多個有色區(qū)域之間沒有或?qū)嵸|(zhì)上沒有包裹體界面。18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的寶石級鉆石，其中鉆石的至少50%的外表面為立方(100)、八面體(111)或正十二面體(110)結(jié)晶面。19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的寶石級鉆石，其還包括穿設(shè)于該鉆石的孔洞。全文摘要本發(fā)明涉及多面鉆石及其相關(guān)方法。本發(fā)明提供一種制造多面鉆石的方法，這種方法包括獲得具有實質(zhì)上自形形態(tài)以及多個主要結(jié)晶面的鉆石；以及拋光由這些主要結(jié)晶面所定義的多個主要尖端，以形成多個第二面以及第二尖端。文檔編號B24B29/02GK101920478SQ20101016502公開日2010年12月22日申請日期2010年4月23日優(yōu)先權(quán)日2009年4月23日發(fā)明者宋健民申請人:宋健民