复合金刚石体和复合金刚石工具的制作方法

本发明涉及复合金刚石材料、复合金刚石体和用于切削、研磨等的复合金刚石工具。

背景技术：

金刚石工具具有高硬度，其已被用于加工诸如al、al合金、mg和mg合金的材料以进行切削、研磨等。由于用金刚石工具加工过的表面非常美观，所以金刚石工具已被用于不需要抛光的切削和研磨技术。然而，金刚石工具在加工氧化物和铁方面非常糟糕。这是因为碳具有极易与氧结合的倾向并且因为碳与铁反应且因此金刚石易于磨损。能够加工氧化物和铁的金刚石工具等可以成为非常有用的工具。

为了抑制金刚石的磨损，日本特开平3-232973号公报(专利文献1)公开了一种具有金刚石表面的金刚石工具，例如涂布有al2o3、tin、zrn、bn等的硬表面层的烧结金刚石。此外，日本特开2010-240812号公报(专利文献2)公开了一种表面涂布的切削工具，其包含基材如金刚石烧结体和形成在所述基材上的涂层。涂层为物理气相沉积膜并且包含形成在基材上的厚度为7μm～15μm的氮化物层、形成在氮化物层上的厚度为3μm～10μm的复合耐磨层以及形成在复合耐磨层上的厚度为0.2μm～5μm的aln层。在复合耐磨层中，厚度为0.2μm～1.5μm的碳氮化物薄层和厚度为0.2μm～1.5μm的薄氮化物膜相互交替堆叠。此外，日本特表2010-527802号公报(专利文献3)公开了一种涂布的金刚石，其包含：金刚石基材；形成碳化物的元素的第一碳化物层；选自由w、mo、cr等或其组合或合金构成的组中的高熔点金属的第二层，其实质上不包含第一碳化物层的形成碳化物的元素；以及ag、ni、cu等或其组合或合金的外涂层，其中所述金属与第二层的金属不同。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平3-232973号公报

专利文献2：日本特开2010-240812号公报

专利文献3：日本特表2010-527802号公报

技术实现要素：

技术问题

关于日本特开平3-232973号公报(专利文献1)和特开2010-240812号公报(专利文献2)，使用烧结金刚石或金刚石烧结体作为基材的金刚石。烧结体中包含粘结剂，这导致以下问题。即，在晶界处存在间隙且表面高度不平坦，因此即使在基材上形成涂层时，表面平坦度和端部加工精度也低，这使得金刚石不适于精密加工和镜面平坦化加工。

关于日本特开2010-240812号公报(专利文献2)和特表2010-527802号公报(专利文献3)，需要形成具有由三层以上的层构成的复杂层结构的涂层，这导致成本高并且诸如层剥离的缺陷的发生率高的问题。特别地，存在在要求高精度的工件的端部上的粘附性的问题。

鉴于以上所述，目的是解决上述问题，提供甚至可以应用于与金刚石反应而使金刚石磨损的工件的镜面平坦化加工的耐磨性高的复合金刚石体和复合金刚石工具。

解决技术问题的技术方案

本发明的一个方面的复合金刚石体包含：金刚石基材；和设置在如下位置中的至少一个位置的至少一层稳定层：在所述金刚石基材上的位置、在所述金刚石基材的表面至内部区域的至少一部分中的位置。所述稳定层的厚度可以为0.001μm以上且小于10μm。所述稳定层可以包含多层。所述稳定层可以包含选自由钨、钽、钼、铌、钒、铬、钛、锆和铪构成的组中的至少一种金属。所述稳定层还可以包含选自由钌、锇、铑、铱、钯和铂构成的组中的至少一种金属。所述稳定层还可以包含选自由碳化钨、碳化钽、碳化钼、碳化铌、碳化钒、碳化铬、碳化钛、碳化锆、碳化铪和碳化硅构成的组中的至少一种碳化物。所述稳定层可以包含至少一层作为设置在所述金刚石基材上的沉积层的层。所述稳定层还可以包含至少一层设置在所述金刚石基材的表面至内部区域的至少一部分中的作为离子注入层的层。所述稳定层还可以包含至少一层设置在所述金刚石基材的表面至内部区域的至少一部分中的作为退火层的层。根据本方面的复合金刚石体，所述金刚石基材可以由合成单晶金刚石和合成多晶金刚石中的至少一种形成。所述金刚石基材可以由具有大于1ppm的非置换型氮浓度的气相合成金刚石形成。所述复合金刚石体还可以包含设置在所述稳定层上并具有5μm以下的厚度的金刚石表面层。

本发明另一方面的复合金刚石工具包含上述方面的复合金刚石体。

发明的有益效果

根据上述，能够提供甚至可以应用于与金刚石反应而造成金刚石磨损的工件的镜面平坦化加工的耐磨性高的复合金刚石体和复合金刚石工具。

附图说明

图1为显示本发明一个方面的复合金刚石体的例子的示意剖视图。

图2为显示本发明一个方面的复合金刚石体的另一例子的示意剖视图。

图3为显示本发明一个方面的复合金刚石体的又一例子的示意剖视图。

图4为显示本发明一个方面的复合金刚石体的又一例子的示意剖视图。

图5为显示本发明一个方面的复合金刚石体的又一例子的示意剖视图。

图6为显示本发明一个方面的复合金刚石体的又一例子的示意剖视图。

图7为显示本发明一个方面的复合金刚石体的又一例子的示意剖视图。

图8为显示本发明一个方面的复合金刚石体的又一例子的示意剖视图。

图9为显示本发明一个方面的复合金刚石体的又一例子的示意剖视图。

图10为显示本发明一个方面的复合金刚石体的又一例子的示意剖视图。

图11为显示本发明一个方面的复合金刚石体的又一例子的示意剖视图。

图12为显示本发明另一方面的复合金刚石工具的例子的示意剖视图。

具体实施方式

<本发明的实施方案的说明>

本发明实施方案的复合金刚石体包含：金刚石基材和设置在如下位置中的至少一个位置的至少一层稳定层：在金刚石基材上的位置；和在金刚石基材的表面至内部区域的至少一部分中的位置。本实施方案的复合金刚石体包含金刚石基材和设置在金刚石基材上和/或金刚石基材的表面至内部区域的至少一部分中的稳定层，从而阻止工件与金刚石基材之间的反应。因此，复合金刚石体的耐磨性高并适用于工件的均匀镜面平坦化加工。复合金刚石体的导热性高且因此能够保持加工部分的温度低。本文中的稳定层是指由与金刚石基材不同种类的元素形成的层，或者广泛地指即使当用于稳定层的元素与金刚石基材没有什么不同时，在晶体结构、电学或化学性质方面也不同于金刚石基材的层。稳定层的性质与金刚石基材的不同，从而赋予仅由金刚石基材所不能获得的耐久性(电学、化学和机械性能)。

在本实施方案的复合金刚石体中，稳定层的厚度可以为0.001μm以上且小于10μm。因此，复合金刚石体的硬度高且因此适用于镜面平坦化加工。

在本实施方案的复合金刚石体中，稳定层可以包含多层。或者，在稳定层与金刚石基材之间的界面中，稳定层的元素与金刚石基材的元素之间的比例或稳定层和金刚石基材的各自特性可以逐渐或阶段性变化。“逐渐变化”或“阶段性变化”是指通过普通测定方法获得的值的平均值(例如每边100μm以上的正方形区域的平均值)“连续变化”或“阶段性变化”。这还包括其中在相对于上述区域的平均值更微观的区域(小于100μm)内，金刚石基材与稳定层彼此局部分离而存在，并且金刚石基材与稳定层之间的面积比变化的界面状态。由此，能够提高金刚石基材与稳定层之间的粘附性。

在本实施方案的复合金刚石体中，稳定层可以包含选自由钨、钽、钼、铌、钒、铬、钛、锆和铪构成的组中的至少一种金属。因此，复合金刚石体包含与工件的反应性低且耐磨性高的稳定层，因此适用于工件的镜面平坦化加工。

在本实施方案的复合金刚石体中，稳定层可以包含选自由钌、锇、铑、铱、钯和铂构成的组中的至少一种金属。因此，复合金刚石体包含与工件的反应性低且耐磨性高的稳定层，因此适用于工件的镜面平坦化加工。

在本实施方案的复合金刚石体中，稳定层可以包含选自由碳化钨、碳化钽、碳化钼、碳化铌、碳化钒、碳化铬、碳化钛、碳化锆、碳化铪和碳化硅构成的组中的至少一种碳化物。因此，复合金刚石体包含与工件的反应性低且耐磨性高的稳定层，因此适用于工件的镜面平坦化加工。

在本实施方案的复合金刚石体中，稳定层可以包含位于金刚石基材一侧的内侧稳定层，且内侧稳定层可以包含选自由钌、锇、铑、铱、钯和铂构成的组中的至少一种金属。因此，复合金刚石体包含与金刚石基材具有高粘附性的内侧稳定层，因此适用于工件的镜面平坦化加工。

在本实施方案的复合金刚石体中，稳定层可以包含位于金刚石基材一侧的内侧稳定层，且内侧稳定层可以包含选自由碳化钨、碳化钽、碳化钼、碳化铌、碳化钒、碳化铬、碳化钛、碳化锆、碳化铪和碳化硅构成的组中的至少一种碳化物。因此，复合金刚石体包含与金刚石基材具有高粘附性的内侧稳定层，因此适用于工件的镜面平坦化加工。

在本实施方案的复合金刚石体中，稳定层可以包含至少一层作为设置在金刚石基材上的沉积层的层。本文中的沉积层是指通过沉积形成的层。因此，复合金刚石体包含与工件的反应性低且与金刚石基材的粘附性高的稳定层。

在本实施方案的复合金刚石体中，稳定层可以包含至少一层设置在金刚石基材的表面至内部区域的至少一部分中的作为离子注入层的层。本文中的离子注入层是指通过离子注入形成的层。因此，复合金刚石体包含与工件的反应性低且与金刚石基材的粘附性高的稳定层。

在本实施方案的复合金刚石体中，离子注入层可以包含位于分别的多个区域中的分离部分，所述多个区域在垂直于所述金刚石基材的表面的方向上进行观察时各自具有小于1μm的直径。因此，复合金刚石体包含与工件的反应性低且与金刚石基材的粘附性高的稳定层。

在本实施方案的复合金刚石体中，稳定层可以包含至少一层作为设置在如下位置的退火层的层：在所述金刚石基材上的位置，和在所述金刚石基材的表面至内部区域的至少一部分中的位置。本文中的退火层是指通过对层进行退火处理而形成的层。因此，复合金刚石体包含与工件的反应性低且与金刚石基材的粘附性高的稳定层。

在本实施方案的复合金刚石体中，金刚石基材可以由合成单晶金刚石和合成多晶金刚石中的至少一种形成。因此，获得包含高品质金刚石基材的复合金刚石体。

在本实施方案的复合金刚石体中，金刚石基材可以由具有大于1ppm的非置换型氮浓度的气相合成金刚石形成。因此，获得包含高品质金刚石基材的复合金刚石体。

本实施方案的复合金刚石体还可以包含设置在稳定层上并具有5μm以下的厚度的金刚石表面层。因此，即使当复合金刚石体包含厚度为5.0μm以下的金刚石表面层时，在金刚石表面层下方的稳定层的存在使复合金刚石体仍能够用于对工件进行加工。

本发明另一实施方案的复合金刚石工具包含上述实施方案的复合金刚石体。由于本实施方案的复合金刚石工具包含上述实施方案的复合金刚石体，所以所述工具能够长时间地对工件进行加工并且也可应用于工件的镜面平坦化加工。

<本发明实施方案的详情>

在下文中，将参考附图对本发明的实施方案进行详细说明。需要说明的是，在参考附图的说明中，相同的部件由相同的参考符号表示，并且将不再重复其说明。附图不是按比例绘制的。特别地，相对于金刚石基材的厚度，稳定层的厚度被绘制得较大。

[第一实施方案：复合金刚石体]

如图1～图11所示，本实施方案的复合金刚石体10包含：金刚石基材11；和设置在如下位置中的至少一个位置的至少一层稳定层：在金刚石基材11上的位置和在所述金刚石基材的表面至内部区域的至少一部分中的位置。本实施方案的复合金刚石体10包含：金刚石基材11；和设置在金刚石基材11上和/或金刚石基材的表面至内部区域的至少一部分中的稳定层12，从而使得稳定层12阻止金刚石基材11与跟金刚石反应而造成金刚石磨损的工件之间的反应。因此，复合金刚石体的耐磨性高。由于稳定层12由金刚石基材11支撑，所以稳定层具有高硬度，且复合金刚石体甚至可应用于工件的镜面平坦化加工。此外，由于金刚石基材11具有高导热性，所以能够保持加工部分的温度低。因此，本实施方案的复合金刚石体10即使对于与金刚石反应而导致金刚石磨损的工件也具有高耐磨性。此外，高导热性使得复合金刚石体甚至可应用于工件的镜面平坦化加工。

金刚石基材

金刚石基材11没有特别限制。然而，为了增加表面平坦度，金刚石基材11优选为不含粘结剂等的纯金刚石(“纯金刚石”在本文中为纯度基本上为100％的金刚石)。纯金刚石的例子可以为单晶金刚石和多晶金刚石。此外，为了进一步提高表面平坦度，金刚石基材11更优选为无晶界的单晶金刚石。需要说明的是，烧结金刚石包含粘结剂且因此在晶界处具有间隙和大的表面凹凸(例如，由jisb0601：2013定义的算术平均粗糙度ra大于100nm)。因此，烧结金刚石不适用于精密加工和镜面平坦化加工。

用于金刚石基材11的金刚石没有特别限制。然而，为了获得均匀且均质的表面，金刚石基材11优选由合成单晶金刚石和/或合成多晶金刚石形成，且更优选由气相合成金刚石形成。对于这些单晶金刚石和多晶金刚石，合成单晶金刚石是更优选的，并且为了与上述相似的目的，进一步优选气相合成单晶金刚石。优选气相合成单晶金刚石的原因是：避免如天然单晶金刚石的不均匀性；且不存在如高压合成单晶金刚石中所发现的生长区域(成長セクタ一)，并且能够形成均质的表面。

更优选地，气相合成单晶金刚石具有大于1ppm的非置换型氮浓度和/或大于1ppm的空位浓度。这是因为：金刚石基材11与稳定层12之间的粘附性和/或反应性增加。本文中的非置换型氮浓度是指通过从由二次离子质谱法(sims)测定的总氮浓度减去由电子自旋共振法(esr)测定的孤立置换型氮浓度而确定的氮浓度。空位浓度是通过基于正电子湮没光谱法的测定而评价的值。使用金刚石基材的工具的面(前刀面)的面取向可以近似为(100)面、近似为(110)面或近似为(111)面。本文中的“近似”是指所述平面不限于精确的面，而是包括具有大于0°且小于20°的偏角的平面。

用作金刚石基材11的金刚石既不是用于半导体装置的高纯度和高品质的金刚石，也不是其中对硼(b)和/或磷(p)的掺杂浓度进行控制的金刚石。也就是说，用作金刚石基材11的金刚石为其中混入金刚石中的且不具有掺杂效果的杂质(特别是选自锂(li)、铍(be)、氮(n)、铝(al)、硅(si)、锗(ge)、锡(sn)、钨(w)、钽(ta)、钼(mo)、铌(nb)、铬(cr)和钒(v)中的至少一种杂质)的浓度优选为10ppb以上，更优选为80ppb以上，且进一步优选为1ppm以上的金刚石。此外，用作金刚石基材的金刚石为其中空位的存在浓度优选为50ppb以上，更优选为200ppb以上且进一步优选为1ppm以上的金刚石。此外，用作金刚石基材的金刚石的晶体应变即光学应变的平均相位差(光学应变的一般指标)优选为1nm以上，更优选为5nm以上且进一步优选为30nm以上。平均相位差能够通过由photoniclattice制造的wpa-100以每个像素15μm的分辨率进行评价。通常，在具有内部应变分布的金刚石(天然金刚石、高压合成金刚石和气相合成金刚石中的任意一种金刚石)中，最大相位差为平均相位差的至少十倍。虽然这样的金刚石都不适合作为用于半导体装置的高纯度和高品质金刚石，但它们是对工具有效的金刚石且能够用于工具。

稳定层

稳定层12没有特别限制，只要稳定层12与工件不具有反应性或具有低反应性并且硬度高即可。在工件为铁基材料的情况下，稳定层12优选为包含选自由钨(w)、钽(ta)、钼(mo)、铌(nb)、钒(v)、铬(cr)、钛(ti)、锆(zr)和铪(hf)构成的组中的至少一种金属(下文中也称作稳定硬质金属)的层，因为这些金属与铁的反应性低且硬度比铁高。为了使稳定层中的金属具有较高的硬度，优选所述金属具有较高的熔点。

稳定层12还优选为包含选自由钌(ru)、锇(os)、铑(rh)、铱(ir))、钯(pd)和铂(pt)构成的组中的至少一种金属(下文中也称作稳定高熔点金属)的层，因为这些金属的熔点比铁高，并且预期与铁具有低的反应性并且具有比铁高的硬度。为了使稳定层中的金属具有较高的硬度，优选所述金属具有较高的熔点。

稳定层12也优选为包含选自由碳化钨(wc)、碳化钽(tac)、碳化钼(moc)、碳化铌(nbc)、碳化钒(vc)、碳化铬(crc)、碳化钛(tic)、碳化锆(zrc)、碳化铪(hfc)和碳化硅(sic)构成的组中的至少一种碳化物(下文中也称作稳定碳化物)的层，因为尽管这些材料是不导电的，但它们与铁和/或氧的反应性低并且硬度明显比诸如铁的金属的高。

稳定层12也优选为包含选自由氮化钛(tin)、氮化锆(zrn)、氮化铪(hfn)、氮化铝(a1n)和氮化硅(sin)构成的组中的至少一种氮化物(下文中也称作稳定氮化物)的层，因为虽然这些材料不导电，但它们与铁和/或氧的反应性低，并且硬度明显比诸如铁的金属的高。作为稳定层12，还可以使用包含与铁的反应性低的诸如氧化铝(al2o3)的氧化物(下文中也称作稳定氧化物)的层、或包含硬的氮氧化物如氮氧化硅铝(sialon)的层(下文中也称作稳定氮氧化物)。

上述稳定碳化物、稳定氮化物、稳定氧化物和稳定氮氧化物各自可以在某种程度上偏离化学计量比。此外，稳定层可以包含至少一种上述的稳定硬质金属、稳定高熔点金属、稳定碳化物、稳定氮化物、稳定氧化物和稳定氮氧化物。为了具有较小的粒径和较高的平坦度，稳定碳化物、稳定氮化物、稳定氧化物和稳定氮氧化物是比稳定硬质金属和稳定高熔点金属更优选的。为了防止材料在切削时产生裂纹(提高韧性)、感知与工件的接触、并防止工件或切削材料带电，更优选与化学计量比偏离以使得金属比例稍微较高并使得显示导电性。与化学计量比的偏离优选为0.1原子％以上且小于8原子％，且由此赋予的电导率优选大于10^-9s/cm(电阻率：10⁹ωcm)。电导率是指当用相同的方法在cu基板上形成厚度为1μm的稳定层、形成直径为1mm的ti电极并施加50v电压时，由电流值计算出的平均电导率。

稳定层12可以为单晶层、多晶层或无定形层。在稳定层12为多晶层或无定形层的情况下，为了防止或抑制工件中的划痕或由于晶界而产生灰暗(曇り)，粒径优选为1μm以下，且更优选为0.1μm以下。需要说明的是，优选粒径小于稳定层12的厚度。

为了防止工件与金刚石基材之间的反应并且保持复合金刚石体10的硬度高，稳定层12的厚度优选为0.001μm以上且小于10μm，更优选为0.01μm以上且小于5μm，且进一步优选为0.1μm以上且小于2μm。为了防止工件与金刚石基材之间的反应，稳定层12的足够的厚度为0.001μm～0.01μm。然而，考虑到稳定层12也磨损的事实，为了延长寿命，稳定层12的厚度优选为0.1μm以上且小于2μm。为了保持复合金刚石体10的散热效果高，比金刚石基材11的导热率低的稳定层12的厚度优选为小于10μm。

如图2和3所示，稳定层12包含多层(例如内侧稳定层12a和外侧稳定层12b)，以增加金刚石基材11与稳定层12之间的粘附性。所述多层包括从金刚石基材11的一侧起依次排列的内侧稳定层12a和外侧稳定层12b。如图3所示，内侧稳定层12a还可以包含从金刚石基材11的一侧起依次排列的最内侧稳定层12aa和中间内侧稳定层12ab。在该稳定层12中，内侧稳定层12a能够增加与金刚石基材11的粘附性且外侧稳定层12b能够防止与工件的反应从而提高耐磨性。

在稳定层12包含在金刚石基材11一侧的内侧稳定层12a的情况下，为了在内侧稳定层12a与金刚石基材11之间具有高粘附性，内侧稳定层12a优选为包含选自由钌(ru)、锇(os)、铑(rh)、铱(ir)、钯(pd)和铂(pt)构成的组中的至少一种金属的层。例如，优选内侧稳定层12a为包含稳定高熔点金属如钌(ru)的层且外侧稳定层12b为包含稳定硬质金属如钨(w)的层。

在稳定层12包含在金刚石基材11一侧的内侧稳定层12a的情况下，为了在内侧稳定层12a与金刚石基材11之间具有高粘附性，内侧稳定层12a优选为包含选自由碳化钨(wc)、碳化钽(tac)、碳化钼(moc)、碳化铌(nbc)、碳化钒(vc)、碳化铬(crc)、碳化钛(tic)、碳化锆(zrc)、碳化铪(hfc)和碳化硅(sic)构成的组中的至少一种碳化物的层。例如，优选内侧稳定层12a为包含稳定碳化物如wc的层且外侧稳定层12b为包含稳定硬质金属如钨(w)的层。在内侧稳定层12a从金刚石基材11一侧起依次包含最内侧稳定层12aa和中间内侧稳定层12ab的情况下，优选最内侧稳定层12aa和中间内侧稳定层12ab两者都为包含稳定碳化物如碳化钨(wc)的层，最内侧稳定层12aa包含碳含量高的稳定碳化物，且中间内侧稳定层12ab包含比最内侧稳定层12aa的碳含量低的稳定碳化物。

如图4所示，为了增加金刚石基材11与稳定层12之间的粘附性，金刚石基材11的形成金刚石基材11与稳定层12之间的界面的表面优选粗糙，即具有大的算术平均粗糙度ra。然而，为了提高稳定层12的表面平坦度，金刚石基材11的算术平均粗糙度ra与稳定层的厚度t满足优选10×ra＜t、更优选100×ra＜t的关系。在表面非常不平坦且长径比大于2的突起占表面大于10％的情况下，表面特征优选由p-v(峰和谷的高度)值vpv而不是算术平均粗糙度ra来表示。在这种情况下，p-v值vpv与稳定层的厚度t满足优选vpv＜t、更优选10×vpv＜t的关系。

金刚石表面层

如图7～图9所示，本实施方案的复合金刚石体10可以在稳定层12上具有厚度为5.0μm以下、优选1.0μm以下的金刚石表面层11s。即使当复合金刚石体10包含厚度为5.0μm以下、优选1.0μm以下的金刚石表面层11s时，在金刚石表面层下方存在的稳定层12仍能够使复合金刚石体用于加工工件。具有这样的金刚石表面层11s的复合金刚石体10通过如后文中所述将离子注入位于金刚石基材11的自金刚石基材11的表面起算深度为5μm以下至更深的位置的区域中来形成(参见图8)。或者，该复合金刚石体10通过从表面向金刚石基材11的内部注入离子、之后将金刚石表面层11s生长至小于5.0μm的厚度来形成。这样的复合金刚石体10适合用于由氧化物或氧化物以外的任意绝缘材料制成的工件。当使用竖立在表面的任意两个位置处的探针进行评估以感知与工件的接触并防止带电时，在复合金刚石体上的最外面的金刚石层更优选是导电的。优选地，包括接触电阻的电导率大于10^-7s(电阻值小于10mω)。电导率的值是当将普通的becu基材料用于探针a并在室温(25℃)和50v下进行测定且由电流和电压确定平均值时，由电流和电压计算出的平均电导率值。

通过沉积进行的稳定层的形成

如图1～图4所示，为了形成与工件的反应性低且与金刚石基材11的粘附性高的稳定层12，稳定层12的至少一层优选为设置在金刚石基材11上的沉积层，且没有特别限制。这样的沉积层能够通过在金刚石基材11上进行沉积而形成。在金刚石基材11上沉积稳定层12的方法没有特别限制，只要所述方法适合于形成各种稳定层12的任意一种(例如包含稳定硬质金属的层、包含稳定高熔点金属的层、包含稳定碳化物的层、包含稳定氮化物的层等)即可。然而，为了有效地形成具有平坦表面和高品质的稳定层，优选适当使用pvd(物理气相沉积)法如气相沉积、溅射、电弧、hipims(大功率脉冲磁控溅射)法等。为了能够形成与金刚石基材11具有良好粘附性的高品质层，优选使用溅射法和hipims法。也适合使用cvd(化学气相沉积)法。为了形成包含稳定碳化物的层，优选cvd法。

如图2和图3所示，在稳定层12包含多层(例如内侧稳定层12a和外侧稳定层12b)的情况下，可以使用如上所述的沉积稳定层12的方法在金刚石基材11上形成内侧稳定层12a(最内侧稳定层12aa和中间内侧稳定层12ab)且之后在内侧稳定层12a(中间内侧稳定层12ab)上形成外侧稳定层12b。

如图4所示，为了增加金刚石基材与稳定层12之间的粘附性，优选将金刚石基材11的表面粗糙化，即在金刚石基材11上沉积稳定层12之前，增加金刚石基材11的表面的算术平均粗糙度ra。特别是在金刚石基材11由单晶金刚石形成的情况下，金刚石的表面具有高的平坦度且因此非常有必要增加金刚石基材与稳定层12之间的粘附性。然而，为了提高稳定层12的表面的平坦度，金刚石基材11的表面的算术平均粗糙度ra与稳定层的厚度t具有优选10×ra＜t、更优选100×ra＜t的关系。在表面非常不平坦且长径比大于2的突起占表面大于10％的情况下，表面特征优选由p-v(峰和谷的高度)值vpv而不是算术平均粗糙度ra表示。在这种情况下，p-v值vpv与稳定层的厚度t满足优选vpv＜t、更优选10×vpv＜t的关系。

通过离子注入进行的稳定层的形成

如图4和图5所示，为了形成与工件的反应性低并且与金刚石基材11的粘附性高的稳定层12，稳定层12的至少一层优选为位于金刚石基材11的表面至内部区域的至少一部分中的离子注入层，且没有特别限制。这样的离子注入层能够通过将离子注入金刚石基材11中而形成。通过这样的离子注入形成的稳定层12与金刚石基材11具有高粘附性。

取决于待注入离子的元素的种类，离子注入能量可以为200kev～若干mev。注入离子的深度优选为0.001μm以上且小于5μm，其中所述深度为离子浓度最高的深度。从设备和物理方面来看，难以具有自金刚石基材11的表面起算在5μm以上的最高离子浓度处的深度。然而，如果需要，可以在离子注入后另外生长金刚石层以具有自金刚石基材11的表面起算为5μm以上的深度。注入离子的元素优选包括选自由钨(w)、钽(ta)、钼(mo)、铌(nb)、铬(cr)、钒(v)和硅(si)构成的组中的至少一种元素，因为能够形成硬度比铁高的碳化物。在注入之后，可以进行退火处理以提高强度。

要注入的离子元素可以包括选自由钯(pd)、钌(ru)、铂(pt)和铱(ir)构成的组中的至少一种元素。这样的元素不形成碳化物，而是以单独原子的形式存在。在这种情况下，退火处理不太有效。

对于通过离子注入形成稳定层12，可以通过进行一次离子注入来形成一层稳定层。然而，优选通过以不同能量进行多次的离子注入在厚度方向上形成多层稳定层。优选地，以使得注入离子的元素的原子密度落在1×10¹⁹cm^-3～1×10²²cm^-3的范围内的方式对剂量进行调整。更优选地，以使得注入离子的元素的原子密度落在1×10²¹cm^-3～1×10²²cm^-3的范围内的方式对剂量进行调整。即使当离子注入能量有些高而留下金刚石层作为最外层时，只要剩余的金刚石表面层的厚度为5.0μm以下、优选1.0μm以下且进一步优选0.5μm以下就不存在问题。即使当金刚石表面层与工件反应而最终磨损时，在金刚石表面层下方的稳定层12的存在仍能够使得进行长期使用。

在通过在金刚石基材中进行离子注入形成稳定层之后，可以通过在离子注入的稳定层上进行沉积形成另一层稳定层，不过该稳定层未示出。在这种情况下，离子注入稳定层是内侧稳定层且沉积稳定层是外侧稳定层。

如图6和图9所示，为了使复合金刚石体10具有与工件的反应性低且与金刚石基材的粘附性高的稳定层，作为上述离子注入层的稳定层12能够由位于分别的多个区域中的分离部分构成，所述多个区域在垂直于金刚石基材11的表面的方向上进行观察时各自具有小于1μm的直径。

稳定层的形成或通过退火处理改善其与金刚石基材的粘附性

在本实施方案的复合金刚石体10中，为了形成与工件的反应性低且与金刚石基材11的粘附性高的稳定层12，稳定层12优选包含至少一层作为设置在如下位置的退火层的层：在金刚石基材上的位置，和在金刚石基材的表面至内部区域的至少一部分中的位置，且不受特别限制。通过如上所述在形成沉积层或离子注入层之后，在1000℃以下的温度下进行退火处理，能够形成这样的退火层。即使当该退火处理不形成明显的退火层时，也能够通过该退火处理增加金刚石基材11与稳定层12之间的粘附性。特别是在金刚石基材11由单晶金刚石形成的情况下，高的表面平坦度使得非常有必要增加金刚石基材与稳定层12之间的粘附性。

此外，如图1～图4所示，在通过沉积形成作为稳定层12的包含稳定硬质金属的层或包含稳定高熔点金属的层之后，可以在含氮气氛中在1000℃以下的温度下进行退火处理，从而得到包含稳定氮化物的层，并且可以在含氧气氛中在1000℃以下的温度下进行退火处理，从而得到包含稳定氧化物的层。

所述退火处理在金刚石基材11与稳定层12之间的界面处形成碳化物。该碳化物形成内侧稳定层12a，并且其中不形成碳化物的稳定层为外侧稳定层12b。除去外侧稳定层12b时，留下作为其中形成有碳化物的碳化物层且作为新的稳定层的内侧稳定层12a。通过该退火处理在与金刚石基材11的界面处形成的内侧稳定层12a为厚度为100nm以下且与金刚石基材11的粘附性高的非常薄的碳化物层。

尽管本实施方案的复合金刚石体10的上述说明主要是关于其用于防止或抑制金刚石基材与铁(fe)之间的反应的特性，但它们也可应用于镍(ni)、钴(co)等。

此外，本实施方案的复合金刚石体10也可以应用于氧化物等。具体地，易受氧(o)影响的金刚石在加工氧化物方面不好。因此，能够用碳化物、氮化物、氧化物等的稳定层覆盖金刚石基材以防止或抑制金刚石基材与氧之间的反应。在这种情况下，包含碳化物、氮化物、氧化物等的稳定层比包含可能被氧化的金属的稳定层更有效。

如图1～9中所示的并且包含上述稳定硬质金属、稳定高熔点金属、稳定碳化物、稳定氮化物、稳定氧化物和稳定氮氧化物中的任意一种的稳定层12作为向金刚石基材11、稳定层12和金刚石表面层11s供给电子的电子供给部。因此，由于与铁或氧化物的工件接触的稳定层12和金刚石表面层11s被工件夺取了电子的事实，因此能够防止稳定层12和金刚石表面层11s被进一步磨损。由此提高稳定层12和金刚石表面层11s的耐磨性。

此外，如图10和图11所示，优选的是，在复合金刚石体10内、优选在与稳定层12接触的金刚石基材11内形成作为电子供给部的电子供给层11e。这样的电子供给层11e增强了稳定层12和金刚石表面层11s切削氧化物的能力。电子供给层11e为包含例如碳(c)的sp2成分的层，且特别是石墨层。由于具有π键的石墨层被认为是非常软的材料，所以包含向外露出的石墨层的基材不是合适的基材。优选地，电子供给层形成在金刚石基材内部，具有由金刚石形成的表面，并且还能够从内部供给电子。因此，优选以形成位于金刚石基材内部且充当电子供给部的电子供给层的方式注入离子。可以将用于形成碳化物的元素的离子注入到金刚石基材中以产生通过离子注入部分的碳化而形成的碳化物层。该碳化物层作为电子供给部并且也作为稳定层。此外，可以将不形成碳化物的元素注入到金刚石基材中，以在离子注入部分中产生包含碳的sp2成分的层。该层作为向位于其上的稳定层和/或金刚石表面层供给电子并由此使其稳定的电子供给部。

用于形成作为金刚石基材11内的电子供给部的电子供给层11e的离子注入用原子没有特别限制，且硼(b)、碳(c)、氮(n)、氩(ar)、铝(a1)、硅(si)、磷(p)、硫(s)等适合用于离子注入。显然，钨(w)、钽(ta)、钼(mo)、铌(nb)、铬(cr)、钒(v)等的原子也可用于离子注入。然而，必要的条件是将金刚石留在最外层并在基材中产生电子供给部。鉴于此，优选直至氩(ar)的元素的轻原子。这是因为：比氩(ar)原子重的原子可能会破坏最外表面的金刚石。

如上所述可应用于氧化物的加工的复合金刚石体也可适用于树脂的加工，因为供给电子的上述结构能够容易地切削树脂中的碳键。虽然金刚石具有比复合金刚石体显著高的硬度，但是另外具有通过金刚石供给电子的结构的金刚石成为更优异的工具。

在通过离子注入形成金刚石基材内部的电子供给部的情况下，离子注入的深度优选为0.001μm以上，更优选为0.01μm以上且进一步优选为0.1μm以上。可以通过如trim的蒙特卡罗(montecarlo)模拟来设定条件。为了供给电子，剂量优选为1×10¹⁵cm^-2以上。

[第二实施方案：复合金刚石工具]

如图12所示，本实施方案的复合金刚石工具1包含第一实施方案的复合金刚石体10。更具体地，本实施方案的复合金刚石工具1包含：工具的柄20；和设置在所述柄20上的第一实施方案的复合金刚石体10，并且以使得复合金刚石体10的稳定层12与工件接触的方式设置复合金刚石体10。由于本实施方案的复合金刚石工具1包含第一实施方案的复合金刚石体10，所以所述工具能够长时间地加工工件并且可以应用于工件的镜面平坦化加工。

本实施方案的复合金刚石工具1没有特别限制，只要复合金刚石工具包含第一实施方案的复合金刚石体10并且以使得复合金刚石体10的稳定层12与工件接触的方式布置复合金刚石体10即可。复合金刚石工具可以例如为切削工具、修整器、端铣刀等。

用于形成制造本实施方案的复合金刚石工具1的稳定层的工序没有特别限制。然而，为了制造工具，优选将金刚石基材11安装在工具的柄20上，之后通过沉积或离子注入形成稳定层12以形成复合金刚石体10。应注意的是，可以首先通过沉积或离子注入在金刚石基材11上形成稳定层12来制造复合金刚石体10，之后可以将复合金刚石体10设置在工具的柄20上，其中除了制造困难外，在特性方面没有问题出现。

实施例

实施例1

将通过气相合成(特别是cvd)法制造的单晶金刚石基材加工成切削刀片并将切削刀片在900℃下钎焊到柄上，从而准备金刚石切削工具。在形成切削刀片的单晶金刚石基材上，通过气相沉积法形成厚度为1μm的钨(w)层作为稳定层。随后，在通过旋转泵实现的极限真空度下的真空中，在低于钎焊温度的700℃下退火处理1小时。在金刚石基材与稳定层之间的界面处，形成碳化钨(wc)。钨(w)以其本来形式残留在稳定层的表面中。以800m/分钟的速率用以这种方式得到的本实施例的工具切削铸铁，并与在金刚石基材上没有涂层的金刚石工具(比较例)进行比较。当与铸铁接触的工具部分的磨损量达到1μm时，将工具的寿命定义为终止。结果，本实施例的涂布的金刚石工具的寿命为比较例的金刚石工具的寿命的5倍。

实施例2

将通过气相合成(特别是cvd)法制造的单晶金刚石基材加工成切削刀片并将切削刀片在900℃下钎焊到柄上，从而准备金刚石切削工具。在形成切削刀片的单晶金刚石基材上，形成稳定层，即首先通过hipims法形成厚度为0.05μm的钛(ti)层，之后通过hipims法形成厚度为1μm的氮化钛(tin)层。随后，在通过旋转泵实现的极限真空度下的真空中，在低于钎焊温度的700℃下退火处理1小时。退火处理增加了金刚石基材与稳定层之间的粘附力。用透射电子显微镜(tem)观察退火处理后的钛(ti)层与金刚石基材之间的界面，在界面处发现35nm的碳化钛(tic)层。以800m/分钟的速率用以这种方式得到的本实施例的工具切削铸铁，并与在金刚石基材上没有涂层的金刚石工具(比较例)进行比较。当与铸铁接触的工具部分的磨损量达到1μm时，将工具的寿命定义为终止。结果，本实施例的涂布的金刚石工具的寿命为比较例的金刚石工具的寿命的9倍。

实施例3

将通过气相合成(特别是cvd)法制造的单晶金刚石基材加工成切削刀片并将切削刀片在900℃下钎焊到柄上，从而准备金刚石切削工具。在形成切削刀片的单晶金刚石基材上，形成稳定层，即首先通过hipims法形成厚度为0.05μm的钛(ti)层，之后通过hipims法形成厚度为1μm的氮化铝(a1n)层。随后，在通过旋转泵实现的极限真空度下的真空中，在低于钎焊温度的700℃下退火处理1小时。退火处理增加了金刚石基材与稳定层之间的粘附力。以800m/分钟的速率用以这种方式得到的本实施例的工具切削铸铁，并与在金刚石基材上没有涂层的金刚石工具(比较例)进行比较。当与铸铁接触的工具部分的磨损量达到1μm时，将工具的寿命定义为终止。结果，本实施例的涂布的金刚石工具的寿命为比较例的金刚石工具的寿命的10倍。

实施例4

将通过气相合成(特别是cvd)法制造的单晶金刚石基材加工成切削刀片并将切削刀片在900℃下钎焊到柄上，从而准备金刚石切削工具。在形成切削刀片的单晶金刚石基材上，形成稳定层，即通过cvd法形成厚度为1μm的碳化钨(wc)层作为稳定层。随后，在通过旋转泵实现的极限真空度下的真空中，在低于钎焊温度的700℃下退火处理1小时。退火处理增加了金刚石基材与稳定层之间的粘附力。以800m/分钟的速率用以这种方式得到的本实施例的工具切削铸铁，并与在金刚石基材上没有涂层的金刚石工具(比较例)进行比较。当与铸铁接触的工具部分的磨损量达到1μm时，将工具的寿命定义为终止。结果，本实施例的涂布的金刚石工具的寿命为比较例的金刚石工具的寿命的8倍。

实施例5

将通过气相合成(特别是cvd)法制造的单晶金刚石基材加工成切削刀片。在形成切削刀片的单晶金刚石基材上，通过以1×10¹⁷cm^-2的剂量和400kev的能量离子注入锆(zr)来形成稳定层。在通过涡轮分子泵实现的极限真空度下的真空中，在1200℃下退火处理1小时。将在其上形成有稳定层的金刚石基材在900℃下钎焊到柄上，从而准备金刚石切削工具。以800m/分钟的速率用以这种方式得到的本实施例的工具切削铸铁，并与在金刚石基材上没有涂层的金刚石工具(比较例)进行比较。当与铸铁接触的工具部分的磨损量达到1μm时，将工具的寿命定义为终止。结果，本实施例的涂布的金刚石工具的寿命为比较例的金刚石工具的寿命的5倍。

实施例6

将通过气相合成(特别是cvd)法制造的单晶金刚石基材或通过高压合成法制造的单晶金刚石基材加工成用于切削工具的刀片，并在900℃下将该切削刀片钎焊到柄上，从而准备金刚石切削工具。在形成切削刀片的单晶金刚石基材上，形成稳定层。使用单晶金刚石基材和稳定层的不同组合来制作各样品01～14。将各样品的金属种类和厚度以及切削试验的结果一起示于表1中。对于样品01～04，在基材上形成一层金属层，之后进行退火处理以在界面处形成碳化物层。碳化物层形成内侧稳定层。外侧稳定层仍然是金属层。因此，稳定层是由至少两层构成的结构。对于样品05～07，在基材上在室温(25℃)下形成钛(ti)层，在其上形成另一层金属层，之后进行退火处理以在与金刚石的界面处形成碳化钛(tic)层。尽管形成tic层，但其余部分仍然为ti层。因此，稳定层为由至少三层构成的结构，即作为内侧稳定层中的最内侧稳定层的tic层、作为内侧稳定层中的中间内侧稳定层的ti层和作为外侧稳定层的金属层。对于样品08和09，仅形成一层金属层。对于样品10和01，在基材上在500℃的基板温度下形成钌(ru)层作为内侧稳定层，并且在内侧稳定层上在300℃以下形成另一层金属层作为外侧稳定层。对于样品12～14，在基材上在500℃的基板温度下形成碳化物层作为内侧稳定层，并在内侧稳定层上在300℃以下形成金属层作为外侧稳定层。在内侧稳定层与外侧稳定层之间获得了相对较大的粘附力，其中在作为内侧稳定层形成的碳化物层中的金属与作为外侧稳定层形成的最外面的金属层的金属的元素相同。所有稳定层都形成为具有基本上2μm的厚度。所有稳定层均通过hipims法形成。在形成稳定层之前，在800℃的真空中对金刚石基材进行退火以形成薄的石墨(30nm以下)，这使得能够更稳定地形成稳定层。通过hipims法形成稳定层增加了与金刚石的粘附力。与电子束蒸镀法和溅射法进行了比较。磨损试验后的剥离部分在电子束蒸镀法的情况下为2000μm²以上，而在溅射法的情况下为800μm²以上。相比之下，在hipims法的情况下，磨损试验后的剥离部分小于80μm²。在由此形成稳定层之后，在通过旋转泵实现的极限真空度下的真空中，将样品01～07在低于钎焊温度的700℃下退火处理1小时。当沉积内侧稳定层时，在500℃的基板温度下进行沉积。因此，当在金刚石基材上形成内侧稳定层时，在促进与金刚石的反应的条件下形成内侧稳定层，从而强化粘附性并防止剥离。为了比较，准备了没有涂层的金刚石工具作为样品15。

对以这种方式得到的本实施例的工具进行切削试验，其中以800m/分钟的速率切削铸铁。将结果示于表1中。在本实施例中，当与铸铁接触的工具部分(后刀面部分(逃げ面部分))的磨损量达到2μm时，将工具的寿命定义为终止。如表1所示，本实施例的涂布的金刚石工具的寿命比无涂层的样品15的寿命长。已经发现涂层是有效的。在样品08和09的情况下，在试验之后稳定层已被剥离的部分的总面积为10μm²以上且小于80μm²，且在其他样品的情况下所述面积小于10μm²。

实施例7

将通过气相合成(特别是cvd)法制造的单晶金刚石基材或通过高压合成法制造的单晶金刚石基材加工成用于切削工具的刀片，并将该切削刀片在900℃下钎焊到柄上，从而准备金刚石切削工具。作为通过气相合成法制造的单晶金刚石基材，使用包含超过1ppm的非置换型氮的基材。在形成切削刀片的单晶金刚石基材上，形成稳定层。使用单晶金刚石基材和稳定层的不同组合来制造各样品21～32。将碳化物层、氮化物层、氧化物层和氮氧化物层的各自的种类和各自的厚度以及切削试验的结果一起示于表2中。对于样品21和22，在基材上在500℃的基板温度下沉积钌(ru)层，之后在其上形成碳化物层。ru层为内侧稳定层且其上的碳化物层为外侧稳定层。对于样品23～25，在基材上在室温(25℃)下形成碳化物层。对于样品26～32，在基材上在室温(25℃)下形成钛(ti)层，在其上形成例如另一层碳化物层、氮化物层或氧化物层，之后进行退火处理以在与金刚石的界面处形成碳化钛(tic)层。尽管形成tic层，但其余部分仍然为ti层。因此，稳定层为由至少三层构成的结构，即作为内侧稳定层中的最内侧稳定层的tic层、作为内侧稳定层中的中间内侧稳定层的ti层和作为外侧稳定层的金属层。所有稳定层都形成为具有基本上2μm的厚度。所有稳定层均通过hipims法形成。在实施该方法之前进行的处理和粘附性是上面结合实施例6说明的那些。对于样品21～25和27～31的碳化物和氮化物，将金属含量设定为高于化学计量比1～4原子％(对于wc，w为50.5～52摩尔％；对于al2o3，al为40.4～41.6原子％)且电导率高于10^-9s/cm(电阻率低于10⁹ωcm)，以提高韧性。然后进行试验。通过x射线光电子能谱(xps)或电子探针微分析(epma)在五个不同位置进行测定并计算其平均值来确认组成。通过在相同条件下在cu基板上形成膜并通过金属掩模形成直径为1mm的ti电极，并且利用在cu基板与ti电极之间施加50v时的电流值来计算电阻率。对于样品21和22，在500℃的基板温度下沉积内侧稳定层。对于样品26～32，在通过旋转泵实现的极限真空度下的真空中，在形成稳定层之后，在低于钎焊温度的700℃下退火处理1小时。因此，当在金刚石基材上形成内侧稳定层时，在促进与金刚石的反应的条件下形成内侧稳定层，从而强化粘附性并防止剥离。为了比较，准备没有涂层的金刚石工具作为样品15。

对以这种方式得到的本实施例的工具进行切削试验，其中以800m/分钟的速率切削铸铁。在本实施例中，当与铸铁接触的工具部分(后刀面部分)的磨损量达到2μm时，将工具的寿命定义为终止。如表2所示，本实施例的涂布的金刚石工具的寿命比无涂层的样品15的寿命长。已经发现涂层是有效的。在样品23～25的情况下，在试验之后稳定层已被剥离的部分的总面积为10μm²以上且小于80μm²，且在其他样品的情况下所述面积小于10μm²。

实施例8

将通过气相合成(特别是cvd)法制造的单晶金刚石基材加工成用于切削工具的刀片。在形成切削刀片的单晶金刚石基材上，进行离子注入以形成稳定层。根据注入条件，在某些情况下，最外层仍由金刚石层形成。将用于离子注入的不同组合用于准备样品41～48。对于样品41～45，在离子注入之后通过普通涡轮分子泵实现的极限真空度下的真空中，在1000℃下退火处理1小时。最外面的表面由剩余的晶态金刚石形成。其他条件如表3所示。对于样品46～48，在离子注入后通过普通涡轮分子泵实现的极限真空度下的真空中，在1200℃下退火处理2小时。最外面的表面不是由剩余的晶态金刚石形成的。大多数注入的金属形成碳化物。其他条件如表3所示。将其上形成有稳定层的单晶金刚石基材在900℃下钎焊到柄上，从而准备金刚石切削工具。以800m/分钟的速率用以这种方式得到的本实施例的工具切削铸铁。当与铸铁接触的工具部分(后刀面部分)的磨损量达到1μm时，将工具的寿命定义为终止。结果，本实施例的涂布的金刚石工具的寿命比比较例即样品15的长。已经发现稳定层的形成是有效的。在所有样品中，在试验之后稳定层已被剥离的部分的总面积小于10μm²。通过在室温(25℃)下用两端探针施加50v来评价最外层的电导率值(电阻值)。对于样品41～45，电导率值高于1μs(电阻值小于1mω)。对于样品46～48，电导率值高于1ms(电阻值小于1kω)。

实施例9

将通过气相合成(特别是cvd)法制造的单晶金刚石基材加工成用于切削工具的刀片。在形成切削刀片的单晶金刚石上，形成掩模，其中各自直径为0.3μm的孔以矩形格子形状以0.6μm的间距排列。通过这些孔进行离子注入，形成稳定层。将稳定层以点模式注入金刚石基材中。在离子注入后去除掩模。将离子注入的条件示于表4中。以这种方式准备了样品51～58。对于样品51～55，在离子注入之后通过普通涡轮分子泵实现的极限真空度下的真空中，在1000℃下退火处理1小时。对于样品56～58，在离子注入之后通过普通涡轮分子泵实现的极限真空度下的真空中，在1200℃下退火处理2小时。将其上形成有稳定层的单晶金刚石基材在900℃下钎焊到柄上，从而准备金刚石切削工具。以800m/分钟的速率用以这种方式得到的本实施例的工具切削铸铁。当与铸铁接触的工具部分(后刀面部分)的磨损量达到1μm时，将工具的寿命定义为终止。结果，本实施例的涂布的金刚石工具的寿命比比较例即样品15的寿命长，如表4中所示。已经发现稳定层的局部形成是有效的。在所有样品中，在试验之后稳定层已被剥离的部分的总面积小于10μm²。通过在室温(25℃)下用两端探针施加50v来评价最外层的电导率值(电阻值)。对于样品51～55，电导率值高于1μs(电阻值小于1mω)。对于样品56～58，电导率值高于1ms(电阻值小于1kω)。

应当理解，本文公开的实施方案和实施例在所有方面都是通过说明而非限制的方式给出的。意在使本发明的范围由权利要求而不是由上述说明来限定，并且包括与权利要求的含义和范围等价的所有修改和变体。

标号说明

1：复合金刚石工具；11：金刚石基材；11e：电子供给层；11s：金刚石表面层；12：稳定层；12a：内侧稳定层；12aa：最内侧稳定层；12ab：中间内侧稳定层；12b：外侧稳定层；20：柄。