多面钻石及其相关方法

文档序号:3362862阅读:286来源:国知局

专利名称::多面钻石及其相关方法
技术领域
:本发明主要涉及合成和切割钻石颗粒的方法。因此,本发明涉及化学、冶金以及材料科学领域。
背景技术
:钻石广泛地应用于宝石级产品、超研磨颗粒磨蚀(abrading)和切割的应用。目前钻石颗粒在全球的消耗量超过400公吨,例如在超研磨颗粒的领域,结合超研磨颗粒的常见工具包括切割工具、钻头、圆锯(circularsaw)、研磨轮(grindingwheels)、精研带(lappingbelts)、抛光垫(polishingpads)等。通常,钻石粒能区分成三种不同尺寸范围,用于锯用的粗目网锯用颗粒(coarsemeshsawgrits)(美国网目18至60或Imm至0.23mm)、用于研磨应用的中型尺寸磨粒(美国网目60至400,230微米(microns)至37microns)、以及用于抛光应用的微细的微米级钻石粉末(美国网目<400网目)。钻石通常是在超高压(如约5.5GPa)以及高温(如1300°C)下形成,钻石的品质通常是由钻石生长速率所控制,钻石粒通过在熔融金属的触媒反应中将石墨转变为钻石而生长,该熔融金属也能视为碳的溶剂,用于合成钻石的触媒通常包括铁、镍、钴、锰或其合金。钻石的生长速率通过压力和温度所控制,通常,使钻石稳定所要求的超压(over-pressure)越低和/或熔融触媒金属所需的超温越低,则生长速率越慢;例如,在Invar组成的铁和镍(Fe65-Ni35)的熔融合金中生长锯用颗粒,该压力约为5.2Gpa,且该温度约为1270°C。
发明内容本发明提供多面钻石以及相关方法。例如,在一个形式中提供制造多面钻石的方法,这种方法包括获得具有实质上自形形态(morphology)以及多个主要结晶面的钻石;以及抛光由这些主要结晶面所定义的多个主要尖端(apex),以形成多个第二面以及第二尖端。在另一形式中,获得该钻石还包括提供具有碳源和触媒材料的生长前驱物,该生长前驱物具有至少部分排列于其中的钻石前驱物颗粒;熔融该钻石前驱物颗粒;通过使该熔融的钻石前驱物颗粒以及该生长前驱物处于足以使钻石生长的温度和压力条件下生长钻石。在更多特定形式中,熔融该钻石前驱物颗粒还包括结合该钻石前驱物颗粒以及额外的触媒材料,其中该额外的触媒材料的量足以在钻石生长前在钻石生长条件下熔融该钻石前驱物颗粒。除此之外,结合该钻石前驱物颗粒以及该额外的触媒材料包括以该额外的触媒材料涂布该钻石前驱物颗粒。在一些形式中,该额外的触媒材料与所述触媒材料相同。在另一形式中,该多个第二尖端的至少一部分能被抛光而形成多个第三面以及多个第三尖端。在又一形式中,抛光第二尖端的至少一部分包括抛光实质上全部的第二尖端。在再一形式中,可抛光该钻石颗粒以使得该多个第二尖端的各个为圆形(rounded)。在一些形式中,能够掺杂钻石以产生有色钻石或钻石中的有色区域。例如在一个形式中,生长钻石还包括在钻石中掺杂主要掺杂剂,其中该主要掺杂剂以空间占有的方式(spatially)结合至具有生长前驱物的碳源的钻石中。在另一形式中,该钻石用作钻石前驱物颗粒以供后续钻石生长反应,且在后续生长钻石中掺杂第二掺杂剂,该第二掺杂剂不同于主要掺杂剂,并以空间占有的方式结合至后续生长前驱物的碳源的钻石以供后续钻石生长反应。本发明还提供多面钻石。例如在一个形式中,所提供的宝石级钻石包括按照本文所述的方法所制成的多面钻石。在另一形式中,所提供的宝石级钻石包括按照本文所述的方法所制成的多面钻石,其中该多面钻石在钻石中具有多个有色区域,各区域具有不同的颜色,且在多个有色区域之间没有或实质上没有包裹体界面。在另一形式中,钻石的至少50%的外表面为立方体(cubic)(100)、八面体(octahedral)(111)或正十二面体(dodecahedral)(110)结晶面。其他的特征以及优点将从考虑以下详细说明以及所附的图示,结合叙述通过实施例、本发明的特征而变得更加明显。图1为根据本发明的一个实施例的多面钻石在尖端(apex)抛光前的剖面图。图2为根据本发明的一个实施例的多面钻石在尖端抛光后的剖面图。图3为根据本发明的又一实施例的具有色彩区域的钻石的前视图。具体实施例方式目前在图中所显示的标号用于示范实施例,并在此处以特定的用语进行描述。然而,需要了解的是这并非意图限制本发明的范围,本发明所述的特征、方法步骤以及材料的改变以及进一步的修饰、以及以本发明的原则所做的其他应用是本领域技术人员依照本发明所揭露的内容而能做到的,且皆被视为在本发明的范围中。而本文所用的专有名词的目的仅意在叙述特定实施例,并非对本发明有任何的限制。定义以下的专有名词将会用于描述并主张本发明。所使用的单数型态字眼如“一”和“该”,除非在上下文中清楚明白的指示为单数,否则这些单数型态的先行词也包括多个对象,因此例如“一触媒材料”包括一个或多个这样的材料;“一合金”包括一个或多个这种合金。本文所述的“球形(spherical-shaped)”指钻石的整体形状通常自然形成球形,且其中该钻石存在球面对称。根据此定义,球形钻石为具有很多以球形排列的面(facets)的钻石。在一个形式中,球形钻石具有多于14个外表面;在另一形式中,球形钻石具有多于24个外表面。本文所述的“生长前驱物(growthprecursor)”指触媒材料以及原料的集合。生长前驱物还包括晶体或其他能够用于颗粒生长的其他晶种,生长前驱物是描述在生长过程(如高压高温(HPHT))之前的集合体,这种生长前驱物有时指“生胚体(greenbodies)”。在此所述的“包裹体(inclusion)”指碳或金属的沉积以取代在生长表面和周围材料之间的界面(interface)的钻石。包裹体最常通过在钻石生长表面和/或在高压/高温(HPHT)无法充分控制的生长条件下出现大量碳时形成,类似的包裹体以及缺陷也能在立方氮化硼(cBN)合成时形成。在此所述的“加热(heating)”指将热引入材料中,无论被加热的材料的温度是增加或在加热时仅仅维持。相反地,“冷却(cooling)”为加热速率的减少,甚至当热持续被引入(尽管在较低速率的状况下)时。在此所述的“合金(alloy)”指金属与第二材料的固态溶液或液态混合物,所述的第二材料可为能够促进或改善该金属性质的非金属(如碳)、金属或合金。本文所述的“颗粒(particulate)”在特定用于针对层状结构时是指由颗粒所形成的层状结构。通常,本发明的颗粒层为实质上不具有烧结颗粒的松散的粉末、挤压(packed)的粉末或紧实(compact)的粉末,这些颗粒层为多孔或半多孔紧实体,紧实的颗粒层是使用已知的紧实方法(例如但不限于在湿式或干式冷压,如冷均压、模压(diecompacting),滚压、射出成型、注浆成型等)所形成的。用于本发明的这些颗粒材料(如石墨以及金属触媒粉末)较佳的是能够在惰性环境中处理并储藏,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,其具有理论上相隔3.354埃(angstrom)的石墨平面(grapheneplane),因此,石墨化程度为1是指100%的石墨具有底面的石墨平面间距(d(_2))为3.354埃的碳原子六角形网状结构。较高的石墨化程度是指较小的石墨平面间距。石墨化程度(G)可利用式1计算。G=(3.440-d(_2))/(3.440-3.354)(1)相反地,d(_2)可根据G而使用式2计算得到。d(_2)=3.354+0.086(1_G)(2)根据式1,3.440埃是非晶碳(Le=50A)底面的间隔,而3.354埃是纯石墨(Le=1000人)的间隔,纯石墨是可通过在3000°C下以延长的时间(如12小时)烧结可石墨化的碳。较高程度的石墨化对应于较大的结晶尺寸,其通过底面(La)的尺寸和堆迭层(L。)的尺寸所表征。需注意该尺寸参数反比于底面的间隔。值得注意的是,尺寸参数与堆迭层的间隔成反比,表一显示数种常见石墨种类的结晶特性。表一本文所述的“预先决定的图案(predeterminedpattern)”指非随意的图案,其在前驱物形成之前所界定,且其是将各晶种与其他晶种以规范(defined)的关系放置(place)或设置(locate);例如“以预先决定的图案放置钻石晶种”可指定为各颗粒在特定非随意且预先选择的位置。此外,这种图案并非局限于均勻的格网或补偿性蜂窝图案(offsethoneycomb),但可基于生长条件和所用的材料而包括任何数量的配置。本文所述的“实质上自形的(substantiallyeuhedral)”指钻石具有至少50%的表面为自形面。本文所述的“均勻的格网图案(uniformgridpattern)”指钻石颗粒在所有方向彼此均勻间隔的图案。本文所述的“晶种(crystallineseeds)”指作为生长较大晶体颗粒的起始材料的颗粒,如本文所述,晶种通常包括钻石晶种、立方氮化硼(cBN)晶种以及碳化硅(SiC)晶种。例如,超研磨钻石的生长一般是由钻石晶种所达成,然而cBN和/或SiC晶种也可用于生长超研磨钻石。本文所述的“钻石晶种(diamondseeds)”指天然或合成钻石、超硬结晶或多晶物质或物质的混合物的颗粒,包括但不限于钻石以及多晶钻石(PCD)。钻石晶种能用作生长较大钻石结晶的起始材料,并且有助于避免随机的(random)成核反应以及钻石生长。在此所使用的“实质上地(substantially)”,除非特别指出关于特定的用语,否则一般是指步骤、特性、性质、状态、结构、目或结果的完全、接近完全的范围或程度。例如,“实质上”被包覆的物体指该物体完全被包覆或几乎完全被包覆。而离绝对完全确实可允许的偏差可在不同情况下依照特定上下文来决定。然而,通常来说接近完全就如同获得绝对或完整的完全具有相同的总体结果。所用的“实质上地”在用于负面含义时也同等适用,以表示完全或接近完全缺乏步骤、特性、性质、状态、结构、目或结果。举例来说,“实质上没有(substantiallyfreeof)”颗粒的组成可为完全缺乏颗粒,或者非常近乎完全缺乏颗粒,而其影响会如同完全缺乏颗粒一样。换句话说,“实质上没有”一成分或元素的组成只要在所关注的特性上没有可测量到的影响,可实际上依然包含这样的物质。本文所述的“大约(about)”为可在边界值“高一些”或“低一些”的数值,以用于提供数值范围的边界值的弹性。这里所述的多个项目、结构元素、组成元素和/或材料,基于方便可出现在一般的常见列举中,然而这些列举可解释为列举中的单一构件单独或个别地被定义,因此,这样列举中的单一构件不能视为任何单独基于在一般族群中无相反表示的解释的相同列举中实际上相等的其他构件。浓度、数量以及其他数值上的资料可以范围的形式来加以呈现或表示,而需要了解的是这种范围形式的使用仅基于方便性以及简洁,因此在解释时,应具有相当的弹性,不仅包括在范围中明确显示出来以作为限制的数值,同时也可包含所有个别的数值以及在数值范围中的次范围,如同每一个数值以及次范围被明确地引述出来一般。例如一个数值范围“约1到约5”应该解释成不仅仅包括明确引述出来的大约1到大约5,同时还包括在此指定范围内的每一个数值以及次范围,因此,包含在此数值范围中的每一个数值,例如2、3及4,或例如1-3,2-4以及3-5等的次范围等,以及个别的1、2、3、4和5。此相同原则适用于仅有引述一数值的范围中,此外,这样的阐明应该应用于无论是一范围的幅度或所述的特征中。本发明应该了解的是以下叙述仅为示范本发明的原则,且不应视为限制权利要求的范围。本发明提供多面钻石以及制造该多面钻石的方法。合成制造的钻石可被制造而具有非常特定的结晶型态,其有助于产生这种多面钻石。在一个形式中,该多面钻石可为球形钻石。关于钻石生长以具有特别结晶型态的其他资讯能够在2004年8月25日申请的美国第7,404,857号专利案以及2005年7月5日申请的美国第7,368,013号专利案中发现,在此引入本文作为参考。在一个形式中,多面钻石为具有一般球形以及多外表面的钻石。对于一般的钻石而言,光穿过钻石的平板面(tableface),并在射出产生于宝石级钻石中能看见的“光芒(fire)”效果之前在钻石中进行反射和折射。在根据本发明的形式的钻石中,进入任何钻石的外表面的光线会在射出前折射和反射多次,因此产生比传统宝石级钻石可见的更大程度的“光芒”。在另一形式中,这些多面钻石包括具有被抛光的尖端(apex)和边缘(edge),使得钻石比多面球形钻石具有更多球形结晶型态。在一些形式中,一些尖端和边缘的移除可提供钻石能够沿着其表面传递光线的能力,并提供亮度(brilliance)和光泽度(luster)效应,从而促进并增进(compliment)从更深的光折射而来的“光芒”。这种多面钻石能由合成钻石产生,通过抛光该钻石全部或实质上全部的尖端以形成多个额外的面。例如在一个形式中,具有14面以及24个尖端的立方八面体(cubo-octahedral)钻石能被抛光而通过将24个尖端的各个抛光成为面,从而形成具有38面的多面钻石,这些额外的面能够让额外的光线进入并折射,因而增加整体呈现且能从该宝石观看的光芒。例如在一个形式中,宝石级钻石的至少50%的钻石外表面为立方体(cubic)(100)、八面体(octahedral)(111)或正十二面体(dodecahedral)(110)结晶面。应该注意的是在一个形式中,合成的起始钻石实质上为自形的,因此其表面的至少50%为自形面。在另一形式中,该合成的起始钻石具有至少75%的钻石表面为自形面。在又一形式中,该合成的起始钻石具有至少90%的钻石表面为自形面。在进一步的形式中,该合成的起始钻石具有100%的钻石表面为自形面。如一个实施例所示,图1显示钻石10具有多面12以及多尖端14。图2显示抛光多个尖端后形成多个第二面22以及第二尖端24的钻石20,这些第二尖端24形成于新形成的第二面22的周围,应注意部分原来的面26在抛光过程之后仍然维持,该第二尖端也能被抛光以形成多个第三面以及第三尖端(图中未显示),这种面还能让额外的光线穿透且深入折射,因而增加光芒以及亮度。在一个形式中,仅有部分的第二尖端被抛光;在另一形式中,所有第二尖端都被抛光;在又一形式中,至少部分第二尖端可被抛光以形成圆形尖端。这种抛光过程也包括抛光在尖端之间至少一部分的边缘。能考虑很多抛光过程以及后抛光过程,且任何抛光钻石尖端的方法可考虑在本发明的范围内。在一个形式中能使用磨光盘(scaife)抛光过程。除此之外,能够对于具有抛光后更平顺光滑的尖端和边缘的更具球形结晶形态的钻石的那些形式进行超音波抛光。也能使用雷射剥蚀(laserablation)进行,从而在那些形式中的钻石内形成穿孔,所述穿孔用于固定钻石成为一件珠宝(如链或手镯)中。在一个形式中,能移除钻石的所有尖端和边缘,并保持面的平坦部分以产生近球形的钻石。许多形成合成钻石的技术为已知的,且所有这种方法应包括在本发明的范围内。然而,在一个形式中,能够使用以下方法,发现其可用于从钻石前驱物快速生长钻石颗粒,依照以下所述的形式生长钻石,该钻石能用为钻石前驱物以生长出较大的钻石,或其被抛光以形成宝石级多面钻石。很多可用于合成本发明的自形钻石的钻石生长方法为已知的,且所有这种技术应被视为在本发明的范围内。这种方法的范例能在7/26/2004申请的美国专利第7,172,745号、3/1/2004申请的美国专利第7,323,049号、1/13/2004申请的美国专利第7,128,547号、2/6/2004申请的美国专利第7,306,441号、8/24/2005申请的美国专利第7,371,280号以及12/31/2008申请的美国临时申请案第61/142,027号中所发现,且其皆引入本文作为参考。从上述记载的方法所获得的自形钻石的形状对于最终的钻石产物特征有重大的影响。例如在一个形式中,依照上述方法制成的立方体形状的钻石将具有6个面、8个尖端以及12个边缘。通过抛光8个尖端,则会形成8个新的面,并伴随形成24个新的尖端。新的尖端形成在交错于被抛光的尖端的各边缘,伴随形成三个新的边缘,其连接于三个新的尖端且在各新的面周围。因此,所形成的钻石将会有14个面、32个尖端以及36个边缘,形成大致呈球形的钻石。具有八面体形状的自形钻石能同样地被抛光,因而使得各尖端被抛光而形成新的面,并使得交错在各边缘的尖端被抛光后形成新的尖端,新的边缘将额外形成在所有围绕着新面的新尖端之间。因此能制造出各种钻石产物,其依照所要抛光的钻石起始构型而有不同的特征。应该注意的是在一些形式中,钻石整体数量的尖端和/或边缘仅有一部分被抛光,其根据最终被抛光的钻石所需的特性来决定。令人关注的是,某些杂质能够在钻石中增添色彩。例如,掺硼的钻石是蓝色的,掺氮的钻石是黄色的,掺钛的钻石是无色的,诸如此类。特别地,在一些情况中,蓝色钻石能够通过掺杂具有硼的触媒而生长;黄色钻石能够通过在钻石中掺杂在反应舱体的空气中的氮而生长;无色钻石能通过掺杂具有钛的触媒而生长。钻石能因此依照掺杂的形式和程度而在钻石颗粒中具有埋设区(imbeddedzones),由于中断的钻石生长过程减少在这些颜色区域之间可见的界面,所以产生引人注目的视觉色彩(visualcoloration)。例如图3显示具有二个掺杂区30,32以及未掺杂区34的钻石,其中在这些区域之间并无可见的包裹体边界。在本发明的另一形式中,能制造具有抛光的间端以及独立颜色区域的钻石,等温组合(assembly)能够用于制造晶体。这些晶体的一个形式能够大于约1mm,其通过在触媒熔融后30分钟阻止自动成核;接着该钻石能够被抛光并回到组合(assembly)中而生长额外具有不同颜色的钻石层。能使用温度阶梯法以及加热至温度(如50°C)大于该钻石晶种的碳源(如微米级钻石颗粒)而生长大钻石(>1_)。范例例135/40网目的高品质钻石颗粒由在锅炉内部上升的氮气流支撑,将该氮气加热至约50°C,并接着从锅炉底部被抽取(pump)至内部。含有Invar合金粉末(325/400网目)的固液混合浆从该锅炉的顶部喷洒至悬浮的钻石颗粒上,从而将Invar合金粉末涂布于这些钻石颗粒,干燥在这些钻石颗粒上的涂层后,再次施加该固液混合浆,此重复的干燥和涂布步骤持续地在钻石颗粒悬浮于氮气流时进行,直到该干燥的固液混合浆的厚度达到约钻石颗粒尺寸的一半,接着从该涂布机移除由该干燥的固液混合浆涂布的钻石颗粒。9当钻石颗粒涂布有Invar粉末时,将纯化的石墨粉末与碳酰镍(carbonylmadenickel,尺寸约emicrons,约10V%)在管状混合机中混合,此粉末与粘着剂和稀释剂一起混合以形成生长前驱物固液混合浆,将其喷雾干燥后形成粒状颗粒(约一毫米的一半)。由Invar粉末涂布的钻石颗粒接着与粒状石墨/镍粉末混合,使得钻石和钻石之间的平均距离约为钻石尺寸的四倍,之后以冷压法(或冷均压法)将此混合物压紧,此压紧的物体(charge)再在1000°C的氢气环境中热处理两个小时,以消除所有非碳和非金属的挥发物(如水、混合物、二氧化碳等);此纯化的物体又在氮气环境中压紧而形成圆柱型物体(直径为40mm,高度为30mm),其能在六方顶压机(cubicpress)中进行压制。将该物体在约5.2Gpa的压力下压紧,并加热至约1300°C,在将待发展成钻石颗粒的Invar合金熔融之后,各钻石会溶于该熔融触媒中。之后,该液体通过从周围材料的石墨的溶解而变为超饱和;此溶解的钻石接着能生长,温度可调降(如50°C)以减缓该生长速率,使得在钻石中的包覆体可为最小化,在经过一小时的生长后,各钻石的尺寸会大于两倍,使得重量增加约10倍。后续的生长,将该钻石颗粒的尖端在磨光盘(scaife)上抛光以产生第二尖端和第二面。例2将35/40钻石颗粒通过模板粘贴于胶带并排列于格网图案中,在撕除该胶带以及所粘着的钻石后,将具有比钻石颗粒还大三倍的孔洞的另一模板放置(alight)并粘着于胶带上,使得钻石颗粒排列于孔洞中。将具有胶带于底部的Invar合金粉末(325/400网目)洒在模板上以填充孔洞;接着使用刮除器移除过多的Invar合金粉末。在此情况中,只有填充于围绕在钻石的孔洞中的粉末会留下。小心地将模板移除,留下被Invar粉末围绕的钻石颗粒,钻石与钻石之间的间隔为4倍钻石的大小。接着加入石墨以及碳酰镍的混合物,这些材料而后冷压以形成具有Invar合金于底部的一层钻石。很多这些层状结构堆迭,并如例1一样进行热处理,热处理后的堆迭物再紧压而坚固,而后除去核心成为圆柱体,这些圆柱体能如例1一样在六方顶压机中进行压制。例3例3与例1或例2相同,而不同之处在于该起始钻石颗粒的尺寸为1mm。例4将石墨以及Invar合金以11的重量比混合,并且紧压以制成单元(cell),将该单元插入顶压机的衬垫(gasket)总成的孔洞中,将该物体在约5.2Gpa的压力下紧压并加热约1250°C,该Invar合金会熔融而后成核钻石。以这种方法控制该压力,通过碳汇(carbonsink)效应而早期形成于其周围的钻石晶核来抑制自动成核(一旦晶核形成,在熔融物中该超饱和的碳溶质减少,使得额外的晶核可在倾向于生长的大于钻石尺寸四倍的距离处成形)。约三小时后,该单元被移除且被分离,将这些片体浸泡于酸中以溶解该金属,剩余的石墨被清除,晶体(尺寸约1mm)因而形成并具有实质上自形的立方八面体结晶形态,可具有24个尖端。这些尖端可通过磨光盘(scaife)抛光,接着以雷射光束穿透,多个被穿透的钻石结晶被结合成链。例5与例1相同,不同之处在于未被穿透的结晶的周围能粘合(如通过环氧树脂)大型抛光且具有多面的立方氧化锆或蓝宝石周围,这些钻石也能用于制造小摆饰(figurines)。例6将例1中未抛光的结晶上涂布一层保护性的CVD钻石,该CVD钻石掺有硼,掺入方法是导入流速比例为110100的氢化硼(BH3)、甲烷以及氢气,使由甲烷与氢气所稀释的氢化硼将硼的成分掺入该CVD钻石。将这些晶体在基材上振动,使得蓝色钻石涂料均勻地分布。装饰性的珠宝无须进行抛光。例7与例6相同,不同之处在于钻石晶体先以铬(Cr)预涂布,而后以雷射标注而制造出小字体的字母,如在较大面上的字母“A”。当如例6—样在掺杂的钻石涂布硼时,只有标注的区域被涂布,其余的Cr通过酸浸而移除。例8由例1中得到的钻石在振动时利用含有镍的硼以溅镀方式涂布,该被涂布的钻石接着与石墨和Invar合金混合以在黄色核心上高压生长掺硼钻石。因此,本文揭露一种合成珠宝级多面钻石的方法,以上叙述以及范例仅为说明本发明一些可能的实施例,对于本领域技术人员能够轻易了解本发明,容易受其效用以及应用所影响。除了本文所述之外,本发明还有很多实施例和适用范围,以及很多改变、修饰以及等效的排列都能明显地从本发明和以上并未脱离本发明实质或范围的叙述中得知或获得合理的建议。因此,当本发明已经在此详细叙述有关于其较佳实施例时,应该了解此揭露仅为描述和示范本发明,且仅为了提供充分而能据以实施本发明的目的,所以以上叙述并未尝试或被解释为限制本发明的范围,或排除其他这种实施例、适用范围、改变、修饰以及等效的排列,本发明仅通过权利要求书以及其等效范围作为限制。1权利要求一种制造多面钻石的方法,其包括获得具有实质上自形形态以及多个主要结晶面的钻石;以及抛光由这些主要结晶面所定义的多个主要尖端,以形成多个第二面以及第二尖端。2.根据权利要求1所述的制造多面钻石的方法,其中获得该钻石还包括提供具有碳源和触媒材料的生长前驱物,该生长前驱物具有至少部分排列于其中的钻石前驱物颗粒;熔融该钻石前驱物颗粒;以及通过使该熔融的钻石前驱物颗粒以及该生长前驱物处于足以使钻石生长的温度和压力条件下生长钻石。3.根据权利要求2所述的制造多面钻石的方法,其中熔融该钻石前驱物颗粒还包括结合该钻石前驱物颗粒以及额外的触媒材料,其中该额外的触媒材料具有足以在钻石生长条件下在钻石生长前熔融该钻石前驱物颗粒的量。4.根据权利要求3所述的制造多面钻石的方法,其中结合该钻石前驱物颗粒以及该额外的触媒材料包括以该额外的触媒材料涂布该钻石前驱物颗粒。5.根据权利要求2所述的制造多面钻石的方法,其中熔融该钻石前驱物颗粒还包括增加施加于钻石前驱物颗粒的温度和压力至足以熔融该钻石前驱物颗粒。6.根据权利要求2所述的制造多面钻石的方法,其中该碳源选自石墨、钻石粉末或其混合物。7.根据权利要求2所述的制造多面钻石的方法,其中该钻石前驱物颗粒的尺寸大于100微米。8.根据权利要求2所述的制造多面钻石的方法,其中该钻石前驱物颗粒的尺寸大于500微米。9.根据权利要求2所述的制造多面钻石的方法,其中该钻石前驱物颗粒的尺寸大于1毫米。10.根据权利要求1所述的制造多面钻石的方法,其中该钻石在抛光之前用作钻石前驱物颗粒以供后续钻石生长反应。11.根据权利要求2所述的制造多面钻石的方法,其中生长钻石还包括在钻石中掺杂主要掺杂剂,其中该主要掺杂剂以空间占有的方式结合至具有生长前驱物的碳源的钻石中。12.根据权利要求11所述的制造多面钻石的方法,其中该钻石用作钻石前驱物颗粒以供后续钻石生长反应,且在后续生长钻石中掺杂第二掺杂剂,该第二掺杂剂不同于主要掺杂剂,并以空间占有的方式结合至后续生长前驱物的碳源的钻石以供后续钻石生长反应。13.根据权利要求1所述的制造多面钻石的方法,其还包括抛光该多个第二尖端的至少一部分而形成多个第三面以及多个第三尖端。14.根据权利要求13所述的制造多面钻石的方法,其中该抛光第二尖端的至少一部分包括抛光实质上全部的多个第二尖端。15.根据权利要求13所述的制造多面钻石的方法,其还包括抛光该钻石颗粒以使得该多个第二尖端的各个为圆形。16.一种宝石级钻石,其包括根据权利要求1所述的多面钻石。17.根据权利要求16所述的宝石级钻石,其中该多面钻石在钻石中具有多个有色区域,各区域具有不同的颜色,且在多个有色区域之间没有或实质上没有包裹体界面。18.根据权利要求16所述的宝石级钻石,其中钻石的至少50%的外表面为立方(100)、八面体(111)或正十二面体(110)结晶面。19.根据权利要求16所述的宝石级钻石,其还包括穿设于该钻石的孔洞。全文摘要本发明涉及多面钻石及其相关方法。本发明提供一种制造多面钻石的方法,这种方法包括获得具有实质上自形形态以及多个主要结晶面的钻石;以及抛光由这些主要结晶面所定义的多个主要尖端,以形成多个第二面以及第二尖端。文档编号B24B29/02GK101920478SQ20101016502公开日2010年12月22日申请日期2010年4月23日优先权日2009年4月23日发明者宋健民申请人:宋健民
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