学，103-105(艾迪生-韦斯利出版公司，1970)中阐述的技术)，来确定一组颗粒的几何平均直径。
[0032]文中使用的术语“催化剂材料”意为和包括，能在HTHP过程期间促进形成硬质材料颗粒之间的粒间粘结，但至少有助于在温度升高、压力升高、以及在用于在地下地层中形成井眼的钻井作业中可遇到的其他条件下减弱粒间粘结和降解颗粒材料的任何材料。例如，用于金刚石的催化剂材料包括钴、铁、镍、元素周期表的VIIIA组中的其他元素、以及它们的
I=IO
[0033]文中使用的术语“生的”意为未烧结。因此，文中使用的术语“生的结构或区域”意为和包括未烧结的结构或区域，其包括多个分离的颗粒，可通过粘结剂材料保持在一起，一定尺寸和形状的未烧结结构可通过随后的制造过程(包括但不局限于机械加工和稠化)形成适用于钻孔的部件或元件。
[0034]文中使用的术语“烧结”意为温度驱动质量传递，可包括微粒成分的稠化和/或粗化，通常涉及，初始颗粒之间的至少一部分孔的消除(伴随着收缩)、以及相邻颗粒之间的联接和粘结。
[0035]图1示出了根据文中所公开的实施例的切削元件100。切削元件100包括在联接面106处粘结到支撑基体104上的聚晶复合片102。在另外的实施例中，在不具有支撑基体104的情况下可形成和/或使用聚晶复合片102。如图1所示，切削元件100可以是圆柱形或盘形。在另外的实施例中，切削元件100可以是不同的形状，如，圆顶形、锥形或凿形。
[0036]支撑基体104可具有第一端面114、第二端面116和大致为圆柱形的侧面118，该侧面在第一端面114和第二端面116之间延伸。如图1所示，第一端面114和第二端面116可基本上平坦。在另外的实施例中，第一端面114和/或第二端面116可以不平坦(因此，支撑基体104和聚晶复合片102之间的联接面106可以不平坦)。另外，如图1所示，支撑基体104可以大致为圆柱形。在另外的实施例中，支撑基体104可以是不同的形状，如圆顶形、锥形或凿形。
[0037]支撑基体104可由相对硬且耐磨损的材料形成，可包括相对硬且耐磨损的材料。以非限制性实例的方式，支撑基体104可由陶瓷-金属复合材料(通常称之为“金属陶瓷”材料)形成，包括所述材料。在一些实施例中，支撑基体104可由硬质合金材料(如，硬质碳化钨材料，硬质碳化妈中的碳化物颗粒通过金属粘结剂材料粘结在一起)形成，包括所述材料。文中所述的术语“碳化妈”意为，含有碳和钨的化合物(如，WC，W2C)、以及WC与W2C的组合物的任何材料成分。碳化钨例如包括铸造碳化钨、烧结碳化钨和粗晶碳化钨。金属粘结剂材料例如可包括催化剂材料，如钴、镍、铁或它们的合金和混合物。在至少一些实施例中，支撑基体104由钴钨硬质合金形成，包括钴钨硬质合金。
[0038]聚晶复合片102可被设置在支撑基体104的第二端面116上或覆盖在其上。聚晶复合片102包括至少一个侧面120(也称之为聚晶复合片102的“筒”)和切削面108(也称之为聚晶复合片102的“顶部”)，切削面108与支撑基体104的第二端面116相背布置。聚晶复合片102在切削面108的外围处还可包括斜切边缘112。图1中所示的斜切边缘112具有单个斜切表面，但是，斜切边缘112还可具有另外的斜切表面，这样的斜切表面可以以与斜切边缘112的斜切角不同的斜切角定位，这在本领域是众所周知的。此外，作为斜切边缘112的替代结构，聚晶复合片102的多个边缘中的一个边缘可以是圆形或包括至少一个斜切表面和至少一个弓形表面的组合结构。如图1所示，聚晶复合片102的侧面120可以与支撑基体104的侧面118大致共面，聚晶复合片102的切削面108可平行于支撑基体104的第一端面114延伸。因此，聚晶复合片102可以是圆柱形或盘形。在另外的实施例中，聚晶复合片102可以具有不同的形状，如圆顶形、锥形或凿形。聚晶复合片102的厚度可在约I毫米(mm)至约4_的范围内，如，约1.5mm至约3.0mm。在一些实施例中，聚晶复合片102的厚度在约1.8mm至约2.2mm的范围内。
[0039]聚晶复合片102可由P⑶材料形成，包括PCD材料。TCD材料占聚晶复合片102的体积百分比可大于或等于约百分之七十(70%)，如大约或等于约百分之八十(80%)、或大约或等于约百分之九十(90% KPCD材料可包括金刚石(如，天然金刚石、人造金刚石或它们的组合物)颗粒或晶体，它们粘结在一起形成聚晶复合片102，下面将对此进一步详细描述。金刚石颗粒之间的孔隙空间或区域可填充有其他材料，或可至少局部不含有其他材料，下面也将对此进一步详细描述。在另外的实施例中，聚晶复合片102可由不同的聚晶材料(如，立方氮化硼聚晶、氮化碳和本领域公知的其他硬质材料)形成，包含所述材料。
[0040]继续参照图1，聚晶复合片102包括多个区域110。例如，如图1所示，聚晶复合片102可包括第一区域IlOA和第二区域110B。第一区域IlOA可从聚晶复合片102的切削面108和侧面120朝内延伸。第一区域IlOA的环形延伸部分122可在聚晶复合片102的侧向外围处朝支撑基体104延伸。在一些实施例中，环形延伸部分122可在联接面106的一个或多个部分处抵接支撑基体104。第一区域IlOA可至少局部包围第二区域110B。进而，第二区域IlOB可被设置在第一区域IlOA的至少一部分和支撑基体104之间。如图1所示，第一区域IlOA可基本上包围第二区域IlOB的上部分和侧部分(如，径向外部分)。因此，在一些实施例中，第二区域IlOB可不延伸(如，侧向延伸和/或纵向延伸)至聚晶复合片102的外围(如，切削面108、斜切边缘112和侧面120)。在另外的实施例中，第二区域IlOB的一段或一部分可位于第一区域IlOA的环形延伸部分122的至少一部分和支撑基体104之间。第二区域IlOB的该段可延伸至聚晶复合片102的侧面120，或者可不延伸至聚晶复合片102的侧面120。如图1所示，所述多个区域110中的相邻区域(如，第一区域IlOA和第二区域110B)之间的联接面可基本平坦。在另外的实施例中，所述多个区域110中的相邻区域之间的一个或多个联接面可以不平坦。
[0041]参照图2，在另外的实施例中，聚晶复合片102可呈现第一区域IlOA和第二区域I1B的不同配置。例如，如图2所示，第一区域11OA可从聚晶复合片102的侧面120朝内延伸，但是可基本上不从聚晶复合片102的切削面108朝内延伸。第一区域IlOA可基本上径向或侧向包围第二区域I1B的外部分，但是并没有覆盖第二区域I1B的全部上部分。因此，第二区域IlOB可从聚晶复合片102的切削面108的至少一部分延伸并形成所述至少一部分。如图2所示，第二区域IlOB可形成聚晶复合片102的整个切削面108，第一区域IlOA可形成聚晶复合片102的整个侧面120和整个斜切边缘112。在另外的实施例中，第二区域IlOB可形成聚晶复合片102的整个切削面108和整个斜切边缘112，第一区域I1A可形成聚晶复合片102的侧面120的至少一部分。第一区域IlOA例如可抵接支撑基体104，可从支撑基体104延伸至聚晶复合片102的斜切边缘102或延伸到所述斜切边缘之下。在另外的实施例中，第二区域IlOB可形成聚晶复合片102的切削面108的一部分，第一区域IlOA可形成聚晶复合片102的整个侧面120和整个斜切边缘112，还可形成聚晶复合片102的切削面108的另一部分。如图2所示，所述多个区域110中的相邻区域之间(如，第一区域IlOA和第二区域IlOB之间)的联接面可大致平坦。在另外的实施例中，所述多个区域110中的相邻区域之间的一个或多个联接面可以不平坦。
[0042]参照图3，在另外的实施例中，聚晶复合片102可以包括另外的区域。例如，如图3所示，聚晶复合片102可包括第一区域110A、第二区域I1B和第三区域110C。第三区域I1C可从聚晶复合片102的切削面102朝内延伸，第一区域IlOA可从聚晶复合片102的侧面120朝内延伸。第三区域IlOC和第一区域IlOA可至少局部包围第二区域110B。例如，第三区域IlOC可覆盖第一区域I1A和第二区域I1B的上部分，第一区域I1A可径向或侧向包围第二区域IlOB的外部分。如图3所示，第三区域IlOC可形成聚晶复合片102的整个切削面108和整个斜切边缘112，第一区域IlOA可形成聚晶复合片102的侧面120的至少一部分。第一区域I1A例如可抵接支撑基体104，可从支撑基体104延伸至聚晶复合片102的斜切边缘112或所述斜切边缘112之下。在另外的实施例中，第三区域IlOC可不形成聚晶复合片102的切削面108和斜切边缘112 二者中的至少一个的全部部分。例如，第三区域IlOC可覆盖第二区域110B，可被第一区域IlOA径向或侧向包围，使得第一区域IlOA延伸至聚晶复合片102的切削面108。在另外的实施例中，第三区域IlOC的至少一部分可包围第一区域IlOA和第二区域IlOB二者中的至少一个的径向或侧向外部分的至少一部分。如图3所示，所述多个区域110中的相邻区域之间(如，第一区域IlOA和第二区域IlOB之间、第一区域IlOA和第三区域IlOC之间、第二区域IlOB和第三区域IlOC之间，等等)的联接面可以大致平坦。在另外的实施例中，所述多个区域110中的相邻区域之间的一个或多个联接面可以不平坦。
[0043]—起参照图1至图3，聚晶复合片102的所述多个区域110中的至少一个区域的渗透率不同于聚晶复合片102的至少一个其他区域的渗透率。以非限制实例的方式，图1至3所示的实施例中的每个实施例中的第一区域I1A的渗透率比第二区域I1B的要小或低。所述多个区域110中的至少一个区域(如，第一区域110A)的渗透率相对于所述多个区域110中的至少一个其他区域(如，第二区域110B)而言降低，这种渗透性降低可至少部分地通过所述多个区域110中的每个不同区域内的平均粒径和粒度分布控制，下面将对此进一步详细描述。由于所述多个区域110中的不同区域的渗透率不同，以及聚晶复合片102的先前所述结构配置(如