Kunci kepada prestasi unggul berlian polihabluran (PCD) yang stabil secara haba dalam keadaan yang teruk seperti suhu tinggi dan beban tinggi terletak pada komposisi bahan dan reka bentuk mikro yang unik. Berbanding dengan PCD konvensional, versi yang stabil secara haba menampilkan peningkatan yang disasarkan dalam pemilihan bahan mentah, pengoptimuman fasa ikatan dan-pemprosesan pasca, dengan itu meningkatkan ketahanan haba dan hayat perkhidmatannya dengan ketara sambil mengekalkan kekerasan berlian yang sangat tinggi.
Struktur asas PCD terdiri daripada zarah berlian bersaiz mikron- kepada submikron-yang disinter bersama-sama dengan fasa ikatan. Dalam PCD yang stabil secara terma, saiz zarah dan bentuk kristal serbuk berlian dipilih dengan ketat, biasanya menggunakan serbuk berlian kristal-tulen tunggal-tinggi untuk memastikan ikatan yang ketat antara butiran dan ketekalan mekanikal keseluruhan. Mengawal taburan saiz zarah adalah amat penting; saiz zarah yang terlalu kasar boleh mewujudkan zon ikatan yang lemah, manakala saiz zarah yang terlalu halus mengurangkan kekuatan makroskopik bahagian canggih. Nisbah yang munasabah mencapai keseimbangan antara rintangan haus dan rintangan hentaman.
Fasa ikatan adalah faktor penting yang menentukan kestabilan terma. PCD konvensional biasanya menggunakan logam seperti kobalt dan nikel sebagai pemangkin dan pengikat. Logam ini boleh menggalakkan transformasi berlian menjadi grafit pada suhu tinggi, mengehadkan suhu operasinya. PCD yang stabil secara terma menggunakan sistem pengikatan yang diubah suai, dengan berkesan menindas tindak balas transformasi fasa pada suhu tinggi dengan mengurangkan kandungan logam pemangkin atau memperkenalkan fasa pengikat bukan logam-berasaskan seramik atau karbida. Contohnya, sesetengah rumusan menggunakan silisid atau borida sebagai fasa penyambung, mengekalkan ikatan metalurgi antara zarah sambil mengurangkan aktiviti grafitisasi pemangkin, membolehkan bahan mengekalkan kestabilan fasa berlian melebihi 700 darjah .
Dalam peringkat-pemprosesan, PCD yang stabil secara terma mengalami penyepuhlindapan di bawah-suhu tinggi vakum atau perlindungan atmosfera, menyebabkan sisa fasa pemangkin logam menyahaktifkan atau berhijrah ke kawasan bukan-kritikal pada sempadan butiran, dengan itu meningkatkan lagi suhu penguraian haba dan rintangan pengoksidaan. Proses ini meningkatkan dengan ketara rintangan lesu haba bahan tanpa mengurangkan kekerasan dengan ketara, menjadikannya kurang terdedah kepada penyebaran mikrocrack di bawah beban haba berselang-seli.
Tambahan pula, rawatan kefungsian boleh digunakan pada permukaan PCD untuk memenuhi keperluan aplikasi yang berbeza, seperti membentuk lapisan pelindung yang sangat nipis melalui pemendapan wap untuk meningkatkan lagi rintangan kakisan atau mengawal pekali geseran. Pemilihan jenis bahan permukaan ini berkait rapat dengan kekuatan ikatan dengan matriks, dan ia adalah perlu untuk memastikan kekisi sepadan dengan butiran berlian untuk mengelakkan penembusan antara lapisan yang disebabkan oleh kepekatan tegasan haba.
Secara keseluruhan, prestasi unggul PCD yang stabil secara haba berpunca daripada kesan sinergistik serbuk berlian yang dipilih dengan teliti, reka bentuk fasa ikatan yang dioptimumkan dan proses rawatan haba khusus. Pemahaman mendalam tentang bahan utamanya bukan sahaja membantu dalam memilih bahan untuk dipadankan dengan tugas pemprosesan tetapi juga meletakkan asas yang kukuh untuk inovasi proses seterusnya dan peningkatan prestasi.
