PDC（Polycrystalline Diamond Compact）是一种由聚晶金刚石（金刚石微粉）与硬质合金衬底通过超高压高温条件复合而成的新型功能材料。其核心特性和分类如下：

一、材料组成与结构

基本组成

PDC由金刚石微粉和硬质合金衬底组成，金刚石颗粒呈无序排列，形成各向同性结构。

分层结构

在矿用PDC钻头等应用场景中，PDC通常分为金刚石层和硬质合金基体两部分：

- 金刚石层：

作为切削刃，具有高硬度（约2000℃以上）、低摩擦系数及高耐磨性；

- 硬质合金基体：提供强度、抗冲击韧性和导热性，降低热膨胀系数。

二、主要特性

性能优势

- 硬度与耐磨性：

结合金刚石的硬度（莫氏硬度10）和硬质合金的耐磨性，延长刀具寿命；

- 热性能：高导热性可有效传导切削热，减少热损伤；

- 经济性：粉状金刚石成本低于金属基体，且加工效率更高。

应用领域

主要用于地质钻探、机械加工、切削工具等领域，如钻头、刀具、轴承等。

三、相关术语

钢体PDC：

整体由钢材加工而成，仅胎体部分可能镶嵌金刚石；

胎体PDC：通过粉末冶金工艺烧结，中心嵌入钢芯以增强刚性。

四、典型失效形式

正常磨损：金刚石层与基体因摩擦逐渐损耗；

掉片/崩刀：切削力过大导致金刚石层脱落；

脱层：基体与金刚石层界面分离。

总结

PDC通过复合化设计，将金刚石的硬度和硬质合金的韧性结合，成为现代工业中不可或缺的超硬材料，尤其在耐磨、高温场景下表现突出。