Termo-stabilni polikristalni diamant (PCD) ima odločilen položaj v-proizvodnji visokega cenovnega razreda zaradi svojega edinstvenega principa delovanja. Medtem ko ohranja izjemno visoko trdoto in odlično odpornost proti obrabi diamanta, učinkovito zavira poslabšanje zmogljivosti, ki ga povzročajo visoke temperature, z optimizacijo materiala in strukture, s čimer ohranja stabilne rezalne zmogljivosti pri visoki temperaturi, visoki hitrosti in zapletenih pogojih obremenitve.
Osnovna struktura PCD je sestavljena iz velikega števila diamantnih mikrodelcev, sintranih pod visoko temperaturo in pritiskom pod delovanjem vezne faze, da tvorijo tri-dimenzionalno mrežno strukturo. Diamant je najtrši znani naravni material in njegovi ogljikovi atomi so tesno povezani z močnimi kovalentnimi vezmi, kar daje PCD odlično odpornost proti obrabi in deformacijo. Vendar pa imajo kovinske vezne faze (kot sta kobalt in nikelj) v običajnem PCD katalitični učinek pri visokih temperaturah, zaradi česar se diamant spremeni v grafit, kar vodi do močnega padca trdote in okvare orodja. Eno od temeljnih načel principa delovanja toplotno stabilnega PCD je blokiranje ali odložitev procesa termične razgradnje diamanta z zmanjšanjem vsebnosti katalitskih kovin ali njihovo zamenjavo z ne-katalitičnimi veznimi fazami, kot so keramika in karbidi, kar omogoča materialu, da prenese temperature nad 700 stopinj brez pomembne fazne transformacije. Na tej podlagi se toplotno stabilna orodja PCD zanašajo tudi na optimizirano zasnovo mikrostrukture za izboljšanje toplotne stabilnosti in mehanske žilavosti. Velikost in porazdelitev diamantnih zrn sta natančno nadzorovani, kar zagotavlja močno vez na mejah zrn, hkrati pa se izogiba šibkim površinam zaradi pretirano grobih zrn ali zmanjšani makroskopski trdnosti zaradi pretirano drobnih zrn. Racionalno zasnovana mreža meja zrn lahko razprši toplotno obremenitev in mehanske vplive ter tako zmanjša škodo, ki jo povzročijo lokalizirane visoke-temperaturne koncentracije. Hkrati lahko tehnike naknadne-obdelave (kot je visoko{12}}temperaturno vakuumsko žarjenje) deaktivirajo ali preselijo ostanke katalitičnih kovin na ne-kritična območja, s čimer se zmanjša nagnjenost k grafitizaciji pri visokih temperaturah in izboljša splošna odpornost proti oksidaciji in odpornost proti toplotni utrujenosti materiala.
Med delovanjem toplotno stabilna orodja PCD med rezanjem ustvarijo znatno količino toplote, zlasti pri obdelavi visoko-silicijevih aluminijevih zlitin, visoko-temperaturnih zlitin in kompozitnih materialov, kjer je temperatura območja rezanja pogosto visoka. Zahvaljujoč visoki termični stabilnosti in nizkemu koeficientu toplotnega raztezanja lahko orodje ohrani dimenzijsko in oblikovno stabilnost v okoljih z visoko-temperaturo, kar zmanjša napake pri obdelavi, ki jih povzroči toplotna deformacija. Poleg tega struktura kovalentne vezi diamantne faze ostane robustna pri visokih temperaturah, ohranja oster rezalni rob in upočasnjuje proces obrabe. Ta kombinacija trdote, odpornosti proti obrabi in strukturne celovitosti pri visokih temperaturah je temeljni razlog, zakaj lahko toplotno stabilen PCD neprekinjeno in učinkovito reže v težkih pogojih.
Skratka, termično stabilen PCD s sinergijskimi učinki modifikacije materiala, optimizacije mikrostrukture in naknadne-obdelave doseže dolgoročno-ohranjanje odličnih mehanskih lastnosti diamanta v okoljih z visoko-temperaturo. Njegov princip delovanja odraža visoko stopnjo ujemanja med zasnovo materiala in zahtevami glede obdelave, kar zagotavlja zanesljivo podporo za natančno proizvodnjo v ekstremnih pogojih.
