金刚石高温高压合成技术

人造金刚石不仅可以加工成价值连城的珠宝，在工 业中也大有可为。它硬度高、耐磨性好，可广泛用 于切削、磨削、钻探；由于导热率高、电绝缘性好， 可作为半导体装置的散热板；它有优良的透光性和 耐腐蚀性，在电子工业中也得到广泛应用。 1、制造树脂结合剂磨具或研磨用等；


2、制造金属结合剂磨具、陶瓷结合剂磨具或研磨用 等；



直接法 人造金刚石或利用瞬时静态超高压高温技术，或动态超高压高温技 术，或两者的混合技术，使石墨等碳质原料从固态或熔融态直接转 变成金刚石，这种方法得到的金刚石是微米尺寸的多晶粉末。 熔媒法 人造金刚石用静态超高压(50～100kb，即5～10GPa) 和高温(1100～ 3000°C)技术通过石墨等碳质原料和某些金属（合金）反应生成金 刚石，其典型晶态为立方体(六面体)、八面体和六-八面体以及它们 的过渡形态。在工业上显出重要应用价值的主要是静压熔媒法。采 用这种方法得到的磨料级人造金刚石的产量已超过天然金刚石，有 待进一步解决的问题是增大粗粒比，提高转化率和改善晶体质量。 目前正在实验室中用静压熔媒法研究优质大颗粒单晶金刚石的形成。 加晶种外延生长法曾得到重1克拉左右的大单晶;用一般试验技术略 加改进后，曾得到2～4毫米左右的晶体。采用这种方法还生长和烧 结出大颗粒多晶金刚石，后者在工业上已获得一定的应用，其关键 问题在于进一步提高这种多晶金刚石的抗压强度、抗冲击强度、耐 磨性和耐热性等综合性能。
3、制造一般地层地质钻探钻头、半导体及非金属材 料切割加工工具等；


4、制造硬地层地质钻头、修正工具及非wenku.baidu.com属硬 脆性材料加工工具等； 5、树脂、陶瓷结合剂磨具或研磨等；
6、金属结合剂磨具、电镀制品。钻探工具或研 磨等； 7、锯切、钻探及修正工具等。




主要有下述几种学说：溶剂学说认为所用金属 (合金)起着碳的溶剂作用；催化学说则认为是一 种催化剂；固相转变学说则强调石墨晶体无需断 键解体，经过简单形变就形成金刚石晶体。但这 三种典型学说所提出模型往往同一些主要实验现 象和规律相矛盾。因此,出现了溶剂-催化剂、催 化剂-溶剂、熔（溶）剂-触媒（简称为熔媒）等 学说进一步探讨所用金属（合金）的作用。总的 说来，人造金刚石的形成机制尚是一个仍在探讨 中的复杂问题。
人造金刚石是加工成珠宝的主要原料，硬度高、 耐磨性好，广泛用于切削、磨削、钻探。由于 人造金刚石导热率高、电绝缘性好，可作为半 导体装置的散热板；有优良的透光性和耐腐蚀 性，在电子工业中也得到广泛应用。

钻石，是珠宝中的贵族，它通明剔透，散发着清冷高贵的光 辉，颇有“出淤泥而不染”的气质。钻石亦被称为金刚石， 因为它是自然界最坚硬无比的物质，摩氏硬度10，显微硬度 10000kg/mm2，显微硬度比石英高1000倍，比刚玉高150倍。 它的形成和发现极为不易，它是碳在地球深部高温高压的特 殊条件下历经亿万年的“苦修”转化而成的，由于地壳的运 动，它们从地球的深处来到地表，蕴藏在金伯利岩中，从而 被人类发现和开采。 虽然人类可以生产出人造金刚石，但质 量大小还远远不及天然金刚石。 金刚石俗称“金刚钻”，也就是我们常说的钻石，它是一种 由纯碳组成的矿物，也是自然界中最坚硬的物质。自18世纪 证实了金刚石是由纯碳组成的以后，人们就开始了对人造金 刚石的研究，只是在20世纪50年代通过高压研究和高压实验 技术的进展，才获得真正的成功和迅速的发展，人造金刚石 亦被广泛应用于各种工业，工艺行业。