人造金刚石杂质元素分析技术详解
人造金刚石检测指标
人造金刚石检测指标今天咱们来聊一聊人造金刚石的检测指标。
你们可能会问，人造金刚石是什么呀？其实呀，人造金刚石就像是我们人工制造出来的超级坚硬的小颗粒，它们可有用啦，可以用在很多地方呢。
那怎么知道人造金刚石好不好呢？这就需要检测指标啦。
咱们先说硬度这个检测指标吧。
金刚石可是世界上最硬的东西之一呢。
你看，就像我们玩的那些超级硬的小石头，但是金刚石比它们硬好多好多倍。
要是金刚石硬度不够，那它可就不那么厉害了。
比如说，要是把金刚石用在切割东西的工具上，硬度不够的话，就切不动啦。
就像我们用很钝的小刀去切很硬的木头，根本切不动呀。
所以，硬度是一个很重要的检测指标，硬邦邦的金刚石才能更好地完成各种工作。
还有颜色这个检测指标哦。
金刚石的颜色有很多种呢。
有的是透明的，就像亮晶晶的玻璃一样；有的可能有点发黄，就像那种放了很久的旧玻璃。
不同颜色的金刚石可能在用途上也有点不一样。
比如说，那些透明的金刚石可能更适合做一些装饰品，就像漂亮的钻石项链呀，戴在身上闪闪发光的。
要是颜色不好看，就没有那么多人想要啦。
就像我们挑自己喜欢的小珠子做手链一样，肯定会选那些颜色好看的珠子呀。
颗粒大小也是要检测的呢。
有的金刚石颗粒特别大，就像小石子那么大；有的却很小很小，就像小沙粒一样。
不同大小的金刚石也有不同的用处。
大颗粒的金刚石要是用来做首饰的话，就会特别显眼，看起来很华丽。
而小颗粒的金刚石可以集合在一起，就像一群小蚂蚁聚在一起也能有很大的力量。
比如说，在一些打磨工具上，很多小颗粒的金刚石凑在一起，就能把东西打磨得很光滑啦。
再说说纯净度这个检测指标吧。
纯净的金刚石就像清澈的水一样，里面没有什么杂质。
要是有杂质的话，就像水里有泥巴一样。
杂质多的金刚石可能就没有那么好了。
就像我们画画的时候，如果颜料里有小沙子，画出来的画就不那么漂亮了。
所以，纯净度高的金刚石才更有价值呢。
人造金刚石的这些检测指标就像我们考试的分数一样，能看出它到底好不好呢。
人造金刚石研究报告
人造金刚石研究报告摘要：人造金刚石是一种通过人工合成方式制备的具有类似天然金刚石结构和性质的新材料。
其在颜色、硬度和耐磨性方面具有突出优势，并且具有广泛的应用前景。
本报告对人造金刚石的制备方法、性质以及应用进行了综述，并对其未来发展方向进行了展望。
1.引言金刚石是一种具有超高硬度和优异物理性质的自然矿物，然而，其稀缺性和高价值限制了其应用范围。
人造金刚石的问世填补了市场需求与供给之间的空白，为不同领域的应用提供了更多可能性。
2.人造金刚石的制备方法人造金刚石的制备方法主要包括高温高压法、化学气相沉积法和其他化学合成方法。
高温高压法是最早被使用的方法之一，通过在高温高压条件下模拟地壳中金刚石的形成过程制备人造金刚石。
化学气相沉积法则是将金属催化剂与烃类原料放置在高温高压下进行反应制备金刚石。
其他化学合成方法则采用不同的化学反应路径，在较低温度和压力条件下制备金刚石。
3.人造金刚石的性质人造金刚石的性质类似于天然金刚石，具有极高的硬度、热导率和光学透明性。
然而，人造金刚石也有其不同之处，如杂质含量较高、晶体结构略有差异。
人造金刚石的硬度和耐磨性使其在工业领域中有着广泛的应用，例如用于切削工具、磨料、光学器件等。
4.人造金刚石的应用人造金刚石因其独特的性质在多个领域得到了应用。
在切削工具领域，人造金刚石可制成高速切削刀具，用于加工硬质材料；在电子学领域，人造金刚石具有优异的热导率和绝缘性能，可用于制备高功率电子设备的散热材料；在光学领域，人造金刚石可用于制备光学窗口、透镜和激光器件等。
5.人造金刚石的未来发展随着科技的进步和人造金刚石制备技术的不断发展，人造金刚石在未来有着广阔的应用前景。
研究人员正在尝试改进制备方法，提高人造金刚石的质量和晶体尺寸，以满足不同应用需求。
此外，人造金刚石的微纳加工技术也是一个研究的热点，将有助于人造金刚石在纳米器件和生物医学领域的应用。
结论：人造金刚石作为一种新的材料，在颜色、硬度和耐磨性方面具有突出优势，并且具备多种应用潜力。
人造金刚石的提纯
人造金刚石的提纯人造金刚石的后处理包括提纯、分选、检测三大工序。
其中，提纯是清除合成试料中未反应的石墨及混杂在试料中的触媒金属、叶蜡石等杂质，从而获得纯洁的金刚石。
一、金刚石合成棒的成分和物理化学性质合成棒由石墨、触媒和叶蜡石构成，经高压高温反应后，石墨地变化成金刚石。
反应后的产物除金刚石外，还有未反应的石墨、触媒金属及其它化合物，同时还混杂有少量的叶蜡石碎屑，它们相互坚固地粘在一起，把金刚石严严实实地包裹起来。
要想得到符合工业使用的纯洁金刚石，必需把包裹物和杂质一一清除。
首先应了解合成棒中各种成分的物理化学性质，才能选择简单、无毒、快速、经济的提纯处理方法。
1、金刚石的化学稳定性高，不与酸、强氧化剂反应，在温度不高的情况下不与强碱反应，也不被电解；2、石墨的化学稳定性较金刚石弱得多，在加热的条件下，易被强氧化剂氧化；3、触媒金属与多种酸起反应，也简单被电解；4、叶蜡石与碱起反应。
依据每种物质的性质，我们可以分别选取合适的方法提纯金刚石。
二、提纯处理方法的选择人造金刚石的提纯处理，实质上就是将合成反应物中的少量金刚石用选矿的方法将其分别出来的过程。
选矿的基础是依据矿物的物化性质，如粒度、形状、颜色、比重、摩擦系数、磁性、电性等的不同，选择不同的方法将它们加以分别。
众所周知，金刚石与石墨、触媒金属及叶蜡石等杂质的物化性质有较大的差别，因此，人造金刚石的提纯处理有多种方法。
工业中最常用的方法有化学法和物理法。
化学法是利用试料中各反应物之间化学性质的差异实行的处理方法。
一般这种方法能够将杂质完全除净，但缺点是消耗酸、碱量大，成本较高，污染环境严重。
物理法是利用各物质间物理性质，如比重、摩擦系数、磁性、电性等不同而分选的方法。
这种方法比较简单、经济，其缺点是杂质分别不彻底，最后还需借助于化学法做进一步的净化处理。
由于化学法和物理法各有优缺点，因此，在人造金刚石提纯过程往往用这两种方法联合处理。
人造金刚石的提纯环节很紧要，这里的提纯指的是去除剩余触媒中的金属、石墨及叶蜡石等。
人造金刚石简介演示
寻找更高效的合成方法
目前，人造金刚石的主要生产方法是 通过高温高压合成法。未来，可以探 索新的合成方法，如化学气相沉积 (CVD)等，以提高生产效率和降低成 本。
开发多功能应用领域
目前，人造金刚石主要用于制造切削 工具和磨料等。未来，可以开发其在 光学、电子学、生物医学等领域的应 用潜力，拓宽其应用范围。
航空航天领域
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涡轮叶片
人造金刚石的耐高温性能使其成为制造航空发动 机和燃气轮机中的涡轮叶片的理想材料。
表面涂层ห้องสมุดไป่ตู้
在航空航天领域，人造金刚石可以用于制备耐磨 、耐腐蚀和抗氧化涂层，以提高飞机和火箭部件 的性能和寿命。
切割工具
在航空航天领域，人造金刚石可用于制造切割工 具，如钻头和铣刀，用于加工各种高强度材料。
光学性能
折射率
人造金刚石具有高的折射率，使 其在光学应用中表现出色。
色散
人造金刚石具有高的色散，意味 着它们可以用于制造高清晰度的
光学元件。
透明度
虽然大多数常见的人造金刚石不 是完全透明的，但它们在某些波 段上具有良好的透光性，可以用 于制造特定波段透射的光学元件
。
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人造金刚石的应用领域
工业领域
市场发展与竞争格局
全球市场增长趋势
随着科技的发展和应用的拓展，人造金刚石市场需求将持续增长。企业可以关注市场动态，抓住发展机遇。
国内企业竞争力提升
国内企业在人造金刚石领域具有较高的市场占有率，但与国际巨头相比，品牌影响力和技术水平仍有差距。国内 企业可以加大研发投入，提升产品品质和降低成本，提高市场竞争力。
的检测。
生产过程中的关键步骤和参数
合成反应
该步骤是整个生产过程中最为关键的 步骤之一，需要控制反应温度、压力 、催化剂等参数，以确保反应能够顺 利进行。
人造金刚石和立方氮化硼测定方法
人造金刚石和立方氮化硼测定方法一、人造金刚石的测定方法：1.X射线衍射（XRD）：XRD是一种常见的结晶性分析方法，可以用于确定人造金刚石的晶格结构和晶相组成。
通过对人造金刚石样品进行X射线衍射分析，可以得到其衍射谱，并通过与标准衍射谱进行比对，确定样品中是否存在人造金刚石。
2.扫描电镜（SEM）：SEM可以用于观察和分析样品表面的形貌和微观结构。
对人造金刚石样品进行SEM观察，可以观察到其特征形貌和相关微观结构信息，如颗粒形状、晶界特征等。
3.硬度测试：金刚石是已知的最硬材料之一，因此硬度测试是测试和鉴定人造金刚石的一种常见方法。
常用的硬度测试方法有洛氏硬度测试和维氏硬度测试，可以通过测定人造金刚石样品的硬度值来确定其质量和性能。
4.光谱分析：人造金刚石在红外光谱和近红外光谱等方面具有独特的吸收特性。
通过对人造金刚石样品进行光谱分析，可以确定其纯度、含杂质情况以及物理性能。
5. Raman光谱分析：由于人造金刚石的结构和天然金刚石不完全相同，Raman光谱是一种常见的鉴定方法。
通过对人造金刚石样品进行Raman光谱分析，可以区分其与天然金刚石之间的差异，并进一步确定样品的性质。
二、立方氮化硼的测定方法：1.X射线衍射（XRD）：XRD也是一种常用的结晶性分析方法，可以用于确定立方氮化硼的晶格结构和晶相组成。
通过对立方氮化硼样品进行X射线衍射分析，可以得到其衍射谱，并通过与标准衍射谱进行比对，确定样品中是否存在立方氮化硼。
2.扫描电镜（SEM）：SEM可以用于观察和分析样品表面的形貌和微观结构。
对立方氮化硼样品进行SEM观察，可以观察到其特征形貌和相关微观结构信息，如颗粒形状、晶界特征等。
3.硬度测试：立方氮化硼是硬度仅次于金刚石的超硬材料，因此硬度测试同样适用于测定和鉴定立方氮化硼的质量和性能。
4.光谱分析：立方氮化硼在红外光谱和拉曼光谱等方面具有独特的吸收特性。
通过对立方氮化硼样品进行光谱分析，可以确定其纯度、物理性能和结构特征。
人造金刚石合成中黑色低磁金刚石的研究
人造金刚石合成中黑色低磁金刚石的研究彭放;张美光;陈超;王江华;孙刚;罗相捷【摘要】通过对合成金刚石的原材料和合成产物--石墨、Ni70Mn25 Co5触媒、普通人造金刚石、黑色人造金刚石、NiMnCoC熔体的磁化率测试,以及对黑色人造金刚石和普通人造金刚石破碎断面扫描电镜的对比分析,认为黑色人造金刚石形成低磁性的原因是由于合成过程中温度偏高、压力偏低,生长的金刚石质量差、裂纹多.晶体内夹杂了很多石墨与触媒包裹体,同时金刚石表面与金刚石晶体内的触媒包裹体之间形成贯穿性的裂纹.在金刚石化学提纯处理过程中,金刚石晶体内的铁磁性触媒包裹体杂质被通过裂纹进入的酸除去.因而在检测金刚石磁性时,黑色金刚石的磁性很小,呈弱磁性.【期刊名称】《高压物理学报》【年(卷),期】2006(020)002【总页数】4页(P179-182)【关键词】黑色人造金刚石;磁性;包裹体【作者】彭放;张美光;陈超;王江华;孙刚;罗相捷【作者单位】四川大学原子与分子物理研究所,四川,成都,610065;四川大学原子与分子物理研究所,四川,成都,610065;四川大学原子与分子物理研究所,四川,成都,610065;四川大学原子与分子物理研究所,四川,成都,610065;四川大学原子与分子物理研究所,四川,成都,610065;四川大学原子与分子物理研究所,四川,成都,610065【正文语种】中文【中图分类】O5211 引言众所周知，采用Fe、Ni、Mn、Co及合金作触媒合成出的人造金刚石具有铁磁性，磁性的强弱与人造金刚石晶体中的包裹体杂质有密切关系[1]。
一般来说，磁性越弱的金刚石抗压强度越高，磁性越强的金刚石抗压强度越低；金刚石的磁性对其热稳定性也有很大的影响，磁性越强，其热稳定性越低，反之磁性越弱，其热稳定性越高，质量越好[2]。
这一特性是目前利用磁性的方法对人造金刚石进行分级、优选的基础[3]。
但是在分选的实际工作中却发现，无论是六面顶压机还是两面顶压机合成的人造金刚石中，有一类晶形差、抗压强度低的黑色人造金刚石的的磁性很低，其磁性与优质低磁金刚石的磁性差不多。
金刚石的人工合成
金刚石的人工合成摘要：简要介绍了常见的人工合成金刚石技术，以及合成过程中的一些影响因素。
关键词：金刚石人工合成合成工艺影响因素前言金刚石是一种稀有、贵重的非金属矿产,在国民经济中具有重要的作用。
为满足工业上的需求和缓解金刚石日益匮乏的现状,人类已经在合成金刚石方面作了许多的探索,并取得了许多有实用价值的阶段性成果。
金刚石中宝石级金刚石因其折射率大,在光下有火彩现象而用来制作精美的首饰。
人造金刚石具有诸多优异特性,已被广泛地应用于工业、科技、国防、医疗卫生等很多领域。
例如:利用金刚石硬度大制作精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模,还被作为很多精密仪器的部件;由于导热率高、电绝缘性好,可作为半导体装置的散热板。
因此,人造金刚石被誉为“21世纪的战略性材料”。
因此对于人造金刚石的合成的研究具有非常重要的意义[1].金刚石的人工合成工艺金刚石、石墨及无定型碳都是由纯碳元素组成，合成钻石就是人为地模拟天然钻石的形成条件，将其他晶体结构的碳质材料在一定条件下转化为具有SP3 共价键的金刚石型晶体结构。
从理论上讲，各种形式的碳均可以转化为金刚石，但研究表明，不同的碳素材料对生长金刚石的数量、质量和颗粒大小均有相当大的影响，石墨转化为金刚石的自由能较低，因此石墨是合成钻石的最主要原料之一。
目前，人类已掌握了多种合成钻石方法。
人造金刚石的合成技术形成了静态高温高压法、动态超高压高温合成法、低压气相沉积法等[2]。
一般石墨在10GPa、3000℃左右可以转变成金刚石，如果加有金属触媒则所需要的条件将大为降低，通常在压力约为5．4GPa和温度约为1400℃的条件下就能发生转化。
常用的方法为合成条件较低的添加触媒催化的高温高压合成，即静态高温高压法。
这种方法中有生长磨料级金同q石(粒径小于1B)的膜生长法和合成宝石级金刚石(粒径大于lmm)的温度梯度法。
(1)膜生长法(FGM)金刚石膜生长法就是指在有金属触媒的参与下，石墨通过高温高压的作用透过金属膜沉积在金刚石核上使之长大[3]。
超硬磨料 人造金刚石杂质含量检测方法
超硬磨料，尤其是人造金刚石，因其卓越的硬度和耐磨性而在工业应用中非常重要。
然而，金刚石中的杂质含量对其性能有显著影响，因此需要精确的检测方法来控制质量。
以下是一些用于检测人造金刚石中杂质含量的一般方法：1. 光谱分析法：- 原子光谱分析：通过激发金刚石中的原子，测量其发射的光谱来确定杂质元素的存在和含量。
- 分子光谱分析：分析金刚石中杂质化合物的分子振动和转动模式。
2. 质谱分析法：- 离子质谱：将金刚石样品分解成离子形式，然后分析离子的质量和数量，以确定杂质。
3. 发射光谱法：- 阴极发光光谱（CL）：通过激发金刚石中的电子，测量发出的光来分析杂质。
- 二次离子质谱（SIMS）：通过加速离子并从金刚石表面打出深层的原子和分子，来分析杂质。
4. 原子力显微镜（AFM）：- 用于高分辨率地观察金刚石表面的杂质。
5. 光学显微镜：- 虽然不适用于检测微量杂质，但可以用于观察金刚石的宏观缺陷。
6. 电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）：- 一种强大的质谱技术，可以同时检测多种微量元素。
7. 化学分析法：- 湿法化学分析：通过化学反应来鉴定和量化金刚石中的杂质。
- 气体分析：使用气体 chromatography 等技术分析金刚石中的气态杂质。
8. X射线荧光光谱（XRF）：- 用于分析金刚石中的元素组成和含量。
9. 激光剥蚀电感耦合等离子体质谱（LA-ICP-MS）：- 结合激光剥蚀和ICP-MS技术，用于分析金刚石微小样品中的微量元素。
在选择检测方法时，需要考虑到样品的类型、大小、所需的检测限、以及可用的仪器设备。
通常，为了获得准确的杂质含量数据，需要将上述方法结合使用，并进行严格的质量控制。
影响人造钻石(CVD金刚石)合成的主要因素
这里所讲的制备方法是CVD法，也就是化学气相沉积法，是利用含碳气源（一般为甲烷+氢气）作为原料，通过一定的能量输入（微波、热丝、直流等），在一定的压强下产生出等离子体，在这个等离子体中使含碳气体分解，使碳氢键断裂形成金刚石结构中的碳碳键，并不断的结合，使其“长大”，这一合成金刚石的方法合成速率快（较高温高压法），质量高（杂质可以避免），容易控制（通过对工艺参数的调控可以做不同晶面、不同种类的金刚石）。
CVD的方法也根据提供能量的方式不同也进行了划分，通过微波形式的输入能量称为“微波等离子体化学气相沉积”其英文缩写为MPCVD；而通过对热丝（通常为Ta丝）两边进行加高压，通过加热热丝提供能量的方式称为“热丝化学气相沉积”简称HFCVD；还有一种是通过对阴极和阳极施加直流电压，气体受热后有阳极嘴高速喷射出来形成等离子射流，此以射流的形式加热方式为“直流电弧等离子体喷射化学气相沉积法”简称为DC-CVD。
三者之间最有前景的是微波CVD法，其制备的金刚石纯度高，质量好，国外的APOLLO公司已经利用其制备人造钻石，性能与天然金刚石媲美，甚至优于天然金刚石。
而CVD法制备的过程中有几个关键的参数影响着制备的金刚石的质量，以下一一分析：1. 衬底材料（或基底材料）：金刚石薄膜的制备过程中通常需要在其他材料上进行沉积，最普遍的应用就是涂层刀具。
基底材料的选择会影响金刚石的附着力、密度以及沉积质量。
通常选择时需要考虑其基底元素能否与碳结合形成碳化物（比如TiC、ZrC、MoC、WC、SiC等）这些物质能够与碳首先很好的结合，这也为金刚石的沉积过程提供了更多的结合点，从而更容易形成金刚石。
其次就是要考虑基底材料的热膨胀系数，即受热膨胀率，CVD制备金刚石通常要在750-900摄氏度，而在如此高的温度下金刚石能够与基底之间有很好的结合，但是实验结束后降至室温时，由于材料“热胀冷缩”的性质，薄膜与基底材料之间的热膨胀性有所差异，将会导致龟裂，因此，必须保证基底材料与金刚石的热膨胀系数相同或接近，这样冷切的过程中不至于差异太大而使薄膜裂开或脱落。
人造金刚石的生产工艺
人造金刚石的生产工艺
人造金刚石是在实验室中通过模拟地壳中金刚石形成的高温高压条件下制作而成的。
其生产工艺主要分为化学气相沉积法、高温高压合成法和热解法。
化学气相沉积法是一种常用的制备人造金刚石的方法。
该方法通过在密封的反应釜中加热并注入一定比例的甲烷和氢气，在高温环境下产生化学反应。
甲烷在高温下分解为碳和氢气，这些碳原子将在反应釜的金刚石结晶上沉积，并逐渐形成人造金刚石晶体。
高温高压合成法是一种模拟地壳深层高温高压环境的制备人造金刚石的方法。
该方法使用一个特殊的合成装置，将金属碳和溶剂媒介物放入高压装置中，在高温高压的环境中，通过长时间的反应使金属碳逐渐转变为人造金刚石。
这种方法的优点是制备出来的人造金刚石晶体质量较好，适合用于宝石和刀具等领域。
热解法是一种通过加热杂质中含有的金属碳化物和金刚石晶核，使其通过热解反应产生金刚石的方法。
这种方法通常需要在高温下进行，并且需要使用特殊的反应装置。
在反应过程中，金属碳化物会发生热解反应，产生碳原子，这些碳原子会在金刚石晶核上沉积并逐渐形成人造金刚石晶体。
无论是哪种方法，人造金刚石的生产过程都需要特殊的装置和环境条件。
此外，制备过程中还需要控制温度、压力、气体流量等参数，以确保金刚石晶体的质量和形态符合预期要求。
另
外，在制备金刚石晶体的过程中，通常还需要对原料进行前处理，例如提纯、筛选和粉碎等。
人造金刚石的生产工艺在不断的发展和改进中，目前已经能够制备出高质量和大规模的人造金刚石晶体。
这些人造金刚石晶体在工业、宝石和切割领域有着广泛的应用前景，将为人们带来更多的经济效益和科学价值。
高氮含量宝石级金刚石的合成
高氮含量宝石级金刚石的合成氮是金刚石中最主要的杂质元素,天然金刚石含氮量约为2×103ppm,多为无色(Ia型):而人工合成金刚石的含量仅仅约为300ppm,为黄色(Ib型)。
两种金刚石在氮浓度及存在形式上有很大差异,导致了两种金刚石的诸多性质不同。
合成具有完整晶型的高氮含量金刚石能提供一种人工合成类“天然”金刚石和“硼皮氮芯”金刚石的开创性技术。
更为重要的是这一突破能使人们对天然金刚石的形成机制有一个更新的认识。
本实验室前期已经通过添加NaN3使用粉末触媒合成出了氮含量与天然金刚石相当的工业级金刚石。
然而,工业级金刚石颗粒毕竟尺寸有限,一般粒径只有O.5mm左右,这与天然金刚石颗粒还是有着相当大的距离的。
此外由于粒径较小,也限制了高氮金刚石在诸多方面的应用。
因此在此基础上对高温高压条件下合成高氮含量的大尺寸宝石级金刚石进行研究有着十分重要的意义。
本文使用国产六面项压机,首次用不同触媒(FeNiMnCo、FeNiCo)+C+不同比例的添加剂NaN3合成出具有完整晶型的优质深绿色高氮含量宝石级金刚石单晶,研究了NaN3对宝石级金刚石中氮含量及生长行为的影响。
为了进一步考察NaN3的添加对于晶体生长的影响,我们借助扫描电镜的手段对晶体的形貌进行了研究。
随着NaN3的加入,晶体逐渐向富{111}晶面形态转变,此时晶体表面也逐渐趋于平滑,很少出现熔坑等缺陷。
当NaN3的添加比例进一步提高时,晶体表面开始出现一系列的相互平行的凹槽。
当NaN3的添加比例提高到0.6wt%时,晶体表面出现了不规则分布的三角形凹坑,以及大量不规则形状的凸台。
综上所述,本文通过对高氮含量宝石级金刚石合成的研究,找到了生长优质高氮晶体的有效手段。
并首次合成出了含氮量达1707ppm的宝石级金刚石单晶。
合成出尺寸达3.2mm含氮量达1520ppm的优质晶体。
人造金刚石的提纯技术
2005年10月总第149期 第5期金刚石与磨料磨具工程D iamond&Abrasives EngineeringOct ober.2005Serial.149 No.5文章编号:1006-852X(2005)05-0077-02人造金刚石的提纯技术林克英 潘 勇 侯书恩 肖红艳 马保军(中国地质大学,武汉430074)摘 要 对人造金刚石的提纯技术进行了综述,着重介绍了人造金刚石传统的“三除”提纯工艺及其优缺点,分析了目前国内外超微金刚石主要的化学提纯方法及其优缺点,并简单介绍了超微金刚石近年来现有的几种物理提纯方法的特点及人造金刚石的提纯进展,并对超微金刚石的提纯技术和其应用前景进行了展望。
关键词 超微金刚石;提纯中图分类号 T Q164 文献标识码:AD iscussi on on pur i f i ca ti on techn i ques ofsyn theti c d i a m ondL i n Keyi ng P a n Yo ng Ho u S huen Xi ao Ho ngyan M a B ao j un(China U niversity of Geosciences,W uhan,430074)Abstract I n this report,discussi on on purificati on techniques of synthetic dia mond was summarized.Traditi onal purificati on techniques,their merits and shortcom ings were intr oduced,the characteristic of current che m ical purificati on methods for ultrafine diamond were analyzed.Current physical purificati on methods of ultrafine dia mond were briefly p resented,and devel opment of artificial dia mond purificati on were intr oduced.Purifi2 cati on technique and app licati on foregr ound of ultrafine diamond were forecasted.Keywords ultrafine dia mond;purificati on 金刚石具有最高的硬度、最高的热导率、以及良好的耐磨性和化学稳定性等,使其在力学、热学、电子学和光学等领域具有广泛的应用前景。
宝石级人造金刚石(111)生长表面和(100)生长表面的氮含量和氮聚集差异(汉)
宝石级人造金刚石（111）生长表面和（100）生长表面的氮含量与氮聚集差异Shui SATOH（佐藤秀一），Hitoshi SUMIYA（澄谷均），Kazuwo TSUJI（迁和世），Shuji Yazu(八头高原)用温度梯度法合成Ib型人造金刚石中含有影响金刚石物理特性的氮原子。
（111）生长表面和（100）生长表面之间的氮含量差异取决于生长温度。
低温生长时，（100）生长表面的氮含量高于（111）生长表面。
随着生长温度不断升高，（100）生长表面的氮含量逐渐低于（111）生长表面。
受（111）生长表面1332cm-1吸收谱所致的镍原子缺陷影响，会出现一个尖峰。
通过高压热处理，Ib型金刚石转化为镍原子成对聚集的IaA型金刚石。
相对于（100）生长表面，镍原子在（111）生长表面较易聚集。
有两种建议。
一种是因（111）生长表面的镍原子扩散系数高于（100）生长表面，（111）生长表面镍原子较易迁移发生聚集。
另一种建议是（111）生长表面镍原子的晶格缺陷会加快晶体内氮迁移。
1.简介0.5到5克拉的宝石级Ib型人造金刚石单晶由温度梯度法制备而成（图1）。
小于2克拉的金刚石在商业上用于切割工具、拉丝模和散热片等。
Ib型人造金刚石内含有影响金刚石硬度1）与热导率2）的游离氮原子。
近年来超精度市场不断发展，需要少缺陷、无杂质的优质金刚石来制备车刀。
因此，检测人造金刚石中氮分布与缺陷类型尤为重要。
还需要考虑晶体中氮原子存在与聚集方式。
为研究上述内容，氮原子通过高压热处理发生聚集，我们要测量不同生长条件下的氮分布情况。
Science and technology of new diamond（新型金刚石科学与技术）,主编：S. Saito, O. Fukunaga, M. Yoshikawa, pp.351-355.© KTK Scientific Publishers KTK科学出版社/ Terra Scientific Publishing Company(地球科学出版公司),1990.照片1. 温度梯度法生长的5克拉人造金刚石2.实验通过温度梯度法，用Fe-50%Ni溶媒分别在5.5G高压和1350℃、1370℃和1400℃条件下，以高温高压形式生长试样。
我国人造金刚石用石墨材料的研究
石工业专用石墨材料的种类 、 制备工艺 及其相关性能 。 同时 , 概要介绍掺杂石墨和采用其他种类石墨 材料合成金刚石 的研究进展 , 并对今后人造金刚石用石 墨材料的发展进行了展望 。 关键词
人造金刚石 石墨材料 高温 高压
Study on Graphite Used in Synthetic Diamond Industry of China
石墨片的体积密度和 抗压强度显得尤为重要。高密度、 高纯度、 高石墨化度的 性能 指标 , 是该 种石 墨片的 首选 [ 10] 。 20 世纪 80 年代研究者曾采用核 工业用石 墨坯料 来掏棒切 片 , 合成效 果较 好 , 其制备是将炭素粉末进行配料 , 混合后挤压成型 , 或轧片 , 磨 粉后模 压成大块 坯料 , 经过焙烧 , 浸渍甚 至是多次浸 焙后 , 再石 墨化 , 加工成片。 采用粉末组装方 式合成粗 粒度高 强级金刚 石用石 墨粉 , 须 进行高度纯化 , 排除杂质 , 控制 好粒度组成。一般采用品位高的 优质矿产石墨 , 经选 检、 提纯、 粉 碎 , 在专 用炉 内加 热到 2000 以上 , 分别通 入一定量 的氮气洗涤 , 再通 入氯气、 二氯氟甲 烷等 进行提纯。其杂质含量越低越 好 , 能做到 2 10 - 5 以下更佳 [ 16] 。 合成细粒度中高 级金刚石 的石墨 粉 , 也 可采用 上述方 法制 作纯净石墨粉。而在六面顶压机上合成 细粒度磨料级金刚石的 石墨粉 , 可直接采用人造 石墨进 行粉碎、 过筛。 但其杂 质含量、 石墨化程度、 粒度组成也应控制在一定的参数范围内。
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材料导报
2007 年 2 月第 21 卷第 2 期
装方式 , 可分为片状 组装和粉末 组装 ; 按照压机 的类型 , 又可分 为两面顶合成和六面顶合成。人造金刚石合成专用石墨可分为 两类共 7 种 [ 15, 16] 。第一类是片状 组装 , 有 4 个 品种 : 粉压 片 ; 高纯石墨棒 切片 ; 高纯高密 度坯料切 片 ; 高电阻率 碳片。 第二类是粉末组装 , 有 3 个品种 : 合成粗粒高强度用纯净石墨 粉; 合成细粒度高强料用石墨粉 ; 合成 RV D 料用石墨粉。 随着合成压机的大型化 , 合成腔体随之不断扩大 , 腔体内的
如何“人造”金刚石，背后的原理又是什么？
如何“⼈造”⾦刚⽯，背后的原理⼜是什么？实际上如何制造⾦刚⽯这个话题在头条上已有类似介绍，⼀个是科普中国，另⼀个是果壳⽹。
但是包括两篇⽂章在内的类似讯息都⽆意介绍为什么能这么搞，也漏掉了⼀些合成⼿段。
Lightbox的⼈⼯彩钻为了弥补这些遗憾，本⽂将多介绍⼏种⼈⼯合成⾦刚⽯的⽅法，以及⽅法背后的原理。
know what, know how更要know why，原理的介绍是本⽂的重⼼。
天然⾦刚⽯的形成机理说是科普⼈造⾦刚⽯的原理，为啥要先介绍天然⾦刚⽯的形成呢？因为⼈造⾦刚⽯的思路很多正是借鉴于此。
天然⾦刚⽯的⽣成⽅式主要有两种：⼀是天体撞击，⼆是地质作⽤[1]。
蓝⾊钻⽯的⼀种⽣成假说，蓝钻⾥的硼是从海⾥来的两种作⽤背后的原理⼏乎⼀致，往简单了说：在⾼温⾼压条件下，含碳物中的碳被还原成碳原⼦，⼀个个碳原⼦堆积成⾦刚⽯结构。
对于“⾼温”和“⾼压”的数据，不同⽂献⾥的还相差不少，但是基本都在1400°C和5.5万个⼤⽓压左右。
总之不是⼈呆的地⽅。
这就有个问题了，为什么被还原出来的游离碳原⼦不去形成铅笔⾥的那种⽯墨，⽽是⾦刚⽯呢？这得从热⼒学的⾓度讲⼀讲：碳的相图A点：我们⽣活的环境温度不⾼，压⼒不⾼，可以看出A点位于“⽯墨稳相和⾦刚⽯亚稳相”，意思就是在这个压⼒-温度区域内，⽯墨是热⼒学上稳定的，⽽⾦刚⽯则不稳定，有⾃发变成⽯墨的趋势。
B点：地底是⾼温⾼压的环境，已经处于“⾦刚⽯稳相和⽯墨亚稳相”，类⽐地，这个区域内，⽯墨不稳定，⾦刚⽯稳定，所以游离碳原⼦会⾃发以sp3杂化的形式堆积成⾦刚⽯，⽽⾮sp2的⽯墨。
钻⽯和⽯墨不同的结构⼈造⾦刚⽯的思路合成⾦刚⽯的⽅法有很多：⾼压⾼温（high-pressure high temperature）化学⽓相沉积（chemical vapor deposition）碳衍⽣物转化（carbide-derived carbon）⽔热⽣长（hydrothermal growth）爆炸冲击（shock-wave）脉冲激光辐照（pulsed-laser irradiation）现在能够产业化合成⾦刚⽯⽅法主要是这两种：⾼压⾼温法（HPHT）和化学⽓相沉积法（CVD）。
电感耦合等离子体原子发射光谱法测定人造金刚石中7种元素
电感耦合等离子体原子发射光谱法测定人造金刚石中7种元素王继龙;韩刚;颜雪娇;罗剑秋;杜效;董海洋【摘要】人造金刚石的合成一般使用合金触媒以降低合成时所需的高温高压,但触媒的使用会使杂质元素进入人造金刚石内部,严重影响金刚石的性能.采用750℃预灰化样品,加入硫酸与盐酸加热冒烟处理样品,而后将样品于950℃高温灼烧灰化后,再使用盐酸溶解.选择C r 267.716 nm、Mn 257.610 nm、Ni 221.648 nm、Al 309.271 nm、Fe 259.940 nm、Mg 279.553 nm、Ti 334.941 nm为分析线,使用电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES)测定金刚石中Cr、Mn、Ni、Al、Fe、Mg、Ti等7种元素.各元素校准曲线的线性相关系数r为0.9994~0.9999,线性关系良好;方法中各元素的测定下限为0.021~0.27μg/g.按照实验方法测定金刚石样品中Cr、Mn、Ni、Al、Fe、Mg、Ti,结果的相对标准偏差(RSD,n=6)为0.75%~1.9%,回收率为93%~107%.将按照实验方法前处理后的3个人造金刚石样品溶液分别采用ICP-AES和电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)进行测定,结果相吻合.%During the synthesis of artificial diamond ,the alloy catalyst is usually used to reduce the required high temperature and highpressure .However ,the impurity elements in catalyst will enter into the interior of artificial diamond ,which seriously influences the properties .The artificial diamond sample was pre-ashed at 750 ℃ .After treatment with sulfuric acid and hydrochloric acid by heating ,the sample was burn-ed and ashed at 950 ℃ followed by dissolution with hydrochlor ic acid .Cr 267 .716 nm ,Mn 257.610 nm , Ni 221 .648 nm ,Al 309 .271 nm ,Fe 259 .940 nm ,Mg 279 .553 nm and Ti 334 .941 nm were selected as an-alytical lines .Thecontent of seven elements in artificial diamond includingCr ,Mn ,Ni ,Al ,Fe ,Mg and Ti was determined by inductively coupled plasma atomic emission spectrometry (ICP-AES) .The linear correlation coefficients of calibration curves of elements w ere r=0 .9994-0 .9999 ,indicating good lineari-ty .The low limit of determination of elements were betwe en 0 .021 μg/g and 0 .27 μg/g .The content ofCr ,Mn ,Ni ,Al ,Fe ,Mg and Ti in artificial diamond sample was determined according to the experimental method .The relative standard deviations (RSD ,n=6) were in the range of 0 .75%-1 .9% .The recoveries were between 93% and 107% .Three artificial diamond samples were pretreated according to the experi-mental method .The sample solution was determined by ICP-AES and inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) ,respectively .The results were consistent with each other .【期刊名称】《冶金分析》【年(卷),期】2017(037)002【总页数】5页(P49-53)【关键词】高温灼烧;电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES);金刚石;微量元素【作者】王继龙;韩刚;颜雪娇;罗剑秋;杜效;董海洋【作者单位】钢研纳克检测技术有限公司 ,北京 100094;泰安市产品质量监督检验所 ,山东泰安 271000;泰安市产品质量监督检验所 ,山东泰安 271000;钢研纳克检测技术有限公司 ,北京 100094;钢研纳克检测技术有限公司 ,北京 100094;钢研纳克检测技术有限公司 ,北京 100094【正文语种】中文金刚石是目前发现世界上最硬的物质。
XRF法无标分析人造金刚石原料锭中Fe、Ni、Cr、Co组分及其分布
中 图 分 类 号 ： ０６ ７ ３ ５．４ 文 献 标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ： ０ ５ －９４ ２０ ） ６１ ２－ ４ ２ ８０ ３ （０ ７ ０— ２ ７０
金 刚 石具 有高 硬度 、 高熔 点 、 不导 电的物理 特性 ， 主要 用 于 制 造 钻 探 钻 头 和 磨 削 工 具 。而 天然金 刚石 十分 匮乏 ， 价 格 昂贵 ， 此 ， 常 其 为 通
图 ２ 测量特征线及 其强度示意 图 表 １ ｌ 原料 中元素特征 线强度分析结果 ｋ ｐ ｃｓ
注：Ｓ Ｒ Ｄ为相对标 准偏差 ， 下同。
１ ２８ ２
维普资讯
摘要 ： 介绍 了用 ｘ射线荧光 光谱 （ Ｆ 法无标分析人造 金刚石原料锭样 品的制备 和测 量方 法 。用 ＸＲ ）
车加工制备 出了满 足 Ｘ Ｆ测量的分析试样 ， 用 ｓ ｅｔａ 无标 分析软 件实现 了对人 造金 刚石 原料 锭 Ｒ 应 ｐｃｒ
中 Ｆ 、 、 ｒＣ 组 分及其 分布的无标 分析 ， ｅＮｉｃ 、 ０ 该方法简便 、 快速 。
果 。 目前 ， 比较 广 泛 地 应用 于 金 属 材 料 和 玻 璃 材 料等 样 品 的定 性 和定 量 分 析 ］ 。本 实 验 采 用 ＸＲ Ｆ法 Ｓ ｅｔａｌ无标 分 析软 件 对人 造金 刚 ｐｃｒＰ ￣ 石 原料锭 中 Ｆ 、 、 ｒ Ｃ 等 多 种 元 素 含 量 ｅＮｉＣ 和 ｏ 及 其 分 布情况 进行 分 析 。
２ 测量 结果与讨论
２ １原 料测 量 ．
将同一批 次两个原料锭分别进行 制样 ， 分 别对制备的分析试样进行逐个测量。图 ２ 为主 元素 的特征线及其强度示 意图（ 横坐标 。 ， ０ 纵 一 坐标 为计 数／ ｃｓ 。元 素 的特 征 线 强度 （） ｋｐ） Ｉ分
人造金刚石原理
人造金刚石原理人造金刚石是一种人工合成的宝石，其原理是通过模仿自然界中金刚石的形成过程来制造出具有类似性质的人造晶体。
金刚石是一种由碳元素构成的石墨同质异形体，具有非常高的硬度和热导率，被广泛应用于工业领域。
人造金刚石的制造过程主要有两种方法，即高温高压法和化学气相沉积法。
高温高压法是最早被发现和应用的制造方法，它模拟了地球深处高温高压环境，通过将碳源和金属触媒暴露在高温高压条件下，使碳原子重新排列结晶形成金刚石。
这种方法需要非常高的温度和压力，一般在1500至2000摄氏度和50至70千巴的条件下进行。
化学气相沉积法则是利用气相反应在基底上沉积出金刚石晶体，该方法需要将气体中的碳源和金属触媒通过化学反应转化成金刚石晶体。
无论采用哪种制造方法，制造人造金刚石的关键是提供足够的碳源以及合适的温度和压力条件。
在高温高压法中，通常使用金属镁作为碳源，金属触媒则可以是铁、钴、镍等。
而化学气相沉积法中，一般使用甲烷等碳氢化合物作为碳源，金属触媒则可以是钛、铬等。
制造人造金刚石的过程中还需要考虑晶体的生长速度和晶体质量。
晶体生长速度越快，制造成本就越低，但晶体质量也会相应降低。
因此，制造者需要在速度和质量之间进行权衡，以满足不同领域的需求。
此外，晶体的形状和大小也会影响人造金刚石的应用。
晶体形状可以通过选择合适的基底和控制生长条件来调控，而晶体大小则受限于反应时间和碳源浓度等因素。
人造金刚石具有许多优点，使其在多个领域得到广泛应用。
首先，人造金刚石具有极高的硬度，仅次于天然金刚石。
这使得它可以用于制造高硬度的刀具、磨料和研磨材料，广泛应用于机械加工和矿石开采等领域。
其次，人造金刚石的热导率非常高，使其具备了优良的散热性能，因此被应用于制造高功率电子器件和激光器件。
此外，人造金刚石还具有优异的光学性能，可用于制造高质量的光学窗口和透镜。
随着制造技术的不断进步，人造金刚石的质量和产量也在不断提高。
目前，人造金刚石已经成为一种重要的工业原材料，在各个领域都发挥着重要作用。
判断金刚石质量优劣的几个指标
判定金刚石质量优劣的几个指标如何判定金刚石优劣势每一个从业人员应当懂得专业学问，下面简括谈下判定金刚石优劣的几个紧要指标。
（一）冲击强度多年前，我国一直用静压强度来衡量金刚石的优劣，但是此种测试方法代表性差，人为误差大，且测试机理不科学。
目前行业内基本上使用是冲击强度，Ｔｉ（常温下冲击强度）是模拟金刚石在使用时受到的冲击和摩擦两种作用的实际状态，从而测试冷冲强度。
ＴＴｉ（热冲击强度）则是把金刚石加热到１１００度，冷却后测Ｔｉ，这是考虑到金刚石在制造成锯片后切割产生的摩擦热。
冲击强度是一个科学而且全面的质量指标。
（二）磁化率金刚石由于合成时使用金属作触媒，内部含有不同的金刚石杂质，尤其是晶体内部的包裹体致使金刚石具有了磁性。
通过测定磁化率简便无损，表征金刚石的杂质、韧性、强度、比重、热稳定性等性质，具有紧要的应用价值。
杂质含量越少，磁化率越小，比重越小，色泽越浅，透亮度越好，冲击韧性越高，脆性越小。
（三）颜色金刚石晶体的颜色则受温度和所处的化学环境影响。
当温度低时生长的金刚石晶体颜色较深，温度高时色浅。
晶体生长时各种不同的微量元素（杂质）决议了金刚石的颜色。
如：微量硼会使金刚石晶体呈天蓝色，含硼量多这为黑色（俗称的黑色金刚石）。
氮进入金刚石晶体生成黄色金刚石，人造金刚石大多是这类金刚石。
铝能阻拦氮进入生长着的金刚石晶体。
使金刚石晶体呈无色。
（天然金刚石颜色）。
（四）粒度金刚石粒度的集中度、均匀度以及公差范围也是判定金刚石优劣的一个紧要指标。
通过显微镜就能看到粒度大小，不能有过大的或者过小。
粒度集中度要高，公差范围对电镀金刚石工具影响比较大，电镀工具中，假如涉及到公差要求，相关的公差要求不能小于这个表中的范围，否则仅仅是金刚石本身的误差就已经会导致工具的整体要求不达标了。
（五）透亮度金刚石在高温高压合成时，晶核首先在石墨和金属触媒交界处降生长，晶型生长过快就会把金属包裹在金刚石的晶体里，形成杂质小黑点。
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三、人造金刚石中杂质元素化学分析
电感耦合等离子体原子发射光谱法测定人造金刚石中杂质含量
四、合成金刚石用触媒粉末的分析检测
一、人造金刚石成分分析必要性
一、人造金刚石成分分析必要性
生产.使用厂家: 工业金刚石
测定Ti、TTi……
生产厂家 :
还测椭圆度、透光度……
譬如，一组数据 编号 粒度，目 Ti， % TTi， % Ti-TTi， % 磁性，×10-5SI 椭圆度 透光度
甲
乙
50/60
50/60
87
68
86
63
1.0
5.0
1.1
65.1
1.070
1.218
0.460
0.357
这些数据说明什么？ 目的 评定金刚石品质的核心技术是什么？
一、人造金刚石成分分析必要性
外部几何因子——形状（晶形）、尺寸（粒度）、椭圆度、τ值 金刚石品质 内部结晶结构——夹杂（包裹体）、气泡、替代、空位、位错……
人造金刚石中杂质元素分析技术
安泰科技股份有限公司 分析测试中心 报告人：高光洁子
目
录
一、人造金刚石成分分析必要性
二、人造金刚石中氧氮含量分析
惰气熔融-脉冲加热法同时测定人造金刚石中氧和氮-镍浴熔融法 惰气高温萃取-脉冲加热法同时测定人造金刚石中氧和氮-石墨囊法 2012年及2014年国内外人造金刚石氧氮含量对比
品级代 号 粒度 目 Ti % TTi % Ti-TTi % 磁性 ×10-5SI 透光度 [O] % [N] % [其他杂质] %
2-80-A
50/60
86.9
85.9
1.0
1.1
0.460
0.0043
0.0176
0.0044
6-80-B
50/60
89.3
88.0
1.3
0.5
0.435
0.0052
30
17
1
0
2
2
3
5
2
0
62
4-80-C
50/60
19
18
0
0
1
1
3
3
1
0
46
一、人造金刚石成分分析必要性
<分析这组数据> 50/60
TTi在85.9~88.1%，Ti-TTi<2%
品质优
2-80-A 6-80-B 4-80-C
反映磁性很低（0.5~1.1×10-5SI），透光度 高（0.422~0.460）
一、人造金刚石成分分析必要性
N元素的含量 天然金刚石 人造金刚石 Ia型 Ib型 [N] 0.1~0.2%或>0.2% [N] < Ia含量
目前，国内外人造金刚石，[N]0.01~0.02%（即100ppm~200ppm）
一、人造金刚石成分分析必要性
N元素存在形式 Ia型， 极小原片（约数百Å）或层状分布于晶体中 Ib型，分散分布于晶体中，意味着N原子替代C原子
品级 代号 7-15-A 粒度 目 50/60 Fe Ni Co Mo Mn Cr Al Ca Mg Si 共计
615
267
7
3
2
0
7
30
5
0
936
5-15-B
50/60
732
336
10
3
3
0
9
27
6
0
1126
3-15-C
50/60
622
297
9
2
3
0
9
28
6
0
974
一、人造金刚石成分分析必要性
<分析这组数据>
分散分布带来影响
晶体依N含量多少，使黄基色适度变化 晶体中适量N原子，使C原子键合有微妙变化。实测数 据表明N含量在200ppm左右波动，有助强度提高。
一、人造金刚石成分分析必要性
对人造金刚石中杂质含量进行测定(包含氧、氮）：
2012年6种元素
2014年12种元素
调整了样品前处理方法（灼烧条件、溶样方法）， 确保人造金刚石在最短的周期内完成样品制备。
通过对2012年国内外生产样品与2014年国内外生产样品进行一系 列的测试，罗锡裕教授在本行业年度学术会议曾做过二次报告
得出结论：我国近年金刚石高端样品品质赶上国外高端样品品质。
50/60
68
62.9
5.1
65.1
0.357
0.0046
0.0159
0.0936
5-15-B
50/60
74
64
10
52.8
0.393
0.0063
0.0188
0.1126
3-15-C
50/60
69
67
2
45.5
0.298
0.0061
0.184
0.0974
一、人造金刚石成分分析必要性
<其他杂质>,ppm
为什么品质优，内部的[O]（27~43ppm）和 [其他杂质]（44~62ppm）含量低，[N] （165~182ppm）水平
一、人造金刚石成分分析必要性
再看另一组数据
品级 代号 粒度 目 Ti % TTi %
TiTTi %
磁性 ×10-5SI
透光度
[O] %
[N] %
[其他杂质] %
7-15-A
0.0182
0.0062
4-80-C
50/60
89.9
88.1
1.8
—
0.422
0.0027
0.0165
0.0046
一、人造金刚石成分分析必要性
<其他杂质>,ppm
品级 代号
粒度 目
Fe
Ni
Co
Mo
Mn
Cr
Al
Ca
Mg
Si
共计
2-80-A
50/60
17
15
0
0
2
3.5
2
4
1
0
44
6-80-B
50/60
一、人造金刚石成分分析必要性
Hale Waihona Puke 从以上两组数据看出 Ti、TTi、磁性、透光度等，可间接评价金刚石品 质优劣； [O]、[N]、[其他杂质]含量，可直接击中金刚石 品质核心； 更重要的是，还可指明提高金刚石品质的方向， 降低[O]和[其他杂质]含量！
一、人造金刚石成分分析必要性 主要杂质存在形态
评价方法（现有）：CFS（N）、Ti（%）、TTi（%）、磁性（SI）、灰分（%）、 透光度、PPC（粒/ct）……
从不同侧面定量评估品质水准 这些方法 但不能评估品质差异的根本原因 首先，就人造金刚石成分分析的必要性，加以介绍
一、人造金刚石成分分析必要性 金刚石中杂质元素含量的测定和分析
<先给出一组数据>
50/60 7-15-A 5-15-B 3-15-C
TTi只有63~67%，Ti-TTi大多>5%
品质差
磁性高一个数量级（45.5~65.1×10-5SI）， 透光度低（0.298~0.393）
为什么品质差，内部的[O]（46~63ppm）稍高， [其他杂质]（936~1126ppm）很高，[N] （159~188ppm）持平
Fe、Ni为主的杂质元素 包裹体形态存在
一、人造金刚石成分分析必要性 主要杂质存在形态
一、人造金刚石成分分析必要性
包裹体特征
一、人造金刚石成分分析必要性
降低杂质的对策
主要是Fe、Ni
触媒
对策：
掌控包裹体, 越来越少（原 料、工艺）
其他元素 属微量
触媒 组装材 环境
对策：
组装材质考究 避免环境污染