中国人造金刚石诞生纪事
第19卷 第6期
2007年 12月
趁 硬 材 抖 二 程
SUPERHARD MATERIAL ENGINEERING
Vol. 19
Dec. 2007
中国人造金刚石诞生纪事①
姚裕成
(人工晶体研究院.北京 100018)
摘 要:中国人造金刚石何时何地诞生一直众说纷纭，为澄清事实，文幸把相关的.点浦告知读者，其中沙及
历史背景、提出依据、研制过程、成果上报等，敬请读者自鉴。
关镇词:人造金刚石;研制;综述;合成
中图分类号:TQ 164 文献标识码:D 文章编号:1673-1433(2007)06-0045-02
1 历史背景
196。年东西方对中国战略物资全面封锁，当时
金刚石是天然资源，属战略物资。中央要求地质部尽
快解决问题。地质科学院(以下简称地科院)首当其冲
责无旁贷，在朱孝成院长急切号召下，姚裕成(地科研
院矿物原料综合研究所)在前苏联实验矿物学的启发
下，大胆提出了人造的想法。提出采用模拟天然金刚
石成因条件，在实验室建立超高压高温装置，仿天然
损石中伴有金刚石的Fe,Cr,Ni成份做触媒，三年内
人工合成出金刚石的设想。
地科院矿藏所留英专家王恒生教授提出另一种意
见，用一年时间收集资料，一年筹划，三年实验室合成
出金刚石。院方经研究急国家之急决定采用姚裕成的
建议.
受命后，室主任老红军付轩立即组织了熊文松，
稍后又增加了周纪堂，孙荣传，成立了研究组，莫文裔
协助收集国外资料。
2 人造金刚石研制过程
项目起步的关键是落实超高压高温装置的事，经
逐级向上汇报后，地质部何长工部长深知其难度和重
要性，立即写亲笔信给一机部部长，要求一机部协助试
制高温高压装置.6GPa, 2000℃高温的设备国内没有，
国外没见过，一机部不敢表态，表示可认真研究。事后
一机部任务下达给通用机械研究所(以下简称通用
所)。通用所孙所长(女)又将任务交给练元坚负责，练
是一机部军工组成员，练、姚等人对高压装置作过多次
讨论，其间曾邀请过由美回国，时任机械总院总工雷天
觉教授提示可行性意见，雷教授回忆在美时似曾见过
Belt装置能产生超高压，但不知Pyrophllite是什么东
西?这么大的压力不可能用橡胶胶密封，Pyrophllite
可能是密封材料，地科院知道这是叶腊石，当即保证能
解决，雷老先生满有兴趣说，找到后一定给他一块，
Belt就这样定下了。方案已确定，条件已具备，于1961
年地科院，通用所二单位正式启动研究。
地科院总牵头并负责工艺，通用所负责高压装置
试制，通用所先试制了一台简易凸凹模装置由地科院
方面探索测压测温，这方面的初期工作曾得到过科学
院物理所何寿安，沈主同先生指导，在此表示谢意。在
这期间通用所同时实施“61”即Belt型装置试制。测压
初期最大的挑战是放炮，当认识到元件的填充量与湿
度关系后顺利解决了。测压从Bi点(低压)向Cs点(中
压)发展时遇到了极大困难，Cs室温下是液体，见空
气就燃烧，把它制成00. 3mm的丝装入测压容器中
其难度是可想而知的。难度更大的是测温，热电偶热
结点和丝要一致，粗细不匀影响不同导热率而测不
准，通过密封区丝容易拉断，最终引线结构的巧妙构
思问题终于得到了解决。至此1963年上半年测温测
压已掌握，石墨最初用人造的，走了一段弯路，后来发
现清河砂轮厂炉芯石墨可用。触媒用NiCr电炉丝压
① 收稿0期:2007一06一20
作者简介:姚裕成(1933-)，男，教授级高工，长期从人造金刚石合成研究和应用开发.
万方数据
扁代用，腔体结构采用间接加热，由凸凹模转换到
"61 型超高压装置重新测压时，发现腔中压力上不
去，分析认为凸凹模与“61"型装置有很大不同，凸凹
模腔体扁，"61"型腔体长，顶锤冲程不够.当时美国人
造金刚石合成方法已发表，从资料中得到启发，用双
层密封碗可提高冲程一倍，压力上去了，问题终于解
决了。当接近1963年年底时，在“61”型模具上测压测
温，腔体结构，原材料准备，合成前的调试等工作已完
全成熟。经过3年的不懈努力探索，于1963年12月31
日晚正式开始合成，由于前面工作较认真细致，头1,
2,3次就成功合成出了第一批人造金刚石.金刚石虽
然合成出来了，但我们不知道是否有金刚石，样品经
岩矿室邓楚军近十个项目检测，所有数据均与天然金
刚石相同，但毕竟是新的人工矿物，又事关重大，当结
果提请中国著名矿物学家蒋溶审定时，蒋当即表态这
就是金刚石。至此，三年时间果真人造金刚石在北京
(通用所实验室)成功合成了。
3 关于人造金刚石研制的一些说明
(1)关于磨料所1961年曾参与过合作，这是一机
部科技司意见，地科院表示欢迎。地科院给磨料所于
鸿昌，王光祖二位提供了一间办公室，欢迎他们一起
工作，不久(约1-2个月)，由于磨料所制度限制，合
作发生困难，合作终止了。
(2)通用所方面第一任顶目负责人是练元坚，不
久由胡恩良接任。许锦枫曾参加过地科院测压力工
作，胡恩良完成了“61"模具设计制造后，1964年初提
出了六面顶压机设计方案图，在超高压装置上作出了
开创性贡献。
(3)关于成果上报 一机部与地科院商定以二部
合作名义上报成果，由地科院写工艺报告，并提供金
刚石样品，事后地科院稍稍单独上报了。一机部通用
所则上报了“61"型高压装置成果。
成果名称:
地科院:姚裕成，熊文松，周纪堂，孙荣传等。
(1)人造金刚石研究报告;(2)超高压测量试验研
究报告;(3)加温及测温试验报告，见中国《科学技术
成果公报》第10期(总12期)挡案号002313,1964年.
通用所:胡恩良等，人造金刚石“61"型设备设计
试制试验研究，中国《科学技术成果公报》第10期(总
12期)，挡案号，001778,1964年。
(4)原地科院姚裕成，熊文松，周纪堂，孙荣传在
金刚石合成成功后调入建材部人工晶体研究院。
编者按:2008年是我国第一领金刚石诞生45周
年。四十多年来，我国金刚石行业取得了巨大的进步，
但正如姚先生所言，人们对第一硕金刚石到底在何时
何地及如何诞生仍有不同说法。在这里，姚先生提出
了自己的意见，本刊羊重挑先生的看法，但本刊对此
问题不作结论，同样，本刊也欢迎其他同志对这一巨
大的成果发表看法。
新型锯片刀头— 金刚石涂层刀头问世
金刚石涂层刀头是利用化学气相沉积方法，以氢气、碳源气体等做原料，在低于100。摄氏度和小于一个大
气压的条件下，在硬质合金刀头表面直接沉积和基体结合良好的纯金刚石薄膜涂层;此产品既有表面金刚石最
好的硬度和耐磨性，又具有硬质合金基体良好的抗冲击韧性，性能价格比高，应用范围广，是锯片刀头产品的一
次伟大革命。
金刚石涂层刀头完全不同于PCD刀头，PCD刀头是切割金刚石复合圆片制成的;金刚石涂层锯片与PCD
锯片的生产设备也不相同，中高档硬质合金锯片生产商都可以生产金刚石涂层锯片，而生产PCD锯片需要昂
贵专用的生产设备。
金刚石涂层技术完全不同于严重污染环境、落后的电镀金刚石技术.
由于金刚石涂层刀头优异的性能和良好的发展前景，东营金膜超硬材料有限公司在全球推出金刚石涂层
刀头新产品后，多家中、外锯片厂商积极响应，现已批量生产金刚石涂层锯片，满足国内外市场需求;在今年的
国际、国内展会上，金刚石涂层锯片已成为一个新亮点。金刚石涂层锯片以其使用寿命长、应用范围广、性能价
格比高等优势，将成为硬质合金锯片和PCD锯片的替代产品，在未来的锯片市场上占有越来越大的市场份额。
(中国金属加工在线)
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