人造金刚石综述
人造金刚石综述
罗鹏程
（化学化工学院2011221106220053）
摘要：
本文介绍了人造金刚石的构成，人造金刚石起初的发展，人造金刚石在我国的第一次产生，以及人造金刚石的用途，对于我国金刚石发展的前景的展望以及对于我国金刚石未来的发展做出的规划，人造金刚石在我国的发展现状等
关键词：石墨人造金刚石用途发展前景
One diamond review
Luo Pengcheng
(ChemistryandChemicalEngineering, 2011221106220053) Abstract:
This paper introduces the composition of artificial diamond, the first development of man-made diamond, synthetic diamond in China produced for the first time, and the use of artificial diamond, diamond for the prospect of China's development prospects and the planning for the development of China's future is made of diamond, synthetic diamond in China's development status
Keywords: prospects for the development of artificial diamond uses graphite
一、人造金刚石简介
金刚石由碳元素构成，与无定形碳、石墨、碳纤维、富勒烯和碳纳米管等互为同素异形体，其密度为3.52g/cm3。金刚石熔点为3550℃，在空气中的燃点为
850~1000℃，在纯氧气环境中的燃点为720~800℃，因此在空气中金刚石一般表现为直接点燃生成二氧化碳，不会观察到熔化现象。金刚石的化学性质非常稳定，在室温下既不和酸也不和碱发生反应。金刚石最具优势的特点是极高的硬度和热导率。金刚石是自然界天然存在的最硬物质，其莫氏硬度为10，显微硬度为10000kg/mm2，是刚玉的150倍，石英的1000倍；金刚石同时也是自然界天然存在的热导率最高的材料，其热导率为900~2320W/(m/k)，是铜的5倍多，高纯单晶合成金刚石的热导率比天然金刚石更高，可达铜的7.5倍。[1]
二、人造金刚石的产生与发展
1954年美国GE公司研制成功了世界上第一颗人造金刚石，人造金刚石行业已经发展了半个多世纪。1970年美国GE公司再次在人造金刚石技术上取得突破，利用高压下的温度梯度法首次合成出宝石级人造金刚石。1982年日本科学家setak等首次在非金刚石基底上以每小时数微米的生长速率制备出了人造金刚石，使化学气相沉积法（CVD）制备金刚石薄膜技术取得了突破性进展。我国1963年12月6日在国产300吨6I型两面顶超高压装置上，以高纯石墨粉为原料，以镍铬合金为触媒研制成功了我国第一颗人造金刚石。1964年4月我国自行设计成功6x6MNDS一023A型铰链式六压机。1965年8月六面顶压机制造完成，1966年7月3日正式投入合成工艺试验，并投入批量生产，当年生产人造金刚石一万克拉。我国第一个人造金刚石及其制品的专业化生产厂——第六砂轮厂，于1969年建成投产。此后的近十年内金刚石生产在全国形成了遍地开花的局面，至此，我国逐步形成了以6x6MN六面顶设备为特色的人造金刚石工业体系。30多年来，我国已形成压机约五千台、每年生产超硬材料12亿克拉以上的运行规模，产量位居世界首位，人造金刚石的历年产量…发展趋势如20世纪60、70年代是研究开发、完善工艺阶段，舳年代是成熟发展阶段，90年代是迅猛发展阶段.[2]
1）市场状况
随着20世纪70年代初人工合成的块状金刚石的出现和20世纪80年代中期膜
状金刚石进入市场，以及人造金刚石生产成本大幅度下降，金刚石耗用量急剧增长，目前国际市场对人造金刚石总的需求量已超过10亿克拉。消费领域主要是石材加工、混凝土切割、机械加工、玻璃加工、地质钻探、石油天然气开采以及电子工业加工半导体材料、制作拉丝模等。
20世纪90年代以前，我国人造金刚石的主要市场是机械、地质、石油、钻探等行业，大约要占60%～70%。20世纪90年代以后，由于石材加工业的发展，带动了人造金刚石工业的发展，用于石材加工业的人造金刚石的数量直线上升，目前其耗用量约占全国人造金刚石总产量的70%左右。
近年来，我国石油、天然气开采持续热了起来，特别是西部大开发对石油的开采、西气东输等大型工程项目的建设，对金刚石工具需求强烈。根据近几年的地质钻探任务量、水电、煤炭化工等统计资料推算，金刚石地质钻头的市场需求量估计在15～20万只，耗用金刚石约350～450万克拉。石油钻探用PCD钻头国内生产的复合片不能满足需求，且质量不过关，目前还需进口。因此，石油和天然气开采业是一个看好的金刚石市场。 2000年我国汽车产量达到200万辆，到2005年汽车产量将达到350万辆。但到目前为止，国内机加工金刚石刀具很难满足汽
车行业引进的大量成套自动化生产线的需要，而要从国外进口。因此，国内机加工刀具市场是今后有潜力扩大和占领的市场。[3]
近几年，我国通讯行业、陶瓷行业发展很快，而且今后的发展前景更好，因此，拉丝膜及陶瓷用金刚石工具会大幅度增加，潜在市场很大。
目前，我国积极开拓人造金刚石国际市场。象宜昌黑旋风牌金刚石圆锯片基体出口德国预计可达到100万美元，占全部产品的18%～20％；而生产金刚石工具的老牌企业人工晶体研究所的金刚石激光焊接圆锯片出口美国可望突破1万片;保定八达—稳德金刚石有限公司的人造金刚石出口已达500万美元，订货仍络绎不绝，产品销往美国、日本、欧洲、南亚等国家和地区
三、人造金刚石的产业链
石墨是人造金刚石单晶的原材料，由单晶可以进一步加工成微粉。人造金刚石微粉添加粘结剂后，经过超高压高温合成工艺可以进一步制成无特定排列方向的聚晶金刚石材料，聚晶金刚石材料是迄今为止发现的硬度最高、且各向异性小、加工性能好的复合超硬材料。聚晶金刚石和碳化钨钴硬质合金再经过超高压高温可以复合成聚晶金刚石复合片，聚晶金刚石及其复合片一般属于深加工产品，具有远高于其他超硬材料的利润率。
3.1人造金刚石在我国的现状
1）我国人造金刚石产量占全球产量90%
目前世界上生产人造金刚石的国家主要有：中国、美国、俄罗斯、韩国、爱尔兰、南非和日本等20多个国家。如下图所示，我国人造金刚石产量位居世界第一位，占全球产量的90%。
上世纪九十年代起，我国人造金刚石产业发展迅速，取代美国成为产量最大的人造金刚石生产国。导致这一现象的主要原因是我国具有自主知识产权的六面顶压机设备及工艺逐渐成熟，带来明显的成本优势。[4]
我国生产人造金刚石主要采用六面顶压机，而世界上其他国家主要使用两面顶压机生产人造金刚石。六面顶和两面顶技术各具优势，比较而言六面顶压机主要优势为：制造成本低，整机价格及辅件价格便宜，设备运行成本较低，通过不断的技术进步，六面顶压机最大的消耗件硬质合金顶锤，目前国内消耗水平均在1kg/万克拉以下，顶锤寿命已达几万次的水平。相比之下，两面顶模具则消耗较多。随着大型压机的使用，六面顶压机使用的综合成本下降、规模效益高的状况尤为明显。
2）我国人造金刚石行业发展迅猛
我国人造金刚石行业经过近50年的发展，目前已经形成年产近100亿克拉人造金刚石、人造金刚石及其制品工业总产值80亿元左右、从业人员2万余人的运行规模。最近10年我国人造金刚石行业发展迅猛，产量年复合增长率达到21.45%。出现这种持续高增长的原因主要有以下三点：一是随着人造金刚石单价的不断下降，低廉的金刚石价格推动了金刚石磨块大面积取代高耗能、资源型、污染重的碳化硅磨块用于建材磨削，大大拓展了金刚石的应用领域；二是高效、低碳、环境友好的金刚石工具被方兴未艾的房屋、高铁、南水北调等大工程越来越多地采用；三是物美价廉的中国人造金刚石被越来越多的国际客商所接受、国
际市场迅速扩大、出口量大幅增长。[5]
3）我国人造金刚石出口总量大单价低
我国人造金刚石出口量近十年也出现显著的增长，总量增加了14倍多。其中2002至2003年出现负增长是由于当时中国政府将人造金刚石纳入钻石监管范畴，导致出口渠道不畅，部分出口订单被延误，而2009年则是受到2008年金融危机的影响导致出口订单大幅下降带来负增长。目前人造金刚石出口量占到了我国产量的20%以上。[6]
我国人造金刚石出口量巨大，但是单价一直处于国际上较低水平。以2010年美国市场为例，如下图所示，美国2010年进口我国人造金刚石4.6亿克拉，排在第二位的爱尔兰只有不到0.7亿克拉，但是爱尔兰人造金刚石的销售单价是我国的5.5倍，这说明我国出口美国的人造金刚石中低档产品数量巨大，高档产品数量很小，虽然我国在量上有明显的优势，但是出口总金额与爱尔兰比较接近。[8]
4）我国人造金刚石行业形成寡头竞争格局
我国人造金刚石行业已经形成了中南钻石、黄河旋风和豫金刚石三家公司占据80%以上市场份额的寡头竞争格局，中南钻石拥有44.5%的市场份额，占据了人造金刚石市场的半壁江山。在2000年以前，我国人造金刚石行业基本是黄河旋风一家独大的局面，占据了53%的市场份额，中南钻石当时的市场份额仅为7%。2001年中南钻石开发试验具有中国特色的粉状触媒合成技术取得成功，为中南公司快速发展奠定了重要的基础。这项具有完全自主知识产权的技术，不仅产品产量和质量大幅度提升，而且成本只相当于国外同类产品的1/3。[9]该项技术的诞生奠定了中南钻石技术创新领航者的地位。2006年中南钻石生产金刚石11亿克拉，超过黄河旋风成为国内人造金刚石行业排名第一的企业。[7]在人造金刚石这个高技术含量的行业里，创新是企业发展的永动力，技术上的领先必然会带来企业的超常规发展。中南钻石在行业内的成功除了依靠技术创新之外，良好的县域环境、产品标准的建立和高技术低成本也是取得成功的主要因素。
四、人造金刚石在我国未来的发展
郑州国际超硬材料及制品研讨会上，最大范围地吹响了向超硬材料强国进军的号角，此后，行业志士研究开发高品级金刚石及制品的步伐明显加快并取得了可喜
的成果。国内六面顶压机已从6x12MN发展到6×20MN，6×31MN的压机已研制成功，更大吨位压机的研制已经启动。合成棒巳研制成功；当于GE公司ⅦBs 一940的金刚石，其性能指标明显优于1998年以前的产品。用粉末触媒与石墨合成高品级单晶已取得突破，并已投入批量生产。引进的60MN两面顶压机已投入商业运行，其产品已进人国际市场，已计划开发35MN及以上的国产两面顶压机。制品方面某些品种已达到发达国家的产品水平，并开始批量出口，有的产品甚至被允许打上某发达国家的标牌进入市场。可以说我国人造金刚石行业近年来已取得了骄人的成就。[10]
展望二十一世纪，我国人造金刚石行业发展趋势
l、人造金刚石单晶的生产将进一步朝着规模化、集约化发展，缺乏资金和技术支撑、没有特色的小企业将更加困难，甚至会逐步破产、倒闭；
2、金刚石行业属于普及型高技术行业，有远见的企业家将千方百计地招揽更多的高智人才加入本行业：
3、利用6x12MN以上压机生产高品级金刚石的工艺将很快得以完善，六面顶压机生产高品级金刚石的研究步伐将进一步加速，高品级金刚石的生产比例将大幅度提高；
4、随着六面顶压机大型化的研究进展，六面顶压机的极限吨位在二十一世纪初叶即会明确；
5、二十一世纪初叶中国两面顶技术将有大发展，国产两面顶压机也将逐步实现大型化，引进的两面顶压机将全部投入商业运行，年轮式模具国产化率将大幅度提高并逐步实现国产化，从而明显提高两面顶压机的产品产量；
6、合成高品级金刚石原、辅材料的研究将出现新突破；
7、金刚石行业标准将在二十一世纪初叶与国际按轨，金刚石的分选、检测技术将会大幅度提高并日趋完善；
8、金刚石各种制品将向高品级发展，以满足日益提高的石材、玻璃、陶瓷、机械等高精度加工的需求；
9、二十一世纪前期将逐步形成能与国际明星企业相抗衡的企业群体。
10、二十一世纪前期中国金刚石工业将实现由大转强的伟大目标。
参考文献
[1] 河北省保定市建材局，河北保定 071000
[2] Room 1008, A2, Tower A, Changyuan Tiandi Building, No. 18, Suzhou Street, Haidian District, Beijing,
[3] 《珠宝科技》2003年03期
[4] 国土资源部咨询研究中心，北京100035
[5] 技术与产品356期8月刊王光祖
[6] 磨料磨吴行业生产概托(1972—1979)．三磨所档案材料
[7] 98年郑州国际赶硬材料厦制品研讨论文集；
[8] 中国磨料磨县工业年鉴1999
[9] 王箍先．磨削加工冷气冷却方法的一些试验研究．东北太学项士学论文
[10]超硬材料工程第25卷第一期2013年2月
人造金刚石
人造金刚石 编辑词条 该词条缺少基本信息栏、词条分类，补充相关内容帮助词条更加完善！立刻编辑>> 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。 快速导航 目 录 ?1钻石介绍 ?2发展历史 ?3主要应用 ?4制造方法 ?直接法 ?熔媒法 ?外延法 ?形成机制 ?相关热力学 ?5媛石研究 ?6其它相关 ?微波法 ?发明背景
1钻石介绍 编辑 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。 2发展历史 编辑 18世纪末，人们发现身价高贵的金刚石竟然是碳的一种同素异形体，从此，制备人造金刚石就成为了许多科学家的光荣与梦想。一个世纪以后，石墨——碳的另一种单质形式被发现了，人们便尝试模拟自然过程，让石墨在超高温高压的环境下转变成金刚石。为了缩短反应时间，需要2000℃高温和5.5万个大气压的特殊条件。 1955年，美国通用电气公司专门制造了高温高压静电设备，得到世界上第一批工业用人造金刚石小晶体，从而开创了工业规模生产人造金刚石磨料的先河，他们的年产量在20吨左右；不久，杜邦公司发明了爆炸法，利用瞬时爆炸产生的高压和急剧升温，也获得了几毫米大小的人造金刚石。 金刚石薄膜的性能稍逊于金刚石颗粒，在密度和硬度上都要低一些。即便如此，它的耐磨性也是数一数二，仅5微米厚的薄膜，寿命也比硬质合金钢长10倍以上。我们知道，唱片的唱针在微小的接触面上要经受极大的压力，同时要求极长的耐磨寿命，只要在针尖上沉积上一层金刚石薄膜，它就可以轻松上阵了。如果在塑料、玻璃的外面用金刚石薄膜做耐磨涂层，可以大大扩展其用途，开发性能优越又经济的产品。 更重要的是，薄膜的出现使金石的应用突破了只能作为切削工具的樊篱，使其优异的热、电、声、光性能得以充分发挥。金刚石薄膜已应用在半导体电子装置、光学声学装置、压力加工和切削加工工具等方面，其发展速度惊人，在高科技领域更加诱人。
电缆桥架生产厂家哪家好
河南宝恒电气设备有限公司生产各种电缆桥架，母线槽—— 电缆桥架生产厂家哪家好 所有产品的购买，厂家的选择是关键因素之一，对于客户来说选择的厂家的好坏关系着采购的成本，后期的使用期限等。电缆桥架也不例外，这么多的生产厂家，产品价格也参差不齐。每个厂家的价格都受制于自己的成本，所生产的产品质量和价格也不一样。那么哪家生产的电缆桥架质量比较好，性价比比较高呢？ 河南宝恒电气电缆桥架 电缆桥架型式及品种的选择： 1、需屏蔽电器干扰的电缆网路或有防护外部（如：有腐蚀液体，易燃粉尘等环境）影响的要求时，应选用（FB ）类槽式复合型防腐屏蔽电缆桥架（带盖） 2、强腐蚀性环境应采用（F ）类复合环氧树脂防腐阻燃型电缆桥架。托臂、支架也要选用同样材料，提高桥架及附件的使用寿命，电缆桥架。在容易积灰和其它需遮盖的环境或户外场所宜加盖板。
3、除上述情况外，可根据现场还环境及技术要求选用托盘式、槽式、梯级式、玻璃防腐阻燃电缆桥架或钢质普通型桥架。在容易积灰和其它需遮盖的环境或户外场所宜加盖板。 4、在公共通道或户外跨越道路段，底层梯级的底部宜加垫板或在该段使用托盘。大跨距跨越公共通道时，可根据用户要求提高桥架的载荷能力或选用行架。 5、大跨距（>3m）要选用复合型桥架（FB）。 6、户外要选用复合环氧树脂桥架（F）。 河南宝恒电气设备有限公司生产各种电缆桥架，母线槽，铜排等产品包括：槽式桥架、托盘式桥架、梯式桥架、组合式桥架、大跨距桥架、不锈钢桥架、热镀锌桥架、玻璃钢桥架、防火阻燃桥架、通信 河南宝恒电气设备有限公司生产各种电缆桥架，母线槽——
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母线槽介绍
母线槽介绍 母线槽在户内低压的电力输送干线工程项目中已越来越多地代替了电线电缆。在国外的发达国家，及我国的香港、澳门等已普及。在我国的广东广州，凡12层以上楼宇配电房出线，即引至楼层的主干线90%以上使用母线槽；630KVA变压器至配电柜要使用母线槽。大中型城市的公建项目,酒店,写字楼使用母线槽也普及化,母线槽是户内额定电压1000V以下电力输送干线的最佳选择。 基本信息 【词语】:母线槽 【英语】:busway/bus duct 【定义】:由铜、铝母线柱构成的一种封闭的金属装置，用来为分散系统各个元件分配较大功率。 母线槽是由美国开发出来的、称之为"Bus-Way-System"的新的电路方式，它以铜或铝作为导体、用非烯性绝缘支撑，然后装到金属槽中而形成的新型导体。在日本真正实际应用是在昭和29年(即1954年)，自那以后母线槽得到了发展。如今在高屋建筑、工厂等电气设备、电力系统上成了不可缺少的配线方式。 由于大楼、工厂等各种建筑电力的需要，而且这种需要有逐年增加的趋势，使用原来的电路接线方式，即穿管方式，施工时带来许多困难，而且，当要变更配电系统时，要使其变简单一些几乎是不可能的，然而，如果采用母线槽的话，非常容易就可以达到目的，另外还可使建筑物变得更加美观。 从经济方面来说，母线槽本身与电缆比较，价格贵一些，但是与包含配线用的各种附件及整个电力系统相比较使用母线槽可以使建设费用就便宜多了(请看简图)，特别是电流容量大的情况下，这种情况就更加明显了。 简介
随着现代化工程设施和装备的涌现，各行各业的用电量迅增，尤其是众多的高层建筑和大型厂房车间的出现，作为输电导线的传统电缆在大电流输送系统中已不能满足要求，多路电缆的并联使用给现场安装施工连接带来了诸多不便。插接式母线槽作为一种新型配电导线应运而生，母线槽与传统的电缆相比，在大电流输送时充分体现出它的优越性，同时由于采用了新技术、新工艺，大大降低的母线槽两端部连接处及分线口插接处的接触电阻和温升，并在母线槽中使用了高质量的绝缘材料，从而提高了母线槽的安全可靠性，使整个系统更加完善。 特点 母线槽特点是具有系列配套、商品性生产、体积小、容量大、设计施工周期短、装拆方便、不会燃烧、安全可靠、使用寿命长。母线槽产品适用于交流50Hz，额定电压380V，额定电流250A-6300A的三相四线，三相五线制供配电系统工程中。 优越性 封闭式母线槽(简称母线槽)是由金属板(钢板或铝板)为保护外壳、导电排、绝缘材料及有关附件组成的母线系统。它可制成每隔一段距离设有插接分线盒的插接型封闭母线，也可制成中间不带分线盒的馈电型封闭式母线。在高层建筑的供电系统中，动力和照明线路往往分开设置，母线槽作为供电主干线在电气竖井内沿墙垂直安装一趟或多趟。按用途一趟母线槽一般由始端母线槽、直通母线槽(分带插孔和不带插孔两种)、L型垂直(水平)弯通母线、Z 型垂直(水平)偏置母线、T型垂直(水平)三通母线、X型垂直(水平)四通母线、变容母线槽、膨胀母线槽、终端封头、终端接线箱、插接箱、母线槽有关附件及紧固装置等组成。母线槽按绝缘方式可分为空气式插接母线槽、密集绝缘插接母线槽和高强度插接母线槽三种。按其结构及用途分为密集绝缘、空气绝缘、空气附加绝缘、耐火、树脂绝缘和滑触式母线槽;按其外壳材料分为钢外壳、铝合金外壳和钢铝混合外壳母线槽。 分类 按用途，母线槽一般由始端母线槽、直通母线槽(分带插孔和不带插孔两种)、L型垂直(水平)弯通母线、Z型垂直(水平)偏置母线、T型垂直(水平)三通母线、X型垂直(水平)四通母线、变容母线槽、膨胀母线槽、终端封头、终端接线箱、插接箱、母线槽有关附件及紧固装置等组成。
CVD钻石19化学气相沉淀法(也称CVD法)合成钻石概述
CVD钻石 化学气相沉淀法（也称CVD法）合成钻石概述 化学气相沉淀法，简称CVD法，可以用于人工合成钻石。最近，由于技术的突破，可以生产出大颗粒的钻石，国检中心在近期日常委托检验中，陆续发现了两批次CVD合成钻石，证明CVD合成钻石已经进入国内市场，引起了大家的关切。笔者从宝石人工合成的角度，介绍一下化学气相沉淀法（也称CVD法）合成钻石。 一、化学气相沉淀法（也称CVD法）合成钻石的历史和现状 但当时CVD法生长钻石的速度很慢，以至很少有人相信其速度能提升到可供商业性生长。 从1956年开始俄罗斯科学家通过研究，显著提高了CVD合成钻石的速度，当时是在非钻石的基片上生长钻石薄膜。 20世纪80年代初，这项合成技术在日本取得重大突破。钻石的生长速度已超过每小时1微米（0.001mm）。这在全球范围内引发了将这项技术用于多种工业目的的兴趣。 图1 无色－褐色CVD合成钻石 一颗由美国CVD钻石公司（CVD钻石中国公司www.cvd.hk,https://www.360docs.net/doc/fa11008088.html,,https://www.360docs.net/doc/fa11008088.html,）
生产的高温高压(HPHT)处理的化学气相沉积法(CVD)合成钻石，重0.226克拉20世纪80年代末，开始从事CVD法合成钻石的研究，并迅速在这个领域取得领先地位，提供了许多CVD合成多晶质钻石工业产品。 这项技术也在珠宝业得到应用，用于某些天然宝石也包括钻石的优化处理。 尽管当时CVD合成钻石的生长速度有了很大提高，使得有可能生长出用于某些工业目的和宝石镀膜的较薄的钻石层，但要生产可供切磨刻面的首饰用材料，因需要厚度较大的单晶体钻石，仍无法实现。一颗0.5克拉圆钻的深度在3mm以上，若以每小时0.001mm速度计算，所需的钻坯至少要生长18周。可见，低速度依然是妨碍CVD法合成厚单晶钻石的主要因素。 进入20世纪90年代，CVD合成单晶体钻石的研发取得显著进展。 进入本世纪，首饰用CVD合成单晶体钻石的研发有了突破性进展： 多年从事CVD合成单晶钻石的研发。2003年秋开始了首饰用CVD合成单晶钻石的商业性生产，主要是Ⅱa型褐色到近无色的钻石单晶体，重量达1ct或更大些。同时，开始实验性生产Ⅱa型无色钻石和Ⅱb型蓝色钻石。阿波罗钻石公司预计其成品刻面钻石在2005年的总产量为5000 - 10000ct，大多数是0.25到0.33ct的，但也可生产1 ct的（图1，图2）。 CVD钻石的设备及合成工艺由于技术方法的改进，他们已能高速度（每小时生长100微米）生长出5到10ct的单晶体，这个速度差不多5倍于用高压高温方法和其他CVD方法商业性生产的钻石。他们还预言能够实现英寸级（约300ct）无色单晶体钻石的生长。 由此可见，首饰用CVD合成钻石的前景是十分喜人的，它对于钻石业的影响也是不可
人造金刚石用石墨性能的研究
第19卷第1期 超 硬 材 料 工 程V ol.19 2007年2月SU P ERHA RD M A T ERIA L ENG IN EERIN G Feb.2007人造金刚石用石墨性能的研究 李和胜1,2,李木森1,2 (1.山东大学材料科学与工程学院,山东济南250061;2.山东省超硬材料工程技术研究中心,山东邹城273500) 摘 要:用于合成金刚石的石墨具有三个功用——碳源、热源和受压介质,其性能直接关系着金刚石的质 量。文章针对人造金刚石用石墨材料主要性能的研究进行了综述,包括石墨化度、气孔率(体积密度)、灰分 (纯度)、电阻率以及晶体结构等等。提出在选择合成金刚石用石墨材料时,应综合考虑其满足不同功用的 各项性能,同时还要结合具体的生产条件。认为满足合成设备大型化和粉末工艺的粉状石墨和辅助加热用 的石墨材料将是人造金刚石用石墨材料发展的新亮点。 关键词:人造金刚石;石墨材料;综述;性能 中图分类号:T Q163 文献标识码:A 文章编号:1673-1433(2007)01-0013-06 Study on properties of the graphite used for synthesizing diamond LI He-sheng1,2,LI M u-sen1,2 (1.School of M ater ials Science and Engineer ing,Shandong Univ er sity,J inan250061,China; 2.S hand ong E ngineering Research Centr e f or Sup er har d M ater ials,Zoucheng273500,China) Abstract:The g raphite used fo r synthesizing diam ond has three functions:carbon source, heat source and pr ess medium.The m ain pro perties o f gr aphite are very im portant for synthesizing diamo nd because o f their effects on the quality of diamond.T he study o n g raphitization deg ree,por osity(volume density),purity,resistance coefficient and crystal str ucture etc of g raphite is sum marized.On the basis of the research results,the conclusio n can be draw n that the proper ties o f g raphite w hich satisfy different functions and the factual pr oduce condition should be thoug ht over w hen selecting the stuff for synthesizing diam ond.It can be forejudged that the dev elo pm ent of pow der graphite and assistant heat materials w hich adapt to the trend of press apparatus enlarg ing and pow der synthesizing techno logy w ill be v ery rapid. Keywords:synthetic diamond;gr aphite m aterials;sum mary;properties 0 前 言 石墨与金刚石是同素异形体,人造金刚石就是在高温高压下促使石墨发生同素异构转变来生成金刚石。1955年人类合成出的第一颗金刚石和1963年诞生的我国第一颗人造金刚石均采用石墨作为原料[1～2]。近年来,随着人造金刚石理论研究的不断深入,采用其他含碳化合物(如CCl4、CO2、B4C以及SiC 等等)合成金刚石相继取得成功[3～8]。但在工业领域,石墨材料尤其是人造石墨仍然是人工合成金刚石的 13 收稿日期:2006-09-30 作者简介:李和胜(1981-),男,山东泰安人,博士研究生,研究方向:金刚石单晶的合成及性能表征。 基金项目:国家自然科学基金(No.50372035,No.50371048)和教育部博士点专项科研基金(No.20020422035,No20040422020)资助项目。
简述人造金刚石
人造金刚石制造方法综述 人造金刚石取得成功的方法有许多种，兹将具有代表性的几种分类列举如下： 静压触媒法是国内外工业生产上应用最为广泛的方法，人造金刚石的绝大部分(约90%)都是用这种方法生产的。爆炸法在某些国家被应用于金刚石微粉的生产，产量占1%左右。CVD薄膜生长法近年来开始了工业应用。其它一些方法，目前都还处于试验研究阶段。 静压法，又称静态超高压高温合成法。静压触媒法是指在金刚石热力学稳定的条件下，在恒定的超高压高温和触媒参与的条件下合成金刚石的方法。就是以石墨为原料，以过渡金属或合金作触媒，用液压机产生恒定高压，以直流或交流电通过石墨产生持续高温，使石墨转化成金刚石。转化条件一般为5~7GPa，l300~1700℃。这个方法就是传统的高压高温合成法，至今已有40多年的历史了。现在它还在继续发展和完善中，国内外都在致力于高压设备和加热方法的改进以及碳素原料和合金触媒的研究。 静压触媒法合成金刚石的工艺程序大致分为以下三个阶段： 原材料准备(石墨、触媒、叶蜡石的选择、加工与组装) 高压高温合成(p、T、t参数，控制方法与设备) 提纯分选与检验(原理、方法、标准、仪器) 静压触媒法制造金刚石的原理与工艺，是本书所要讨论的主要内容。 所谓静压直接转变法，是指没有触媒参与下的静压法。由于不用触媒，因而需要更高的压力和温度条件，对压机提出了更高的要求，这也正是它不能用于工业生产的原因。
静压法有两种情况，一是固相转化，二是熔融冷暖。 (1) 固相转化 固相转化，要求提供12GPa以上的压力、2000℃以上的温度，保持时间很短(千分之几秒)，只能生长细微的多晶体。 (2) 熔融冷凝 此法比固相转化要求更高的压力和温度。日本有人曾经在20GP，和4000℃条件下，使金刚石熔融，然后逐渐冷凝成为块状大单晶。这是液相金刚石向固相金刚石的转变。也可以通过石墨→熔融→重结晶的过程生成金刚石。石墨在高压高温下熔融，晶格解体，然后冷凝，在重结晶过程中建立起金刚石键，成为金刚石晶体。这种方法的困难在于要有耐高温容器。 动压法主要是爆炸法，爆炸法压力温度条件与不用触媒的静压法相似(压力一般在20GPa以上)，但产生高压高温的方法不同，不是用压机，而是用炸药。利用TNT(三硝基甲苯)和RDX(黑索金)等烈性炸药爆炸后产生的强冲击波作用于石墨，在几微秒的瞬间可得到几十GPa和几千度高温，使石墨转变为金刚石，产品一般为5~20nm的细小多晶体。结晶缺陷严重，脆弱，可作为研磨膏或者制造聚晶的原料。纳米金刚石的用途有待研究开发。 爆炸法的优点是不需要贵重设备，单次产量高，每次使用15kg炸药(TNT 40%+RDX60%)可生产约120克拉的金刚石微粉，缺点是温度压力不好控制，尤其无法分别控制温度和压力并且样品回收提纯手续繁多。 爆炸法常用的一种装置是单飞片装置，图1-1为其剖面简图。平面波发生器使顶端的点爆源变成面爆源，产生平面激波，引爆主炸药包，驱动飞片以每秒几千米的速度撞击石墨，使之转变成金刚石，所得产品占石墨的3%~5%。 假若碳源不用石墨而改用球墨铸铁或者普通生铁，铁就能起触媒作用，促使其中的碳变成金刚石。 如果用含有石墨小包裹体的触媒金属块作原料，由于金属比石墨难以压缩，压缩波通过时，没有象石墨那样热起来，造成了石墨包裹体的猝灭。这种猝灭作用使得在冲击压缩过程中形成的金刚石在随后的卸压膨胀过程中得以保存下来，产量大大提高。 日本人漱同信雄采用无定形碳素和改进过的单飞片装置(飞片速度为 3.6
金属粉末在刀头中的作用及金刚石的品级及应用
金属粉末在刀头中的作用及金刚石的品级及应用 粉末的预先退火可使氧化物还原，降低碳和其他杂质的含量，提高粉末的纯度。还能消除粉末的加工硬化，稳定粉末的晶体结构。经退火的粉末压制性能得到改 善，压坯的弹性后效相应减少。退火温度T 退=（0.5～0.6）T 熔 。退火一般用还原 性气氛，有时也可以用惰性气氛或真空。 一、金属粉末常识 1，金属粉末的制取方法有机械法和物理化学法和雾化法。 机械法包括机械粉碎和机械研磨，物理化学法包括还原法、电解法、和热离解羰基化合物法等，不同的生产方法决定粉末具有不同的颗粒形状和粒度及粒度组成，而不同的颗粒形状和粒度及粒度组成又对粉末的松装密度、流动性、和压制烧结有显著影响。 2，金属粉末的工艺性能 金属粉末的工艺性能包括：松装密度、振实密度（摇实密度）、流动性、压缩性和式样自然地充满规定的容器时，单位容积的粉末质量。可以用漏斗法、斯 柯特容量计法和震动漏斗法。 振实密度：金属粉末的振实密度成型性。 松装密度：粉末装入指将粉末振动容器中，在规定条件下经过振实后测得的粉末密度。一般比松装密度高20%-50%。 流动性：50g粉末从标准漏斗流出所需时间，s/50g。 压缩性：在标准模具中，规定的润滑条件下，用规定的单位压力下粉末所达到的压坯密度表示。 成型性：用粉末得以成型的最小压力表示。 3，金属粘结剂的作用： 粘结剂的主要作用是用来固结切削元件——金刚石，粘结剂又分为金属 粘结剂、树脂粘结剂(软磨片)、陶瓷粘结剂等。下面结合我厂的实际情 况对所使用的金属粘结剂逐一介绍一下： ㈠铜粉：电解法制取，200目（也就是说通过200目筛子的粉末达95%），颗粒形态为树枝状，玫瑰红色，氧化后颜色发暗，严重时变成黑色粉末。 作为结合剂材料，铜粉的主要优点有：电解铜粉成型性好，广泛用于冷压成型后烧结，压坯不易塌落；纯铜对碳化物和骨架材料的相容性很好，如W、WC（结合448配方的改进）；纯铜的耐磨性优于青铜，可烧结性好；铜可与Sn、Zn、Mn、Ni、Ti等制成性能优异的合金，价格远低于钴粉，因此我厂现有配方个别钴基除外，都含有铜粉。 铜粉的缺点是：纯铜的变形性大不宜制成高质量的工具；.铜铁间的互溶性不好，彼此溶解对铁基结合剂的应用不利；由于铜的强度低、对碳材料的润湿性差，所以对金刚石的把持力度很低，这将和粘结力都不高。 ㈡铁粉：我厂使用的有还原铁粉、电解铁粉和羰基铁粉，顾名思义还原铁粉用还原法制取，电解铁粉电解法制取，羰基铁粉通过热离解羰基化合物制取，还原铁粉200目，电解铁粉300目，羰基铁粉（现使用德国巴斯夫产品）是微米级，平均粒径6.2微米。（价格、性能对比） 作为结合剂材料，铁粉的优点有：价格低（还原铁粉、电解铁粉）；与金刚石有好的润湿性（优于C o、N i）；与骨架材料（W C）的相容性很好；烧结时
材料科学与工程概述
第1节材料科学与工程概述 1.1.1材料科学的内涵 材料科学就是从事对材料本质的发现、分析认识、设计及控制等方面研究的一门科学。其目的在于揭示材料的行为，给予材料结构的统一描绘或建立模型，以及解释结构与性能之间的内在关系。材料科学的内涵可以认为是由五大要素组成，他们之间的关联可以用一个多面体来描述（图1-1）。其中使用效能是材料性能在工作状态（受力、气氛、温度）下的表现，材料性能可以视为材料的固有性能，而使用效能则随工作环境不同而异，但它与材料的固有性能密切相关。理论及材料与工艺设计位于多面体的中心，它直接和其它5个要素相连，表明它在材料科学中的特殊地位。 材料科学的核心内容是结构与性能。为了深入理解和有效控制性 能和结构，人们常常需要了解各种过程的现象，如屈服过程、断裂 过程、导电过程、磁化过程、相变过程等。材料中各种结构的形成 都涉及能量的变化，因此外界条件的改变也将会引起结构的改变， 从而导致性能的改变。因此可以说，过程是理解性能和结构的重要 环节，结构是深入理解性能的核心，外界条件控制着结构的形成和 过程的进行。 材料的性能是由材料的内部结构决定的，材料的结构反映了材料 的组成基元及其排列和运动的方式。材料的组成基元一般为原子、 离子和分子等，材料的排列方式在很大程度上受组元间结合类型的 影响，如金属键、离子键、共价键、分子键等。组元在结构中不是 静止不动的，是在不断的运动中，如电子的运动、原子的热运动等。 描述材料的结构可以有不同层次，包括原子结构、原子的排列、相 结构、显微结构、结构缺陷等，每个层次的结构特征都以不同的方 式决定着材料的性能。 物质结构是理解和控制性能的中心环节。组成材料的原子结构，电子围绕着原子核的运动情况对材料的物理性能有重要影响，尤其是电子结构会影响原子的键合，使材料表现出金属、无机非金属或高分子的固有属性。金属、无机非金属和某些高分子材料在空间均具有规则的原子排列，或者说具有晶体的格子构造。晶体结构会影响到材料的诸多物理性能，如强度、塑性、韧性等。石墨和金刚石都是由碳原子组成，但二者原子排列方式不同，导致强度、硬度及其它物理性能差别明显。当材料处于非晶态时，与晶体材料相比，性能差别也很大，如玻璃态的聚乙烯是透明的，而晶态的聚乙烯是半透明的。又如某些非晶态金属比晶态金属具有更高的强度和耐蚀性能。此外，在晶体材料中存在的某些排列的不完整性，即存在结构缺陷，也对材料性能产生重要影响。 我们在研究晶体结构与性能的关系时，除考虑其内部原子排列的规则性，还需要考虑其尺寸的效应。从聚集的角度看，三维方向尺寸都很大的材料称为块体材料，在一维、二维或三维方向上尺寸变小的材料叫做低维材料。低维材料可能具有块体材料所不具备的性质，如零维的纳米粒子(尺寸小于100nm)具有很强的表面效应、尺寸效应和量子效应等，使其具有独特的物理、化学性能。纳米金属颗粒是电的绝缘体和吸光的黑体。以纳米微粒组成的陶瓷具有很高的韧性和超塑性。纳米金属铝的硬度为普通铝的8倍。具有高强度特征的一维材料的有机纤维、光导纤维，作为二维材料的金刚石薄膜、超导薄膜等都具有特殊的物理性能。 1.1.2 材料科学的确立与作用 （1）材料科学的提出 “材料科学”的明确提出要追朔到20世纪50年代末。1957年10月4日前苏联发射了第一颗人造卫星，重80千克，11月3日发射了第二颗人造卫星，重500千克。美国于1958年1月31日发射的“探测者1号”人造卫星仅8千克，重量比前苏联的卫星轻得多。对此美国有关部门联合向总统提出报告，认为在科技竞争中美国之所以落后于苏联，关键在先进材料的研究方面。1958年3月18日总统通过科学顾问委员会发布“全国材料规划”，决定12所大学成立材料研究实验室，随后又扩大到17所。从那时起出现了包括多领域的综合性学科－－“材料科学与工程学科”。 （2）材料科学的形成 材料科学的形成主要归功于如下五个方面的基础发展： 各类材料大规模的应用发展是材料科学形成的重要基础之一。18世纪蒸汽机的发明和19世纪电动机的发明，使材料在新品种开发和规模生产等方面发生了飞跃，如1856年和1864年先后发明了转炉和平炉炼钢，大大促进了机械制造、铁路交通的发展。随之不同类型的特殊钢种也相继出现，如1887年高锰钢、1903年硅钢及1910年镍铬不锈钢等，与此同时，铜、铅、锌也得到大量应用，随后铝、镁、钛和稀有金属相继问世。20世纪初，人工合成高分子材料问世，如1909年的酚醛树脂(胶木)，1925年的聚苯乙烯，1931年的聚氯乙烯以及1941年的尼龙等，发展十分迅速，如今世界年产量在1亿吨以上，论体积产量已超过了钢。无机非金属材料门类较多，一直占有特殊的地位，其中一些传统材料资源丰富，性能价格比在所有材料中最有竞争能力。20世纪中后期，通过合成原料和特殊制备方法，制造出一系列具有不可替代作用的功能材料和先进结构材料。如电子陶瓷、铁氧体、光学玻璃、透明陶瓷、敏感及光电功能薄膜材料等。先进结构
人工合成金刚石产业现状分析
人工合成金刚石产业现状分析 金刚石一种机械、热学、光学、化学、电子学等方面具有极限性能特殊材料。 一、人工合成金刚石现状1954年12月8日，纽约州斯克内克塔迪美国GE(通用电器)公司研究发展心科学家本迪(F·P·Bundy)、霍尔(H·T·Hall)等人首先克服了高温高压工程、材料测试方面种种困难而达到了这一转变条件，成功地为石墨含碳物质金属熔体合成金刚石，做出了划时代贡献。1958年，人工合成金刚石投入商业生产。从此人工合成金刚石产量逐渐超过了天然金刚石产量。美国通用电气公司合成工业金刚石后，又花了15年时间，到1970年，宣告宝石级金刚石合成工艺成功。 1971年公布了晶种温梯法详细工艺。据称，只生产出重量分别为0。30ct、0。31ct、0。39ct三粒透明金刚石，代价之昂贵，无法与天然金刚石相匹敌。1986年，前苏联对外机构宣布，苏联科学院高温高压下合成一颗重达9988ct特大金刚石晶体，生成温度比太阳表面温度还要高。1987年，南非德比尔斯公司金刚石研究室利用高温高压法60小时内制出1ct金刚石晶体;180小时内合成5ct金刚石晶簇，最大单晶为11。14ct，最大长度为16mm，晶体呈立方体(100)八面体(111)为主聚形。这些金刚石一般呈黄色或棕黄色;无解理裂纹;适于进行宝石刻面，也可用于拉丝模，切削刀具，辐射探测器等。
1987年，“金刚石薄膜”世界上兴起，国外文献发表生长金刚石膜方法有几十种之多。进入20世纪80年代以来，膜生长速率、沉积面积结构性质已逐步达到可应用程度。研究证实，高质量CVD金刚石多晶膜硬度、导热、密度、弹性(以杨氏膜量表征)透光物理性质已达到或接近天然金刚石，并且金刚石膜具有与单晶金刚石几乎相同性能，但它连续性材料，从而解决了尺寸问题。作为21世纪新型功能材料金刚石薄膜，随着研究工作与应用开拓不断深入，不远将来，金刚石薄膜功能必将各个重要领域，特别高新技术领域产生重要影响。 2003年，国外人造金刚石又获得2项突破性进展———俄罗斯生产出性能超过金刚石大分子三维聚合物，日本研发出超高硬度人造金刚石。俄罗斯科学院化学物理研究所根纳季·科罗廖夫博士领导科研小组，经过近30年不懈研究，终于找到有效控制分子行为方法，成功地合成了大分子三维结构聚合物。这一工艺称为“激活聚合作用”，其性能测试指标完全超过了金刚石性能指标;日本爱媛大学深部地球动态研究心采用不同催化剂“直接转化法”第一次用石墨直接合成出纯度很高多晶金刚石，集合了直径数十纳米微粒子多晶体，硬度可达140GPa，高出单晶2倍以上，而且更耐高温。 二、人工合成金刚石主要生产国目前世界上能够生产人造金刚石国家有二十几个:美国、英国、国、爱尔兰、俄罗斯、乌克兰、瑞典、韩国、日本、法国、白俄罗斯、乌兹别克、德国等等，我们估计，世界人造金刚石现今年产量突破30亿克拉，其国年产量有20亿克拉之多，为世界
关于科学发明小故事
关于科学发明小故事 导读：本文是关于关于科学发明小故事，希望能帮助到您！ 关于科学发明小故事篇一：定比定律的争论 18世纪的法国科学家普鲁斯特和贝索勒是一对论敌，他们对定比定律的争论长达9年之久，各执一词，谁也不让谁。最后的结果，是以普鲁斯特胜利而告终，普鲁斯特成为了定比这一科学定律的发明者。普鲁斯特并未因此而得意忘形，据天功为己有。他真诚地对曾激烈反对过他的论敌贝索勒说：“要不是你一次次的质难，我是很难深入地研究这个定比定律的。” 同时，他特别向公众宣告，发现定比定律，贝索勒有一半的功劳。这就是宽容。允许别人的反对，并不计较别人的态度，而充分看待别人的长处，并吸收其营养。这种宽容让人感动。 关于科学发明小故事篇二：莫瓦桑发明人造金刚石 金刚石作为一种稀有的贵重物品，自古以来就是财富的重要象征。 在大自然中，金刚石以极少的矿藏量深埋在地底下。偏偏是这种少得出奇的金刚石具有世界万物中独一无二的特性：它是自然界中最硬的一种矿石。金刚石的这一特性，使它具有广泛的社会用途：有人将它镶嵌在金光闪闪的戒指、耳环等首饰中，以象征坚贞不渝的爱情;有人把它制成锋利无比的金刚钻，用来切割钢铁、玻璃等等。 可是，储量如此稀缺的金刚石，远远满足不了社会对它的巨大需求。渴望拥有金刚石的人往往会天真地想，要是有一天金刚石能成为大量存在的物品，那该多好! 1893年，法国科学院宣布了一条振奋人心的消息：法国化学家莫瓦桑
研制出了人造金刚石! 片刻间，这一爆炸性的特大喜讯传遍全法国，传遍全世界。人们轰动了，法国轰动了，世界轰动了!莫瓦桑一下成为新闻媒介的焦点，成为人们心目中巨额财富的生产者，在法国，甚至有人称他为“世界富翁”。 早在发明人造金刚石之前，莫瓦桑已经是法国一位颇负盛名的化学家了。1886年，莫瓦桑首先制取了单质氟。6年后。他又发明了高温电炉。不过，莫瓦桑并没有被鲜花和荣誉绊住前进的步伐，在科学的道路上，他仍旧一如既往地孜孜进取。 有一次，莫瓦桑准备进行一项化学实验，需要用一种镶有金刚石的特殊器具。这种器具非常昂贵，因此实验室里的助手们倍加爱护。 早上，莫瓦桑来到实验室，做好实验前的准备工作。这时，各项仪器都准备好了，却找不到那镶有金刚石的昂贵器具。奇怪，怎么会突然不见了呢? 助手突然惊叫起来：“啊?门好像被撬过了!莫非有小偷光顾?” 莫瓦桑仔细一看，可不是，门锁很明显被人撬开过。进实验室前，谁也没有留意到。这么说，小偷看上那昂贵的金刚石了。 这桩意外使莫瓦桑萌生了一个念头：“天然金刚石如此稀少而昂贵，如果能人工制造金刚石，该有多好!” 可这谈何容易!作为化学家，莫瓦桑心里最清楚：“点石成金”这不过是美好的神话。要想制造金刚石首先要弄清楚金刚石的主要成分并了解它是怎样形成的。 翻阅了许多资料后，莫瓦桑了解到，金刚石的主要成分是碳。至于它是如何形成的，在这方面研究的成果很少，只有德布雷曾提出金刚石是在高温高压下形成的。
国产绝缘母线槽的生产现状
国产绝缘母线槽的生产现状 f/一f6’ 海线,,j 国产绝缘母线槽的生产现状 中国电子程设计院孙毓暂丁M善-// 一 前言 绝缘母线槽初看并不复杂,但却有较高的技 术要求,主要有以下几点; ? 要求绝缘性能良好,各单元,相问,相零 间,零壳间的绝缘电阻均应在20MQ以上. ? 长期工作在100”12～I10℃均能正常运 行. ? 要求动稳定性和热稳定性,能抗过载和短 路. ?
安全可靠,要求安全防护度至少达到 IP~0,不会产生触电事故. ? 由于密集,故要求能承受大的机械冲击力 和承重力. ? 维修方便. ? 使用寿命长,一般约为电缆寿命的三倍以 上. 绝缘母线槽在工程中多用于输配电装置,比 传统的电缆干线——动力配电箱——埋地暗管支线的配电方式具有明显的优越性,即;使用灵活性大,能够适应生产工艺的多变性,安全可靠, 寿命长,施工不与土建交叉,安装方便等优点.例如高层建筑,若用传统的电缆配电方案,一般一路电缆约供三层配电,一座几十层楼房需要很多路电缆,还有一类负荷(消防水泵,消防电梯等) 要求两路电源,则所需电缆根数更多,电缆上楼, 施工困难,且使用寿命仅15年左右.若改用绝缘母线槽,则只须一节节地连到屋顶,每一层预留分支孔,使用时将分支箱插入即可,且寿命长_述
50年.见图5.因此绝缘母线槽深受建设单位和施工部门的欢迎,多年来,在重大工程中被用做配电装置,在高层建筑中被用做配电主干线,应用越来越广泛. 随着我国改革开放和经济建设的发展,绝缘 母线槽的生产厂家发展很快.由最初的一,二家发展屋五,六十家,产品由100A扩大到5000A. 在使用中发现骨干厂产品质量较好,使用牢靠, 用户比较满意.但也有的乡镇企业生产产品发展较差.在北京,广州,福建等地均出过事故.例如 有的小厂并不具备生产条件便仓促上马,生产出劣质产品,败坏了绝缘母线槽的名声.个别厂有铁排代替铜排,也田劣质绝缘材料包缠母排, 粗制滥造,必然导致运行时发生短路击穿现象, 造成停电事故,带来经济损失.由此可见:绝缘母线槽的产品质量关系着企业和高层建筑用户的安全,故上海市政府曾于91年发25号文件,对产品质量不稳定,提出过意见. 为了确保重点工程的质量,由上海市重点项 目设备质量管理办公室委托上海市工业设备安装公司等单位组成了国产绝缘母线槽产品质量调访组,调访了上海,江苏,北京及贵州等有关生
人造金刚石合成技术开拓创新的50年_王光祖
文章编号:1006-852X(2004)06-0073-05 人造金刚石合成技术开拓创新的50年 THE FIFTY YEARS CREATIO N OF DIAMO ND SYNTHESIZING TECHNIQ UE 王光祖 (郑州磨料磨具磨削研究所,郑州450013) Wang Guangzu (Zhengzhou Research Institutef or Abrasives and Grinding,Zhengzhou450013,China) 摘要:人们经过近百的艰苦探索,世界人工合成的金刚石终于1954年12月16日在美国通用电气公司诞生,从而拉开人工合成金刚石的序幕。50年来,金刚石合成技术经历了三次大的飞跃。过去的50年是人造金刚石合成技术不断开拓创新的50年,产品质量及其品种不断提高和增多,以及生产规模和年产量迅速发展的50年,也是应用领域不断拓展的50年。人造金刚石的问世,为促进工业现代化和科学技术现代化的高速发展提供了巨大的技术支撑,并为材料科学的发展和工艺技术、理论创新所做出的重要贡献。 关键词:人造金刚石;合成技术;开拓创新 中图分类号:TQ163文献标识码:A Abstract:The first synthetic diamond was produced by General Electric Company in the USA in19541This work opened the prolusi on of syn thetic diamond1Within the last fifty years,the diamond syn thesize technique experienced three great inprovements.So,the past fifty years not only were the years of creation of diamond synthesize technique,but also the years of increase in the quali ty and diversities of the products,and the years of rapid development of production scale and annual production,and also the years of continuous expansion of application1The invention of the syn thetic diamond not only provided a great techniq ue supporting for improving the develop ment of industry modernization and science technique modernization but also contributed to the develop ment of materials science and technology1 Key words:synthetic diamond;synthesize technique,exploi ting and innovating 1引言 金刚石是由碳原子构成的典型原子晶体,其来源有二:一是天然金刚石;另一是人造金刚石。由于天然金刚石资源稀少,难于满足工业的各种需求,所以必须走人工合成之路。20世纪50年代初世界第一颗粒人造金刚石的诞生,为人工合成金刚石的科研、生产、应用打开了闸门。在过去的50年中经历了从静态高压高温触媒法合成单晶金刚石,低压低温化学气相沉积法合成微米/纳米金刚石膜,到利用负氧平衡炸药爆轰法合成纳米金刚石的三大跨越的发展过程,为不断开发金刚石的新品种和扩大应用领域提供了重要的技术保证。 金刚石在自然界极其稀少,分布不均匀。到目前为止,全球只有27个国家找到了具有经济价值的金刚石矿床。世界上90%以上的金刚石产于澳大利亚、扎伊尔、俄罗斯、博茨瓦纳、南非、加拿大、安哥拉,金刚石储量均超过1亿克拉。纳米比亚、加纳、中国、塞拉里昂和巴西,金刚石储量超过1000万克拉;印度、几内亚、中非共和国、利比里亚和委内瑞拉、坦桑尼亚等国的金刚石储量均超过500万克拉。从价值而论,南非供应了世界50%以上的宝石级金刚石。目前,澳大利亚是世界上最大的金刚石产出国,扎伊尔居世界第二位,博茨瓦拉居第三位。加拿大的金刚石资源极具潜力。自2800年前,印度首次开发金刚石砂矿以来,迄今为止,世界上共采出金刚石约26亿克拉,约520吨。从20世纪90年代中期至新世纪,全球天然金刚石年产量巳突破1亿克拉[1]。 正如大家所知,工业金刚石在以天然金刚石为主的时代,有什么性能的金刚石用户就只能用什么样的金刚石,到了以人造金刚石为主的时代,则用户需要什么性能的金刚石,就研究生产什么样性能的金刚石,是人定胜天的生动体现!因此,可以毫不夸张地说,进入21世纪人的一生将离不开金刚石,所以一个国家若不重视发展工业金刚石,那么国防现代化、工业现代化和科学技术现代就无从谈起。在过去的50年中金刚石合成技术的不断创新为实现上述三个现代化提供了有力的技术支撑。可见,人工合成金刚石的研制成功对 2004年12月金刚石与磨料磨具工程December12004总第144期第6期Diamond&Abrasives Engineering Serial1144No16
国家有关人造金刚石产业政策
国家有关人造金刚石产业政策 我国各级政府也高度重视超硬材料行业的发展，同时制订了相关的促进政策。目前与超硬材料相关的政策如下： （1）《新材料产业“十二五”发展规划》“（四）新型无机非金属材料”中，条文中明确指出：“巩固人造金刚石和立方氮化硼超硬材料、激光晶体和非线性晶体等人工晶体技术优势”。 （2）《2012年产业振兴和技术改造专项重点方向》中“专题四新型绿色环保建材及无机非金属材料”明确提出“高品质人工晶体材料、制品和器件生产技术开发及生产”。 （3）《产业结构调整指导目录（2011年本）》中鼓励类“十二建材”中“8、信息、新能源、国防、航天航空等领域用高品质人工晶体材料、制品和器件生产装备技术开发”。 （4）《河南省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要》“专栏7 重大科技专项和自主创新重点任务”中指出“先导产业领域：重点开发、推广新能源汽车、动力锂离子电池、治疗性乙肝疫苗、杂交小麦关键制种、名优花卉新品种选育及产业化、高效低衰薄膜太阳能电池、兆瓦级风力发电成套装备、精密超硬材料及制品、钛合金等20项关键技术”。 “2.优先发展战略性新兴产（5）《河南省建设中原经济区纲要》 业”中明确指出“重点发展超硬材料、高强轻型合金等新型材料”。 本项目产品为高品级人造金刚石，属新材料----无机非金属材料---超硬材料---高品质人工晶体材料、，项目属于国家重点扶植对象。 国家高度重视超硬材料及制品产业的发展，国家十二五规划提到: “制定支持企业技术改造的政策，加快应用新技术、新材料、新工艺、新装备改造提升传统产业，提高市场竞争能力”。明确将超硬材料划入大力发展的新材料领域。