人造金刚石合成
人造金刚石气相沉积法
人造金刚石气相沉积法人造金刚石气相沉积法是一种用于合成人造金刚石的方法。
金刚石是一种非常硬的材料，广泛应用于工业领域，如切割工具、磨具、磨料等。
传统的金刚石合成方法主要包括高温高压法和化学气相沉积法，而气相沉积法是一种相对较新的金刚石合成技术。
气相沉积法是通过在高温高压环境下，将一种含碳气体（如甲烷）分解为碳原子，并在金属衬底上沉积形成金刚石薄膜。
这种方法不仅可以用于合成金刚石薄膜，还可以用于合成立方晶系的金刚石单晶。
气相沉积法的基本原理是利用高温高压条件下气体分解生成碳原子，并通过金属催化剂的作用在金属衬底上沉积形成金刚石。
具体的合成过程包括以下几个步骤：1. 催化剂制备：选择合适的金属作为催化剂，常用的有铁、镍、钴等。
催化剂的作用是降低碳原子的活化能，促进分解反应。
2. 衬底制备：选择合适的金属衬底，常用的有硅、钼、钢等。
衬底的选择应考虑到与金刚石的匹配性和附着性。
3. 反应气体制备：选择合适的反应气体，常用的有甲烷、乙烯等。
反应气体在高温高压环境下分解生成碳原子。
4. 反应条件控制：控制反应温度、压力和时间等参数，以控制金刚石的生长速率和质量。
5. 沉积过程：将催化剂和衬底放入反应装置中，加热至合适的温度并施加合适的气压，使反应气体分解生成碳原子并在衬底上沉积。
6. 金刚石生长：碳原子在催化剂的作用下形成金刚石结构，并在衬底上逐渐生长。
生长速率和质量受反应条件和催化剂的选择影响。
7. 金刚石薄膜制备：通过控制反应条件和生长时间，可以在衬底上制备出金刚石薄膜。
薄膜的厚度可以通过调节反应时间和碳源浓度来控制。
人造金刚石气相沉积法具有以下优点：1. 生长速率快：相比于其他金刚石合成方法，气相沉积法的生长速率较快，可以在相对较短的时间内合成金刚石薄膜。
2. 生长质量高：气相沉积法可以在金属衬底上合成高质量的金刚石薄膜，具有良好的晶体结构和机械性能。
3. 可控性强：通过调节反应条件和催化剂的选择，可以控制金刚石的生长速率和质量，满足不同应用需求。
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。
《金刚石人工合成》课件
化学气相沉积 法
化学气相沉积法是一 种常用的金刚石薄膜 制备方法，通过控制 气相中金刚石前体物 质的浓度和温度进行 合成。
等离子体辅助 化学气相沉积 法
等离子体辅助化学气 相沉积法结合了等离 子体技术和化学气相 沉积法，可以提高金 刚石薄膜的质量和生 长速度。
等离子体化学 气相沉积法
等离子体化学气相沉 积法是一种最新的合 成金刚石薄膜的方法， 通过等离子体辅助气 相反应进行合成。
《金刚石人工合成》PPT 课件
这是一份关于金刚石人工合成的PPT课件，通过本课件，我们将深入介绍金刚 石的人工合成历史、方法和应用领域，以及该技术的未来发展方向。
人工合成金刚石的历史
初期技术
最早的金刚石合成技术于20世纪50年代初期问 世，虽然合成质量较差，但标志着人工合成金刚 石的开端。
多晶金刚石制备技术
结论
金刚石人工合成技术在各个领域具有重要的应用价值，未来的发展方向是进 一步提高合成质量和开发新的应用领域。
金刚石人工合成应ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ前景
先进切削、磨削工具
人工合成金刚石可以用于制造高性能的切削和磨削 工具，提高加工效率和工件质量。
压电材料
金刚石是一种优秀的压电材料，可以应用于传感器、 超声波装置等领域。
热管理材料
金刚石具有良好的导热性能，可用作热管理材料， 广泛应用在电子器件散热方面。
其他应用领域
金刚石还有许多其他应用领域，如光电领域、光学 镜片等。
随着技术的进步，人们成功开发出了多晶金刚石 制备技术，使得金刚石的质量和产量都得到了大 幅提升。
非晶金刚石膜技术
20世纪80年代，非晶金刚石膜技术的出现使金 刚石的应用领域得到了扩大，开创了全新的可能 性。
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]。
人造金刚石和人造钻石原理
人造金刚石和人造钻石原理引言：人造金刚石和人造钻石作为高科技材料，具有许多优点，如硬度高、热导率好等。
它们的制备原理是通过模拟自然界中的高压高温环境，利用人工手段合成具有类似物理和化学性质的材料。
本文将介绍人造金刚石和人造钻石的制备原理及其应用领域。
一、人造金刚石的制备原理人造金刚石是一种由碳元素组成的晶体材料，其制备原理是通过高温高压方法将碳素源（如石墨）置于高温高压条件下，使其发生晶格转变，形成金刚石晶体。
具体的制备过程如下：1. 高温高压装置：制备人造金刚石需要使用高温高压装置，如高压合成装置。
这种装置能够提供高压和高温的环境，使石墨能够转变为金刚石。
2. 石墨装料：将石墨装入高压合成装置中，并在装料中加入金属催化剂（如铁、钴等）。
金属催化剂可以降低金刚石形成的温度和压力要求，促进金刚石的合成。
3. 高温高压处理：将装有石墨和金属催化剂的高压合成装置放入高温高压条件下进行处理。
通常需要将温度升至1500-2000摄氏度，压力升至50-70千巴。
4. 金刚石晶体生长：在高温高压环境下，石墨中的碳原子开始重新排列，形成金刚石晶体。
这个过程需要经历几个小时到几天的时间。
5. 降压冷却：完成金刚石晶体的生长后，将高压合成装置从高温高压环境中取出，并进行降压冷却。
这样可以保持金刚石的结构稳定性。
二、人造钻石的制备原理人造钻石是一种具有类似物理和化学性质的合成材料，其制备原理是通过化学气相沉积法或高温高压法合成。
具体的制备过程如下：1. 化学气相沉积法：这种方法利用了化学反应在固体表面沉积薄膜的原理。
首先，在反应室中产生含有碳的气体，如甲烷。
然后，将这些气体引入到反应室中，使其与基底上的金属催化剂反应，沉积出钻石薄膜。
2. 高温高压法：这种方法是模拟地下深处的高压高温环境，通过在高温高压装置中加热和压缩碳源，使其发生晶格转变，形成钻石晶体。
这种方法可以产生大块的人造钻石。
3. 镶嵌制备法：这种方法是将人造钻石碎片镶嵌在金属基底上，然后通过高温高压处理，使其形成连续的钻石薄膜。
关于人造金刚石的制备与合成
关于人造金刚石的制备与合成1目的与意义钻石,就是珠宝中的贵族,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,就是自然界最坚硬无比的物质,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;它有优良的透光性与耐腐蚀性,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、修正工具及非金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、剧切、钻探及修正工具等[1]2设计基本原理石墨在一定的温度与压强下就是会发生结晶变态从而变成金刚石,且石墨的温度与压强要在金刚石的热稳定性区域内,其动力学要满足一定的关系。
3设计内容(方案)3、1原材料的选择金刚石就是石墨结晶变态产生的,其石墨就是主要原料,转变过程的反应压力与温度必须不低于190 000kg/cm2 与∽3900℃[2],这一推测的正确性已为实验所证实。
不过目前要得到这样高的压力与温度的设备就是非常困难的。
所以需要加入触媒材料来降低石墨的活化能。
3、2制备与合成方法3、2、1压力控制人造金刚石压机生产工艺要求加压控制根据合成材料的不同分2～6段超压、保压,超压到90 MPa左右,再保压几分钟后卸压,完成一个工序,时问为几分钟到十几分钟。
可根据工艺要求任意设为多段,由现场人机界面随时输入修改。
加压闭环控制系统将压力传感变送器所测的油液压力信号与计算机中预设的压力控制工艺曲线进行分析比较,经过高级控制算法处理后,控制液压泵组与液压阀组的工作状态,使系统的压力工作状态跟踪给定压力工艺曲线。
被控对象油路压力就是由电动机带动增压器增压的,要求系统在几分钟内将油路压力从lO Pa 左右分几段提升到90 MPa左右,并且超调不能大于0.3 MPa。
人造金刚石生产工艺流程
人造金刚石生产工艺流程人造金刚石是一种人工合成的具有极高硬度和热导率的材料，广泛应用于切割、磨削和研磨等工业领域。
其生产工艺流程包括原料选择、合成、成长和加工等多个步骤。
原料选择是人造金刚石生产的第一步。
通常使用的原料是高纯度的石墨，通过石墨的高温高压合成来获得人造金刚石。
高纯度的石墨可以确保合成金刚石的质量和性能。
合成是人造金刚石生产的关键步骤。
合成金刚石的方法有多种，其中最常用的是高温高压合成法。
该法将石墨置于高温高压容器中，然后通过加热和施加高压使其发生化学反应，最终形成金刚石结构。
在合成过程中，需要精确控制温度、压力和时间等参数，以确保金刚石的合成效果和质量。
接下来是金刚石的成长过程。
合成金刚石的方式有两种：一种是单晶生长，另一种是多晶生长。
单晶生长是指在合成过程中，金刚石晶核逐渐生长并形成一个完整的单晶体。
多晶生长则是指金刚石晶核同时生长形成多个晶体。
不同的生长方式决定了金刚石的晶体结构和性能。
合成的金刚石需要进行加工。
加工的目的是将金刚石切割成所需的形状和尺寸，并进行表面处理以提高其性能。
加工工艺包括切割、磨削、抛光和镶嵌等步骤。
切割是指将合成金刚石切割成所需的形状，常用的切割工具有金刚石刀片和线锯等。
磨削是指对金刚石进行精细加工，以获得平滑的表面和精确的尺寸。
抛光是将金刚石表面进行处理，提高其光洁度和亮度。
镶嵌是将金刚石嵌入到合适的基座或工具中，以便于使用和固定。
人造金刚石的生产工艺流程是一个复杂而严谨的过程，需要精确的控制和操作。
每个步骤都对最终产品的质量和性能产生重要影响。
通过不断优化和改进工艺流程，可以获得更高质量的人造金刚石，满足不同领域的需求。
总结起来，人造金刚石的生产工艺流程包括原料选择、合成、成长和加工等多个步骤。
原料选择是选择高纯度石墨作为合成金刚石的原料；合成是通过高温高压合成反应得到金刚石；成长是金刚石晶核逐渐生长形成单晶或多晶体；加工是将金刚石切割、磨削、抛光和镶嵌等工艺处理，最终获得所需的金刚石制品。
金刚石的合成及宝石级金刚石单晶制备的基本技术
金刚石的合成及宝石级金刚石单晶制备的基本技术人造金刚石的合成基本原理是采用爆炸法、静压法、热压法和溶媒法等，在特制的炉内或容器内，借助于催化剂的作用，使碳处于超高压高温条件下，形成金刚石晶体。
宝石级金刚石单晶制备的基本技术如下：
1.提纯。
采用化学提纯和物理提纯两种方法，去除金刚石中的非金刚石杂
质，提高金刚石的纯度。
2.粒度分级。
采用选矿的方法，将金刚石按粒度分成不同等级。
3.晶体定向。
采用定向技术，使金刚石晶体沿一定的晶面和晶向生长。
4.形核衬底制备。
采用化学气相沉积、物理气相沉积、离子注入等方法，在
衬底表面制备形核衬底。
5.形核。
在衬底表面或内部形成金刚石晶核。
6.长大。
使金刚石晶核不断生长，直至获得宝石级金刚石单晶。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
人造金刚石合成工艺基础一、序言人造金刚石晶体生长技术是最近几年才发展起来的一门新技术，它与晶体生长、结晶学、高压、固体物理学、化学热力学和化学动力学是紧密联系着的，尤其是晶体生长和高压物理学最为密切。
近代，随着高压物理学的深入研究和超高压技术的迅速发展，人造金刚石晶体生长技术也就很快地为人们所掌握了。
这一研究之所以为世界科学工作者给予如此重视，其原因不仅是因为金刚石硬度在工业上具有突出作用，更重要的是它具有技术的先进性和经济的合理性(与天然金刚石比较)，以及天然金刚石是一种极其稀有的非金属矿物，根本不能长期满足科学技术飞跃发展的需要要求等客观原因所致。
近百年来，人们力图能够获得合成金刚石这一强烈愿望，给超高压高温技术的研究起着极大的推动作用，如所周知，超高压高温技术的进一步提高，不仅对金刚石合成技术和理论的研究具有实际意义，同时也为促使其它学科(如实验地质学)的深入研究和探索新物质开辟了广阔途径。
从所发表的有关资料来看，人造金刚石合成技术的研究中心已在好些国家建立起来，正在大力展开这方面的研究工作，并取得显著成效。
这一技术轮廓虽有透露，但关键性的细节问题仍属保密，有待我国科学工作者去研究解决。
因此，我们认为:1.天然金刚石不能满足科学技术发展的要求，必须走人工合成之路；2.从国内天然资源少，需求量多，必须迅速地掌握人造金刚石晶体生长这一门新技术；3.为了给人造金刚石新品种的发展提供一套完整的工艺规程，必须在实验室中进行创造性的实验研究工作；4.为了给实验研究工作提供一些方向性的资料，特将收集到的国外有关人造金刚石合成技术资料，工艺资料加以整理分析，编写了“人造金刚石合成工艺基础”。
二、人造金刚石研究简史1880年英国化学家Hannery，1894年法国著名物理学家Moissan和1935～1940年美国杰出高压物理研究者P.W.Bridgman等几个著名的和具有代表性的实验，对20世纪50年代人们掌握人造金刚石合成技术做出了贡献。
清楚地证明，人造金刚石的合成过程必须是一个超高压、高温同时并举的过程，也就是说，祗有在超高压高温同时存在的条件下金刚石生成才有可能。
关于这点，当然从天然金刚石的形成也会使我们这样想。
P.W.Bridgman的试验告诉我们，在人造金刚石晶体生长的研究中，除首先必须考虑这一转变的可能性，但更重要的是研究使可能性变为现实性的具体条件，也就是我们常说的反应速率问题。
三、石墨—金刚石转变过程中热力学条件分析及其平衡曲线的讨论热力学原理及其数据是计算与讨论石墨—金刚石平衡曲线的基础，也就是说，在研究石墨—金刚石的转变过程中，首先应考虑到的是热力学问题，因为热力学的计算使我们能够预测石墨—金刚石转变过程的方向问题，从而为研究这一转变过程提供理论上的依据。
(一)热力学基础前面讲过，根据热力学原理可以确定石墨—金刚石转变过程的方向和限度，其转变过程的方向可以通过转变过程的自由能的变化来判断。
在一定温度下反应自由能随压力的变化率可以下式表示。
(1)积分(1)式得:(2)在等温条件下:由此式(2)可改写为(3)式中: ，，分别表示在压力为零和温度为T时自由能，热焓、熵的变化；表示压力为P和温度为T时自由能的变化；为石墨-金刚石转变反应中二者体积差。
式(3)的物理意义是表示在一定温度下，反应自由能随压力的改变关系式。
若(1)>0，石墨的热力学稳定区，不生长金刚石。
(2) <0，金刚石的热力学稳定区，可得到金刚石。
(3) =0，金刚石和石墨处于平衡状态。
(二)平衡曲线的计算关于平衡曲线的计算早在1912年Pilitzer就用不十分精确的燃烧热值对金刚石生长条件做过计算。
后来，1920年Mitheng，1926年F.Simon，1938年F.D.Rossini，R.S.Jessup 和О.И.Лейпунский，1945年D.D.Wagman，Taylar等，以及1955年Berman和Simon根据热力学原理对石墨—金刚石平衡曲线都做过计算。
由于各个研究者所采用的数据不一样，因此所得到的数据不完全吻合。
在分析平衡曲线的工作中，我们根据各个研究者所采用的热力学数据进行过演算。
总的来说，祗要有以下热力学数据就可计算，例如，石墨和金刚石的热容、热焓、熵、克分子体积等。
但必须说明的一点就是目前测定的这些数据的最高温度仅能达到1200K 。
Berman 和Simon 的石墨—金刚石平衡曲线在1200K 以下部分就是通过以上所提到的热力学数据计算得到的，高于1200K 以上部分采用了直线外推。
О.И.Лейпунский在推算高于1200K 石墨—金刚石平衡曲线采用了下式，即，ΔZ=ΔZ―(T―T0)ΔS0―ΔZ0[lnT/T0―(T―T0)]并假定T0=1400KΔZ1400=1880ΔS1400=-1.16ΔCp=-0.1(根据K елль方程式计算，ΔCp=+0.1)。
我们对瑞典Lilijeblad 曲线在61000atm 和3000K 时为什么发生大幅度的弯曲做了分析和演算。
Lilijeblad 所采用的数据为:αDia=3.6×10-5度-1 βDia=1.5×10-7atm-1αGr=2.7×10-5度-1 βGr=3.6×10-6atm-1根据以上数据计算得到的结果如表1所列。
表1压力与温度的关系如果用A.R.Thewlis1956年在1200K 所精确测定的数据，即α=0.8×10-5度-1来推算(并指出在高温时无反常膨胀)，则将得出完全不同的结果，如表2所列数据表2 压力与温度的关系以上平衡曲线均系理论曲线，除以上理论曲线外，还应特别指出的曲线就是美国通用电气公司(G E Co)的石墨—金刚石的实验曲线，如图1所示。
图1 G E Co实验曲线图1 G E Co实验曲线1500～2700K曲线部分是G.E.Co研究者的实验曲线。
高于2700K的曲线是外推值。
这条曲线对于人造金刚石晶体生长的研究具有更大的实际意义。
(三)平衡曲线的讨论1、在低于1200K曲线部分大体上是一致的，低温时(0～40K)曲线向上弯曲是因为金刚石昀反膨胀之故。
2、如Bermon和Simon曲线，在1200K以上时，假定dP/dT=27而进行外推的，而О.И.Лейпунский在1400K以上则假定dP/dT保持25来外推的。
但实际上，曲线斜率(dP/dT)是随温度上升而逐渐减小的，即在1200K，2200K，3000K时dP/dT分别为27，25，23(应考虑金刚石的反常膨胀现象)。
3、由此可知，Berman，Simon，Лейпунский在高温条件下，由外推法所得之平衡压力实际上是偏高，越往高温这种差别也就越大。
4、根据上述情况，我们建议按dP/dT分别为27，25，23的修正曲线做为我们的实验曲线。
为计算方便可采用下式来推算某一高温下的平衡压力。
P(atm)=B+mT/KP-平衡压力; B-截距m-斜率; T-绝对温度/K当T>1400K时 B=6500m=27当T>2200/K时B=10 000 m=5(四)石墨金刚石转变过程中动力学条件的分析石墨—金刚石的热力学研究表明，祗要温度和压力处于“金刚石的热力学稳定区”内，石墨就有转变为金刚石的可能，但实际情况并不如此理想。
例如，1935～1940年间P.W.Bridgman在室温和400 000atm和600℃，75 000atm，以及1956年H.T.Hall在约3000℃，100 000atm的超高压高温条件下都没有能由石墨直接制得金刚石，这些有力的例证告诉我们，动力学问题是极其重要的问题。
可是，在动力学条件的分析过程中，由于缺乏必要的数据及需要复杂的量子力学计算，其中最主要的原因应该是缺乏必要的数据，其次某些数据虽收集到，但非公认的。
根据这些数据我们做过一些计算，从计算所得到的结果来看还有问题，因此只能就有关问题做点定性说明，定量说明恐怕要在我们实验取得某些成效之后才有可能。
现在我们就根据log速度=常数―(PΔV*/RT)来讨论石墨→金刚石反应速度问题。
在未讨论这一问题之前，对上式的由来做一简要的推导。
根据近代碰撞理论可知，不是所有分子都能参加反应的，参加反应的只有活化分子碰撞形成活化络合物(即处于过渡状态)，这个络合物是不稳定的，它分解后可得到“生成物”对石墨—金刚石的转变过程来讲，可以下式表示。
CGr→C*Gr→CDiaC*Gr-过渡状态的活化分子假定C*Gr分解时浓度为C*则反应速度=C*/t，t为分解时间，因为，t=1/ν所以，反应速度=C*ν，C*=?按统计规律近似等于KT/hν式中: K-波兹曼常数 1.38×10-16尔格/度h-普朗克常数 6.55×10-27尔格/秘ν-振动频率C*’=C*(KT/hν)，C*络合物总浓度。
由此可求出反应速度=C*(KT/hν)×ν=KT/hC*C*=?为讨论方便起见，假定活化络合物和反应物之间有一平衡状态。
则K*=C*/CGr，K*活化络合物平衡常数C*=K*CGr代入上式即得反应速度=(KT/h)K*CGr，如果把它和通常的反应速度表示法比较反应速度=KrC则反应比速Kr为:K*=(KT/h)K*根据热力学定律得知，若令ΔZ*表示标准状态时，活化过程自由能的变化，则它与平衡常数K*问的关系为:ΔZ*=―RTlnK*K*=e―ΔZ*/RT代入上式即得，Kr=KT/he―ΔZ*/RT或KT/he―PΔV/RTΔV*表示活化络合物与石墨克分子体积差，即ΔV*=V*活化络合物―VGr最后将上式一变则为:Log速度=常数―PΔV/RT当其它条件不变时，增加压力对于反应速度是不利的，这是因为压力的增加对于庞大和开阔活化络合物的形成是不利的。
（五）石墨—金刚石转变过程的催化压力和温度是影响反应速度的重要因素。
石墨转变为金刚石只有在两种条件同时存在时才能实现。
据推测，在无触媒参与的条件下，这一转变过程的反应压力和温度必须不低于190 000kg/cm2和∽3900℃，这一推测的正确性已为实验所证实。
不过目前要得到这样高的压力和温度的设备是非常困难的。
为了解决这一难题，国外的研究者在人造金刚石晶体生长技术方而进行了不少工作。
他们的研究结果充分表明，在较低的温度(1200～2400℃)和压力(50 000～100 000atm)的条件下，几分钟内是能够制得金刚石的，不过需要加入触媒剂。
十分明显，触媒在这一转变过程中是非常重要的。
在目前我们所设计的61型、62型超高压高温设备所能达到的压力(75 000atm)和温度(1200～2000℃)的范围则更具有其现实意义。