百阅街 行业动态 怎样才能人工合成金刚石

怎样才能人工合成金刚石

1976年6月30日,我国试制成功人造金刚石。今天,我们就来谈谈,怎样才能人工合成金刚石!

在自然界里金刚石是很稀少的,更不用说是大颗粒的金刚石了,因此世界各国都把发现特大金刚石(100克拉左右,1克拉折合0.2克),当作“奇宝”载入史册。不久前我国山东省临沭县发现的“常林钻石”,称得上是世界上罕见的特大金刚石之一。由于金刚石具有极强的折光性质,所以它在日光下看上去,真是五光十色,光彩夺目,再加上金刚石很硬、很稀少,所以十分珍贵,人们很早就把它作为装饰的珍品。

怎样才能人工合成金刚石?

天然金刚石既然是碳元素在地壳内部的高温条件下,受到极髙压力而变成的,那么,能不能人为地创造高温髙压的条件,把便宜的石墨变成昂贵的金刚石呢?人们开始了实验,可是要同时获得很高的温度和很高的压力,却是一件十分困难的事,所以在几十年的时间里,试验一直没有成功。

到了1954年终于合成出了人造金刚石,后来很快就在工业上大量生产了。‘人造金刚石和天然金刚石一样,具有许多有用的特性,譬如金刚石是赫赫有名的硬骨头,它在已发现的矿物中可算是硬度的“绝对冠军”了,如果把镶嵌有金刚石的钻头来钻探地下宝藏,不但经久耐用,而且钻探速度比普通合金钻头高几倍;用它做成的拉丝模,可以用来拉出比蜘蛛丝还细的钨丝、钼丝等金属丝,拉出的丝的表面很光滑,一个金刚石拉丝模,抵得上250个硬质合金拉丝模的寿命。金刚石的用途还多着哩,靠开采自然界里埋藏的金刚石根本不能满足要求,所以许多国家都在发展人造金刚石的工业生产。

目前,人造金刚石的合成方法大致可分为三种:

第一种是静压法,它是把石墨原料和金属装在一个腔体内,放在上万吨的大压机里,通电加压合成的。因为石墨要在很高的温度和压力碳原子才能重新“排队”,转变成金刚石。如果在石墨里加一点其他金属,如铁、镍等作为“熔剂”,就能帮助碳原子重新“排队”,这样在5万-10万个标准大气压、1200-1300℃下,石墨就变成了金刚石;

第二种是爆炸法,在石墨中加入硝化甘油等炸药,放在密封容器中,通电使炸药爆炸,产生高温高压,使石墨变成金刚石;

第三种方法叫做晶种法,就是在石墨里预先加入一颗小金刚石晶体作为“种子”,在高温高压下,使石墨粉或金刚石粉熔化,然后在晶种上逐渐长大。

根据金刚石晶体颗粒的大小,一般把它分成三个等级:颗粒小的叫做磨料级;大颗粒的叫做宝石级;介于两者之间的叫做钻头级。爆炸法得到的是磨料级的金刚石;晶种法可获得宝石级大颗粒金石,人们用这种方法已得到了5毫米大的金刚石。当前世界各国工业生产中主要采用的方法是静压法,得到的金刚石绝大多数是属于磨料级的,粒度在0.1-1毫米。

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作者: 百阅街

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