您好, 歡迎來到化工儀器網(wǎng)
人造鉆石往事，一場關(guān)于高溫高壓裝置大壓機技術(shù)的較量
“鉆石恒久遠，一顆永流傳"，一直被視為奢侈品的寵兒，在婚戀旺季的春節(jié)期間，象征愛情的鉆戒也賣不動了。人造鉆石的崛起，憑借超出天然鉆石的純凈品質(zhì)，得到世人青睞，與培育鉆石息息相關(guān)的高溫高壓（活塞圓筒）裝置也迎來了爆發(fā)。
鉆石，是由金剛石打磨而成的一種寶石，是目前已知最硬的超級磨料，在精密加工材料（玻璃、陶瓷、合金）、建筑切割打孔、電子元器件、軍需用品等領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。例如，在一戰(zhàn)期間發(fā)明的碳化鎢工具成為加工軍需用品的主要刀具，而當時天然鉆石是可以加工碳化鎢刀具的材料，工業(yè)用鉆石在戰(zhàn)爭期間需求井噴。
強勁需求與稀缺產(chǎn)量之間的矛盾，使得研究合成人造鉆石勢在必行。要想在實驗室里長出鉆石，如何提供其相應(yīng)的生長條件，高溫高壓裝置是關(guān)鍵
早在1941年，美國GE公司開始大規(guī)模研究高溫高壓合成人造鉆石技術(shù)，彼時的中國進行艱苦的戰(zhàn)爭。1954年，美國人Hall通過自制的碳化鎢壓缸2個頂錘的“兩面頂"壓機裝置，意外地合成出亮晶晶的物質(zhì)，經(jīng)X光繞射分析，證實為鉆石。從此開啟了合成人造鉆石的新世界大門。
此后，美國逐步掌握了“兩面頂"、“四面頂"、“六面頂"及“八面頂"高溫高壓裝置技術(shù)。雖然美國占據(jù)高溫高壓裝置技術(shù)的先發(fā)優(yōu)勢，但中國憑借舉國體制和后發(fā)優(yōu)勢，在該領(lǐng)域快速發(fā)展。
新中國成立初期就非常重視工業(yè)鉆石的生產(chǎn)，鉆石合成技術(shù)擺在國防工業(yè)重要位置上。1960年，機械工業(yè)部與地址工業(yè)部開始研究人造鉆石的制造技術(shù)，代號121課題組。1963年12月，中國通過兩面頂壓機成功合成了人造鉆石，成為當時5個掌握人造鉆石技術(shù)的國家（美國1955年，英國1957年、蘇聯(lián)1958年、日本1962年）
1965年8月，中國鉸鏈式六面頂人造鉆石合成專用壓機研制成功，而當時美國走的是拉桿式六面頂壓機技術(shù)路線。中國的鉸鏈式六面頂壓機方案，擁有準靜水壓性好、溫度壓力場均勻、樣品尺寸大等優(yōu)勢。為日后國產(chǎn)高溫高壓裝置自主創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。如今，中國人造鉆石產(chǎn)能占據(jù)世界總產(chǎn)量的90%以上，這一成就與鉸鏈式六面頂壓機的大規(guī)模使用密不可分。
與鉸鏈式六面頂壓機出生于同一時代的八面頂壓機，在美國快速發(fā)展起來，八面頂壓機的不同之處在于8個碳化鎢合圍而成，由于球分割型和立方型八面頂壓機都需要依賴外部壓機施加壓力，因此通常稱呼這類八面頂壓機為二級增壓單元，這一結(jié)構(gòu)設(shè)計一直延續(xù)到今天。
在2006年以前，國內(nèi)對二級增壓裝置的應(yīng)用基本為0，倘若西方國家在該領(lǐng)域進行禁售斷供，無疑影響中國高壓科學研究進程。因此，開發(fā)有中國特色的八面頂大腔體壓機成了當時中國高壓學界的迫切需求。
2013年，位于九省通衢武漢市的湖北洛克泰克儀器股份有限公司成立，創(chuàng)始團隊堅持高溫高壓裝置國產(chǎn)化初心，提供從設(shè)備到附件，及耗材的完整產(chǎn)品線，研發(fā)生產(chǎn)活塞圓筒壓機、大腔體壓機設(shè)備，國內(nèi)市場高溫高壓設(shè)備制造的空白，滿足了國內(nèi)相關(guān)科研工作者的需求，也打破了國外設(shè)備的壟斷局面。
其高壓設(shè)備可以達到20Gpa、2000℃以上，能夠在較長時間內(nèi)實現(xiàn)溫度與壓力的自動調(diào)節(jié)，可以更精密地控制實驗條件，提供穩(wěn)定可靠的壓力與溫度實驗環(huán)境。