1工艺设计

　　依据通过对合成理论的学习和长期的合成生产实践观察印证，我们知道金刚石晶体生长发育是沿着石墨和触媒金属的接触点（面）并主要向石墨侧生长和发育的，只有少部分晶体沿触媒方向生长，且相当部分的触媒金属并未参与反应。如果仅从催化理论的角度来说，触媒材料的物理形状与金刚石转化反应及晶体质量的关系并不太大。由于考虑到石墨向金刚石转化过程中，石墨和触媒金属的互溶互渗以及石墨必须易于溶解的原则，因此我们在进行选材和组装形式设计时，应尽可能增大反应腔体中石墨和触媒金属的接触面积。增大反应腔体中石墨和触媒金属的接触面积，可以采用的方式及其特点如下：

　　（1）扩大合成反应的腔体，此方式受限于设备（主要是压机）能力。

　　（2）在不改变合成腔体前提下，增加组装料，如采用薄触媒片、碳片，长方体块等，经业界几年生产实践，成效并不明显，尤其是在高强料合成方面。

　　（3）使用粉末合成材料，可以极大提高石墨和触媒金属的接触面积，此方法正处于试验和试生产阶段，将有可能是一种很有前途的方法。

　　本试验采用粉末材料合成36腔体人造金刚石，并对试验工艺进行了分析。

　　2试验情况

　　（1）设备6X1500T铰链式六面顶压机，缸径440，微机控制。

　　（2）合成材料a）粉末成型棒（GNi Fe：GC=28：72，GFe：GNi=70：30），密封包装，北京有色金属研究院等单位联合研制。

　　b）叶蜡石复合粉压块（白云石套管）及其相应配件，北京门头沟产。

　　（3）复合块焙烧工艺复合块的焙烧采用低温长时间工艺。

　　（4）合成工艺试验采用了延长第一次暂停时间，慢升压，动态补压和非恒功率加热技术。合成工艺参数，升温升压工艺。（注：加热电流I以合成棒观测为依据，利用压机加热曲线进行设定和调整，合成压力则以液压表的示值表示。）（5）试验结果汇总2台压机两个多月共合成有效块（次）数2226，总产22171克。

　　简要说明：①金刚石单晶粒度高度集中，并呈现典型的双峰值40/50（41.4）、50/60（37.7），高强料15kgf以上比例较高（45.3），I型料所占比例较低（8.5），单产较高（49.8ct/块）。②晶体呈淡黄绿色，晶形以六面体居多。完整晶形比例高，所含气泡裂纹、包裹体及杂质少，透明度较高。

　　4试验分析和讨论

　　（1）实验结果分析我们可以看出，粉末材料合成效果具有以下几个突出特点：a）金刚石单晶粒度相当集中，40/4560/70粒度达到89.9，即使是40/4550/60也达到了79.

　　1（我厂片状材料一般在5265左右）。粒度的集中，尤其是粗粒度的集中，保证了较高的单产。

　　b）金刚石单晶料的质量构成发生了很大变化，完整晶形比例高，高强料大幅增加，15kgf级以上的料，已经占到了整个产量的45.3，10kgf级以上料更占到了产量的69.3（片状一般在22-38），另一个方面，I型料显著减少，只占到了产量的8.5（片状一般占到时48-62）。

　　c）单产增加约12c，t增幅约28.

　　那么，与片状材料合成相比，为什么粉末材料合成效果要理想得多呢业界专家方啸虎等认为，这主要是由于两种材料合成