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人造鉆石往事，一場(chǎng)關(guān)于高溫高壓裝置大壓機(jī)技術(shù)的較量
“鉆石恒久遠(yuǎn)，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(dòng)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(lái)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(jí)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(dāng)時(shí)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(zhēng)期間需求井噴。
強(qiáng)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(shì)在必行。要想在實(shí)驗(yàn)室里長(zhǎng)出鉆石，如何提供其相應(yīng)的生長(zhǎng)條件，高溫高壓裝置是關(guān)鍵
早在1941年，美國(guó)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(shí)的中國(guó)進(jìn)行艱苦的戰(zhàn)爭(zhēng)。1954年，美國(guó)人Hall通過(guò)自制的碳化鎢壓缸2個(gè)頂錘的“兩面頂"壓機(jī)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(shí)為鉆石。從此開啟了合成人造鉆石的新世界大門。
此后，美國(guó)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(guó)占據(jù)高溫高壓裝置技術(shù)的先發(fā)優(yōu)勢(shì)，但中國(guó)憑借舉國(guó)體制和后發(fā)優(yōu)勢(shì)，在該領(lǐng)域快速發(fā)展。
新中國(guó)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(guó)防工業(yè)重要位置上。1960年，機(jī)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(hào)121課題組。1963年12月，中國(guó)通過(guò)兩面頂壓機(jī)成功合成了人造鉆石，成為當(dāng)時(shí)5個(gè)掌握人造鉆石技術(shù)的國(guó)家（美國(guó)1955年，英國(guó)1957年、蘇聯(lián)1958年、日本1962年）
1965年8月，中國(guó)鉸鏈?zhǔn)搅骓斎嗽煦@石合成專用壓機(jī)研制成功，而當(dāng)時(shí)美國(guó)走的是拉桿式六面頂壓機(jī)技術(shù)路線。中國(guó)的鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C(jī)方案，擁有準(zhǔn)靜水壓性好、溫度壓力場(chǎng)均勻、樣品尺寸大等優(yōu)勢(shì)。為日后國(guó)產(chǎn)高溫高壓裝置自主創(chuàng)新奠定了基礎(chǔ)。如今，中國(guó)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?zhǔn)搅骓攭簷C(jī)的大規(guī)模使用密不可分。
與鉸鏈?zhǔn)搅骓攭簷C(jī)出生于同一時(shí)代的八面頂壓機(jī)，在美國(guó)快速發(fā)展起來(lái)，八面頂壓機(jī)的不同之處在于8個(gè)碳化鎢合圍而成，由于球分割型和立方型八面頂壓機(jī)都需要依賴外部壓機(jī)施加壓力，因此通常稱呼這類八面頂壓機(jī)為二級(jí)增壓?jiǎn)卧?，這一結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)一直延續(xù)到今天。
在2006年以前，國(guó)內(nèi)對(duì)二級(jí)增壓裝置的應(yīng)用基本為0，倘若西方國(guó)家在該領(lǐng)域進(jìn)行禁售斷供，無(wú)疑影響中國(guó)高壓科學(xué)研究進(jìn)程。因此，開發(fā)有中國(guó)特色的八面頂大腔體壓機(jī)成了當(dāng)時(shí)中國(guó)高壓學(xué)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(tuán)隊(duì)堅(jiān)持高溫高壓裝置國(guó)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(jī)、大腔體壓機(jī)設(shè)備，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)高溫高壓設(shè)備制造的空白，滿足了國(guó)內(nèi)相關(guān)科研工作者的需求，也打破了國(guó)外設(shè)備的壟斷局面。
其高壓設(shè)備可以達(dá)到20Gpa、2000℃以上，能夠在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)溫度與壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)，可以更精密地控制實(shí)驗(yàn)條件，提供穩(wěn)定可靠的壓力與溫度實(shí)驗(yàn)環(huán)境。