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郑州华晶金刚石股份有限公司

热爱可抵岁月漫长 人造金刚石奠基者----王光祖

关键词 人造金刚石 , 王光祖|2021-07-20 10:28:12|来源 中国超硬材料网
摘要 金刚石是什么?金刚石其实是一种由碳元素组成的矿物,是目前在地球上发现的最坚硬的自然物质。这个我们从它的名字“金刚石”就可以看得出来,金刚石不仅硬度大,并且美丽且透明,在很多领域都可...

       金刚石是什么?金刚石其实是一种由碳元素组成的矿物,是目前在地球上发现的最坚硬的自然物质。这个我们从它的名字“金刚石”就可以看得出来,金刚石不仅硬度大,并且美丽且透明,在很多领域都可以看到它们发光发热的身影。但是,天然金刚石的产量毕竟有限,随着科技的进步,需要金刚石的地方也越来越多。为了满足对金刚石的需求,探索人造金刚石之路就是必然的一步。

       为了更好地了解我国人造金刚石的发展史,中国超硬材料网记者一行人怀着激动地心情,拜访了我国人造金刚石行业的奠基者----王光祖老师。

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中国第一颗人造金刚石研制者——王光祖

       7月5日的早上,阳光正好,中国超硬材料网记者驱车到达王老师家楼下。深呼几口气,按捺住激动地心情,轻轻地扣响了王老师的家门。走进家门,映入眼帘的是王老师的钻石赞,钻石赞全文以四字四字的词语,简短而有力的写出了钻石的特点和作用。

       “你们来了啊?”正在我们在专心阅读《钻石赞》时,一句亲切的问候传入我们的耳朵,转头寻找声音的来源,我们看到了一位身穿蓝色短袖、黑色长裤、带着一副金丝眼镜的老者。朴素且亲切,这是我们对王老师的第一印象。

       当我们向王老师表明来意时,王老师显得很惊讶,没有想到我们会对他们当年的经历感兴趣,提到当年的钻研过程,王老师的眼睛中流露出坚定的光芒,嘴角微微翘起,显得甚是喜悦。

       人造金刚石的诞生

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       伴随着王老师缓慢而又低沉的语调,我们仿佛也被带入了那个努力探索的年代。20世纪60年代初,北京打响了人造金刚石战役的第一枪。当时的中国,面临着国际上的技术封锁,要想解开人造金刚石的神秘面纱,只能靠自己埋头钻研。“可我当时学的是化学,哪里懂得怎么造金刚石啊。”王老师笑了笑,摇了摇头,讲到:“当时大家都不知道那个金刚石怎么造,也都没见过。可是既然我们接到了这个任务,那么我们就必须把它攻克。”

       1960年10月,国家下达了121研究任务。当时正值国家三年自然灾害的艰苦岁月,面临重重困难,大家并没有气馁,而是在“自力更生、艰苦奋斗”的精神的鼓舞下,决心啃下这块硬骨头。我们就在缺乏技术资料,人力单薄的情况下,开始了这场没有硝烟的战斗。由于当时没有懂这方面的专家,我们只能靠自己查阅国家图书馆和情报专刊室的所有资料,对当时已发表的有关金刚石的10条相变曲线,做了逐个分析,总结出了经验公式和石墨金刚石平衡曲线,写出了《人造金刚石合成工艺理论基础》,并以此为依据展开了实验研究。经过失败、改进、再失败、再改进的艰苦探索。终于于1963年12月6日晚,在北京通用机械研究所高压实验室里,在我国自行设计与制造的“61”型两面顶超高压装置上迎来了胜利的曙光。在一组编号为“第32次”的实验中,合成棒上出现了闪闪发亮的黄绿色神秘晶体,用这种晶体划玻璃时,能听到清脆的吱吱声,这声音就是金刚石降临华夏大地的信号。经过几天严谨的化验分析,终于确定,本次试验产生的黄绿色神秘晶体,就是金刚石。至此,中国第一颗人造金刚石在北京诞生。

       第一台六面顶压机诞生

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郑州三磨所

       为了继续扩大成果,过渡到生产上去,中华人民共和国第一机械工业部下达了六面加压用液压机试验研究品试制计划的通知。“这次任务的下达,三磨所将我们调令到济南进行工作。”王老师讲到:“6x6MN六面顶压机制造安装投入运行后,压机的同步问题、对中问题、管接头去的漏油问题、工作应缸的密封问题、液压系统中各种阀件不正常运行问题、放炮问题等技术难题一一摆到了我们面前。其中放炮是令人最头痛的。真是困难重重、通途崎岖,不身临其境,是体会不到的。面对如此多的技术难题,谁来解决呀!显然,落到我们攻关团队成员的肩上!”

       三磨所党委书记,专程从郑州到济南第一台饺链式六面顶压机攻关现场来看望几个远离单位的“体官兵”。当他知道我们用智慧,用辛劳在攻战“放炮”技术难关取得初步成效时,他非常高兴给我们颁发一个大奖。你们知道这个大奖是什么吗?王老师问了问我们,“哈哈哈哈,你们肯定猜不到,奖品是一碗烩面。在那个物质很不宽裕的年代里,就是这么一碗烩面,让我们几个受宠若惊,心潮澎湃,憾概万千,时至今日,记忆犹新呀!多么美好的往事呀!”看着眼前这个因为一碗烩面而感动的老者,王老对超硬行业的热爱让我们每个人感动。

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       磨料磨具磨削研究所与铸造锻压机械研究所合作于1964年4月开始设计,1965年8月制造安装完成,从而我国第一台六面顶压机诞生。该压机的诞生开创了我国超硬材料发展的新局面,为超硬材料行业的形成、发展、壮大做出了重大贡献。

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中国第一台铰链式六面顶金刚石合成压机

       吹响大型化的号角

       第一台铰链式六面顶压机制造成功,引起了国家的重视和关注。在“压机一响,黄金万两”的诱惑下,一两台压机的小作坊和几台压机的小型企业,不远千里,长途跋涉,不辞劳苦到金刚石“圣地”郑州来取经,真是热闹!为了更好的将压机技术传播出去,三磨所金刚石服务小分队,主动走出去到兄弟单位上门送经。“凭借着这个机会啊,我有幸去了咱们国家的大山南北,也结识到了很多不同性格的行业人士。我可以非常自豪的说,我不辱使命,把咱们三磨所的真经都送出去啦。”说到这里,王老师又是爽朗的哈哈一笑。看着面前这个年过八旬的老人喜笑颜开的面容,我们也不禁被他老人家对超硬行业的热情所感染。

       “你们以为这样就万事大吉啦,没有呢。”王老师哈哈一笑,卖了关子后,继续讲到:“1969年6月,我的团队根据合成棒直径扩大不仅有利于单产的增加,更重要的是产品品质也随着提升。根据这一实验结果,在给第一机械工业部申报的‘人造金刚石大晶体的研究装置报告中’,率先明确提出试制6x25MN铰链式六面顶压机的设想。报告送到部后,沈鸿副部长问到:“我们现在国际上六面顶压机都有多大的吨位?”我们回答道:“2700/16,200吨门的立方饺链构成的压机。”

       可是,在当时赶超世界先进水平思潮的影响下,沈鸿副部长讲:“既然国际上都有了2700/16,200吨,那我们的6x25MN的压机就不要搞了。”于是,沈鸿副部长大笔一挥,将6x25MN改成6x50MN。该装置由磨料磨具磨削研究所与铸造锻压机械研究所共同设计,由北京二通机械厂制造。1974年安装在磨料磨具磨刊削研究所,标志着我国超高压高温装置大型化迈出的大胆步伐。由于大直径硬质合金顶砧质量问题,致使上述设想末未能实现。虽然这次尝试失败,但却吹响了向大型化的号角,指明了粗颗粒、高强度金刚石工业化的生产方向。”

       超硬行业发展方向

       当提到超硬行业未来发展时,王老师指出:“目前来说,我国压机的尺寸已经完全可以满足日常的工作需要,我们不应只是一昧的停留在追求压机大的这一步,而是应该向压机小型化这个方向多思考思考,要多在工艺上下功夫,提高工艺技术,打破高端产品依赖进口的垄断局面。同时也要在CVD方面进行探索。”

       王老师指出:“金刚石作为新一代半导体材料,在前沿科技发展中扮演着重要角色。金刚石在半导体、辐照探测等前沿科技领域的应用作为抢占国际科技竞争制高出点的桥头堡,必须是关注的重点。在金刚石半导体器件的应用中,可控掺杂技术,也是至关重要的。目前,金刚石的p型掺杂技术相对比较成熟,而金刚石的n型掺杂技术问题暂无理想的解决方案。

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中国材料研究学会超硬材料及制品专业委员会成立大会

         王老师强调:“虽然目前中国是世界上三大培育金刚石主产国之一,但中国企业制备金刚石采用的主流技术是HPHT,而更加适用于高质量、大尺寸金刚石制备的MPCVD技术使用比率较低,这个局面期待尽快改变。”

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王光祖教授在郑州市新材料产业集聚区揭牌暨项目签约仪式上讲话

        “金刚石行业是个永不退步的行业,随着科学的发展,该行业会越来越重要,这是由金刚石本身的特点决定的。我热爱超硬行业,热爱这个永不退步的行业,因为爱,热情的为她,奉献了半个多世纪的宝贵年华;因为爱,与她携手走过了六十多个美好的春夏秋冬。超硬行业是需要你们这些年轻的人的,现在这个时代是你们年轻人的时代,加油,好好干,超硬行业的未来就看你们啦。”说道此处,王老感慨的拍了拍我们的手背,目光中透露出的期望,像钻石的光芒那般闪亮。

       闪耀的钻石人生

       人活着要有意义,人的一生很短。保尔柯察金有句话是这么说的:“人最宝贵的是生命,生命对每个人只有一次。人的一生应该这样度过:当他回首往事的时候,不因虚度年华而悔恨,也不因碌碌无为而羞愧。这样,在临死的时候,他就可以说:“我的一生都献给了世界上最壮丽的事业----为人类的解放而斗争。”王老师深情的讲到:“保尔柯察金他的这句话感动了我,也激励了我,回望我自己的一生,我感觉这一辈子很骄傲,没有虚度。”

        经过一上午和王老的交流,了解了那个年代许多不为人知的感动。坐在车上,想起出门前,王老那个期许的目光和坚定的身姿,心里更是感慨万千。窗外阳光正好,仿佛和蒸蒸日上的超硬行业有异曲同工之妙。愿该行业所有人员都可和王老一样:“择一事,终一生,热爱可抵岁月漫长。”

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