金剛石粉末觸媒軟化水
『壹』 鎳鐵包覆石墨粉可以替代鎳鐵粉末觸媒粉產金剛石嗎
由於金剛石的晶體結構特殊，單純使用鎳鐵包覆石墨粉恐怕不能提供生成金剛石反應的空間條件。
『貳』 晶種觸媒法合成金剛石的原理及合成金剛石的後處理要做哪些工作
晶種觸抄媒法合成就是襲在觸媒里預置鑽石種子，通過施加溫度和壓力，讓碳源在能量激發態越過勢能壁壘，在觸媒金屬的溶液里，同時打開晶種外層空間電子層，使C-C鍵打開，越過勢能壁壘後的單質碳簇團，將在控制合適的溫度壓力下，向晶種K空間電子層位移動，並與晶種外層電子形成SP3雜化空間。通過一定時間的積累，晶種體積不斷擴大形成一定形態的金剛石。 晶種法合成的金剛石屬於大單晶范疇，後處理過程與傳統磨料級金剛石有很大不同。
『叄』 人造金剛石合成方法
人造金剛石取得成功的方法有許多種，現將具有代表性的幾種分類列舉如下：
碎岩工程學
靜壓觸媒法是國內外工業生產上應用最廣泛的方法。人造金剛石的絕大部分（約99%）都是用這種方法生產的。爆炸法在某些國家被應用於金剛石微粉的生產，生產量佔1%左右。
化學氣相沉積（Chemical Vapour Deposition，CVD）薄膜生長法，近年來開始了工業應用。其他一些方法，目前還處於試驗研究階段。
一、碳的相圖
1.相圖上的區域劃分
前人根據實驗結果，加上一定的計算和外推，得到了碳的經驗相圖，即p-T圖，如圖2-8-4所示。
圖2-8-4 碳的相圖
圖中Ⅰ區是石墨穩定區，金剛石形成以後，也可以在這個區域所表示的壓力溫度條件下存在，但不如石墨在這樣的條件下那麼穩定，故稱為金剛石的亞穩區；Ⅱ區是金剛石穩定區和石墨的亞穩區；Ⅲ區是觸媒反應區，石墨在觸媒的作用下，在這個區域所示的溫度壓力條件下可轉變成金剛石；Ⅳ區中只有石墨能存在，Ⅴ區中只有金剛石存在；Ⅵ區是碳的金屬相區，比金剛石更緻密15%～20%，具金屬性質；Ⅶ區為碳的液相區。
2.石墨-金剛石相平衡曲線
石墨與金剛石穩定區的分界線，即AB曲線，習慣上常常被稱為石墨-金剛石相平衡曲線。AB曲線可以用式（2-8-4）所示的經驗公式表示。對應於AB曲線的p、T條件見表2-8-3。
碎岩工程學
式中：T為溫度，K；pn為對應於T時的平衡壓力，MPa。
當T＞1200～2200K時，a=650，b=2.74；當T＞2200～3200K時，a=1000，b=2.53；當T＞3200K時，a=1750，b=2.33。
表2-8-3 平衡曲線上p與T邊界值
圖2-8-5 幾種觸媒的「V」形合成區
3.合成金剛石的壓力溫度條件
合成金剛石的壓力溫度條件，因觸媒金屬的種類不同而異。圖2-8-5是幾種觸媒金屬用間接加熱法合成金剛石的壓力和溫度范圍。從圖中可以看出：
每種觸媒相應有一個「V」形合成區。各個「V」形區的高溫側界線都與相平衡線走向一致；而每個「V」形區的低溫側界線，是該觸媒與石墨的共晶溫度。例如用Ni金屬時，可能的溫度下限與Ni-石墨的共晶溫度曲線（圖中虛線所示）是一致的。「V」形區的下角，表示合成金剛石所必需的最低壓力溫度條件。部分觸媒所需相應的最低壓力溫度條件，見表2-8-4所列。
表2-8-4 幾種觸媒合成金剛石所需的最低p、T條件
二、靜壓法（靜態超高壓高溫合成法）
1.靜壓觸媒法
靜壓觸媒法是指在金剛石熱力學穩定的條件下，在恆定的超高壓、高溫和觸媒參與的條件下合成金剛石的方法。就是以石墨為原料，以過渡金屬或合金為觸媒，用液壓機產生恆定高壓，以直流或交流電通過石墨產生持續高溫，使石墨轉化為金剛石。轉化條件一般為5～7GPa，1300～1700℃。
該方法是傳統的高壓高溫合成法，至今已有40多年的歷史。它還在繼續發展和完善中。國內外都在致力於高壓設備和加熱方法的改進，以及碳素原料和合金觸媒的研究。
靜壓觸媒法合成金剛石的工藝程序大致分為以下三個階段：①原材料准備：（石墨、觸媒、葉蠟石的選擇，加工與組裝）階段；②高壓高溫合成（p、T、t參數，控制方法與設備）階段；③提純分選與檢驗（原理、方法、標准、儀器）階段。
2.靜壓直接轉變法
所謂靜壓直接轉變法，是指沒有觸媒參與下的靜壓法。由於不用觸媒，因而需要更高的壓力和溫度條件，對壓機提出了更高的要求，這也正是它不能用於工業生產的原因。
三、動壓法
爆炸法合成金剛石是利用烈性炸葯爆炸時所產生的沖擊波直接作用於石墨，或由該沖擊波驅動一塊金屬板以高速撞擊石墨，在幾微秒的瞬間得到幾十萬個大氣壓和幾千攝氏度的高溫，從而使石墨轉變為金剛石。產品為幾個納米到幾十微米（一般為5～20nm）的細小多晶體。結晶缺陷嚴重、脆弱，可作為研磨膏或者製造燒結體的原料。納米金剛石的用途還有待研究開發。
爆炸法的葯包組裝有多種方式，常用的一種裝置是單飛片裝置，圖2-8-6為其示意圖。圖2-8-7為一種鼠夾式平面波發生器的示意圖。其爆炸過程是：雷管和導爆頭引爆炸葯條驅動鐵板條，鐵板條與平板炸葯之間有一個α夾角，其作用是在葯頭引爆後，使各個部分同時撞擊在平板炸葯上，激發平板炸葯起爆。平板炸葯的爆炸驅動鐵板，引起「面起爆」。主葯包受平面波激發起爆後，就驅動飛片（圖2-8-6），摧毀支架並以每秒幾千米的速度打擊在石墨碳源上，產生高壓高溫，石墨即在幾微秒內，部分轉化為金剛石，然後經化學處理精選出金剛石。
假若碳源不用石墨而改用球墨鑄鐵或者普通生鐵，鐵就能起到觸媒作用，促使其中的碳變成金剛石。
圖2-8-6 單飛片爆炸回收裝置
圖2-8-7 飛片法爆炸組裝示意圖
有人認為，爆炸法轉化率低的影響因素很多，主要是由於爆炸產生的沖擊波作用在石墨上的時間太短（僅幾微秒），也就是合成壓力迅速消失，但在絕熱壓縮過程中所產生的高溫的散失則慢很多，所以已轉變成的金剛石的一大部分又會在高溫、低壓條件下石墨化。如果能加快石墨原料的散熱與冷卻，將能提高其轉化率。例如用含有石墨小包裹體的觸媒金屬塊作為原料，由於金屬比石墨難以壓縮，壓縮波通過時，沒有像石墨那樣熱起來，造成了石墨包裹體的猝滅。這種猝滅作用使得在沖擊壓縮過程中形成的金剛石在隨後的卸壓、膨脹過程中得以保存下來，產量大大提高。此外，水下爆破能加速這種散熱作用。
爆炸法的優點是不需要貴重設備，單次產量高，每次使用15kg炸葯（TNT40%+黑索金60%）可生產約120克拉的金剛石微粉（轉化率約為1%～3.5%），缺點是，溫度壓力不好控制，尤其無法分別控制溫度和壓力，並且樣品提純手續繁瑣。
四、亞穩態生長法
亞穩態生長法是在金剛石亞穩區的壓力溫度條件下的生長方法。這種方法不需要高壓，往往是在常壓或負壓（真空）下進行。所謂外延生長是指由碳源解離出的一個個碳原子在預先提供的晶格上（或其他基體表面上）不斷沉積，使晶體逐漸長大，而不需要形成新晶核。
1.低壓下的薄膜生長法
使含碳的氣體分子（例如CH4）在負壓下被加熱分解游離出碳原子，在金剛石籽晶或其他基底材料的表面上外延生長，壓力稍低於一個大氣壓，溫度1000～1500℃。裝置見圖2-8-8。其反應原理為：
圖2-8-8 汽相外延生長裝置示意圖
碎岩工程學
在CH4中加入足夠數量的H2，有利於防止石墨結晶的副反應發生。
這種方法設備費用低，生長緩慢，生長率約為0.1μm/h。快者可達10μm/h，最快250μm/h，在晶體振動條件下，生長率可提高100倍。
2.常壓高溫合成法
有人認為，金剛石是碳與微量金屬雜質所形成的、有缺陷的同晶型化合物或固溶體，換言之，金剛石是固溶雜質引入碳晶格後的產物。根據這一認識，提出了常壓合成法。將無定形碳和某些過渡金屬按一定比例（2∶1∶1.5）混合，置於Al、Li或Zn熔融體中，加熱至1400～1800℃，保溫30min，然後經過4h緩慢冷卻至室溫，可得到八面體金剛石。
『肆』 金剛石合成用原材料
靜壓觸媒法合成金剛石用的原材料，主要包括以下三種：作為碳源的石墨；作為觸媒的過渡金屬及其合金；作為傳壓和密封介質的葉蠟石。
一、石墨
（一）石墨的主要性能
碳屬於元素周期表第Ⅳ族元素，原子價為4，原子量為12.011。碳的基本結構形式有無定形碳、石墨和金剛石三種。無定形碳經過石墨化過程，也可作為合成金剛石的碳源。
實踐證明，不管有無觸媒的參與，石墨都能轉變為金剛石，只是使用的壓力和溫度的高低不同而已。
石墨和金剛石的晶體結構截然不同，但又存在密切的內在聯系。這種內在的聯系及碳原子之間的相互作用，是實現石墨向金剛石轉變的根本原因。不同的石墨材料合成金剛石的效果也不一樣，有的甚至差別很大。因此了解石墨材料的結構、性能及其與人造金剛石晶體生長的質和量的關系是十分必要的。
石墨有許多優異的物理機械性能，下面對一些主要性能加以扼要敘述。
1.物理和力學性能
（1）密度和氣孔率：石墨的理論密度為2.266g／cm3；用排液法測量出的石墨的密度，稱為真密度（D）；直接測量所得單位體積石墨的質量（其中包括氣孔），稱為假密度（d）。氣孔率G則定義為：
碎岩工程學
合成金剛石的過程中，碳源的密度越低，氣孔率越大，開口氣孔就越多，分散、溶解的速度就越快，從而有利於石墨向金剛石的轉變。為了控制合適的金剛石晶體的成核速度及生長速度，就必須控制氣孔率。
（2）機械強度和硬度：人造石墨的強度與其製造工藝條件以及所用原料有關。密度高的石墨，其機械強度亦大。一般其假密度在1.55～1.98g/cm3之間，其抗壓強度約為20～68MPa。石墨強度具有隨溫度上升而上升的特性：在2773K時，強度最高，比室溫下強度高一倍；2823K以上時開始蠕變，強度下降。這種特點使石墨作為一種耐高溫材料得到廣泛應用。機械強度和硬度高的石墨，壓縮性小。有利於壓力場的穩定，合成效果的重復性好。但機械強度和硬度太高說明石墨晶體結構不完善，基面滑移困難，合成效果會變壞。
2.熱學性質
（1）在常壓下，石墨不存在熔點，開始升華的溫度為3620K。石墨的晶體結構越完整（越接近理想石墨），升華溫度越高。高壓下，熔點在3773～4273K之間。
（2）熱導率 石墨具有較高的熱導率，且具有各向異性。天然單晶石墨沿層面的熱導率，較垂直於層面的約大3倍。多晶由於間界和氣孔等阻礙熱傳導，所以其熱導率小於單晶。在高溫下，多晶熱導率隨溫度上升而下降。導熱率高即導熱性能好，有利於減少合成腔體內的溫度梯度；降低合成時的壓力和轉變時結晶單元所需要的能量，使熱力學條件得到滿足；有利於合成粗顆粒金剛石和金剛石質量的提高。
（3）熱膨脹系數：石墨晶體的熱膨脹系數具有明顯的各向異性，晶體結構越完整，各向異性就越明顯。例如，單晶石墨的熱膨脹在700 K以內主要在c軸方向，而a軸方向反而有些收縮。
3.電學性能
石墨是良導體，主要是因為層面上存在離子π健，π電子起導電作用。單晶石墨的電阻率具有較大的各向異性；多晶石墨由於成型造成的各向異性，使其導電也表現出各向異性。人造多晶石墨的導電性能比單晶石墨差。石墨化度對電阻率的影響是很明顯的，石墨化度越高電阻率越小。
電阻率越小則石墨的導熱率越大，有利於溫度和壓力的傳遞，使金剛石的合成效果較好。但由於石墨本身既是合成金剛石的碳源又是發熱體，因此，電阻率的大小將直接影響合成金剛石的溫度場。為了有利於金剛石的生長和質量的提高，電阻率的大小必須能夠保證在合成工藝條件下，形成合適的溫度場。
目前，國內常用於合成金剛石用的石墨理化性能，見表2-8-5所列。
表2-8-5 人造金剛石用石墨的理化性能
此外，生產廠家對碳片厚度也要作嚴格控制。否則不但易造成材料浪費，而且嚴重影響合成棒的電阻，造成送溫功率和電流控制不準，影響合成效果。例如，φ23 mm、厚度1 mm的碳片，尺寸應控制在φ23-0.5×1±0.07 mm，且直徑為22.5 mm的碳片所佔比例不能超過15%。
（二）石墨材料的選擇原則
為了獲得質量好、產量高的金剛石產品，對所用石墨材料需要進行選擇。不同的研究者和用戶提出了不同的選擇原則：按照不破鍵的結構轉化觀點，要求石墨結晶完整、晶粒大、純度高；按照有溶解擴散過程的重鍵性轉變觀點，對晶粒大小沒有要求，石墨化度也不要求越高越好，而是要求適當高（比如80%～90%）；從催化角度出發，要求有害雜質盡可能少，有益雜質（如適量的Ni、Co等）可適當存在。
在實際生產中，合成不同品種的金剛石，所需要的石墨材料並不完全相同。但是，在選擇石墨材料時，至少有以下幾條原則是需要共同遵守的（參見表2-8-5的標准）：
（1）較高石墨化度（90%左右）；
（2）較高密度，有一定氣孔率，且氣孔分布均勻（28%）；
（3）純度高，有害雜質盡可能消除，灰分在0.02%以下。
二、觸媒
（一）觸媒材料種類
用於石墨轉變成金剛石的觸媒材料相當多，大致可分為三大類。
1.單元素觸媒
周期表中第Ⅷ族元素及其鄰近元素，如Fe、Co、Ni、Ru、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Cr、Mn、Ta等。
2.合金觸媒
由上述元素構成的二元或三元合金，如常用的Ni-Mn，Ni-Cr-Fe，Ni-Mn-Co，Ni-Mn-Fe，以及Ni-Cr，Ni-Fe，Ni-Co，Co-Mn，Ni-Co-Fe等。當用不同的金屬適當搭配組成合金時，金屬的電子層結構就會發生某些改變，從而可以調節成鍵能力；同時，晶格結構也會適當改變，更加符合結構適應原理。此外，有限互溶的合金的熔點恆低於單組元的熔點，因此使用這類合金可以降低合成溫度。
3.協同觸媒
協同觸媒一般包含兩類組元，一類是有較多d-帶空穴的d區元素。另一類是d-帶已滿的ds區元素。兩者適當組合起來，能起催化作用，如Nb-Cu、Ti-Cu、Mo-Ag等。其中，Cu、Ag這些ds區元素起助催化劑作用，它可以轉讓一些d-電子給d-區元素，從而形成有d-帶空穴的合金結構。
（二）觸媒材料的選擇原則
選擇觸媒，應以實踐效果為根據，並以理論分析為指導。
從多年實踐看，Ni、Mn、Co、Fe、Cr等元素及其合金，是合成人造金剛石最基本、最有效的觸媒。其中添加Cu、Nb等元素，可賦予金剛石以特殊性能（如半導體特性）添加適量B、Ti則得耐熱性提高的黑色金剛石；添加少量V、W有利於顆粒長大。另外，可望成本低，易加工成型。國內曾經使用的觸媒主要有下列幾種：Ni70Mn25Co5，Ni40Fe30，Ni67Cr15Fe8，Ni70Mn30，Ni40Mn30Fe30B0.1～0.5。目前，最常用觸媒為Ni70Mn25Co5。美、英、德、俄等國也是使用鎳或鎳基合金觸媒。
研究者通過理論分析，提出了若干選擇原則，如：結構適應，能量適應，低熔點，合金組織單一，成本低等。現分別簡介如下：
根據結構轉化機理，提出的優選原則是：①結構對應——觸媒密排面上的原子與金剛石（111）面上的原子要對應，原子間距等於或接近於0.251 nm；②定向成鍵——觸媒原子要能使石墨層上的單號原子與它垂直成鍵，而成鍵能力強者較好。據此認為，Co最好，Ni次之。
根據多位催化理論，則有以下的兩項原則：①能量適應原則（電子結構適應原則）——觸媒具有d-帶空穴，能與C原子互相吸引。但吸附能力要適中（不是越強越好），符合相變能均分原理，E吸等於或接近於364 kJ/mol；②結構適應原則——觸媒晶體的幾何結構要與反應物石墨（而不是產物金剛石）結構相適應，即觸媒密排面上的原子間距，要等於或接近於石墨層上單號C原子間距，即d≈0.246 nm。考慮到吸附與解吸兩個步驟的綜合效果，認為Ni與Co的催化活性相比，Ni不比Co差。
除上述兩項（能量適應及結構適應）原則外，第三個原則是觸媒熔點要低。或者更准確地說，觸媒與石墨的共溶溫度要低，以便降低合成條件，延長抗高壓構件的壽命；第四個原則是合金組織單一原則。就合金的觸媒作用而言，固溶體優於化合物；單相固溶體優於多相固溶體。在合成過程中，合金組織要穩定，以不發生相變為好。
三、傳壓介質
在金剛石合成過程中，包裹試樣的容器稱為傳壓介質。
葉蠟石由於具有良好的傳壓性、密封性、電絕緣性、隔熱耐熱性以及易加工成型等性能，被廣泛用作傳壓介質。但是，就某一單獨性能而言，還有其他傳壓物質（如NaCl等）優於葉蠟石。
（一）葉蠟石
葉蠟石是具有四面體SiO2連續層狀構造的含水硅鋁酸鹽，分子式為：Al2［Si4O10］（OH）2或Al2O3·4SiO2·H2O。葉蠟石內部含有的結晶水，在高溫高壓下會析出、分解並引起一系列礦物的相變，從而對金剛石的合成效果產生較大的影響。因此，在合成金剛石前必須對葉蠟石塊進行焙燒。差熱分析實驗表明：葉蠟石在737K以後開始脫水；在823K開始脫出結晶水；1223K完全脫水。
葉蠟石常壓下的熔點為1673K。壓力提高到5～6GPa時，熔點升高到2273K以上。
在常壓常溫下，葉蠟石電阻率ρ=106～107Ω·m，隨著溫度、壓力提高，電阻率下降。
在合成條件下，ρ≈100Ω·m，仍能基本上滿足絕緣要求。但如果密封邊很薄，產生電旁路，將會對測溫熱電偶的熱電動勢產生干擾。
葉蠟石導熱率很低，且隨溫度、壓力改變不大，因此，能很好地起到絕熱作用。
天然葉蠟石塊性質差異很大，為了克服這一缺點，現在都採用葉蠟石粉末成型塊——將天然葉蠟石塊粉碎並混勻，重新壓製成型。葉蠟石粉末成型塊提高了穩定性，同時由於粉末內摩擦系數比天然塊小（2.5GPa下前者為0.25，後者為0.47），傳壓系數相應提高，從而可以降低壓機的使用噸位。
（二）其他傳壓介質
長期的實踐表明，用單一葉蠟石做傳壓介質有一些缺點，主要表現在：在高溫、高壓下，葉蠟石有相變，在壓力5.5～6.0GPa條件下，當溫度在1620～1720K時，葉蠟石中的結晶水促使葉蠟石相變成藍晶石加柯石英，其密度ρ=3.32 g/cm3，體積收縮率約是葉蠟石的12.6%。這種相變及伴隨著的體積收縮，使得保溫性能和傳壓性能變差，從而使合成腔內的金剛石生長環境產生較大變化，導致金剛石晶體質量不穩定。鑒於上述原因，現在正致力於尋找更合適金剛石和立方氮化硼生長的復合傳壓介質。例如，氯化鈉、白雲石、滑石等與葉蠟石組成復合傳壓介質。
1.氯化鈉
採用一個氯化鈉套管，裝在葉蠟石塊內組成復合傳壓介質。這種由低剪切強度材料氯化鈉和高剪切強度材料葉蠟石組合而成的傳壓介質，既保持了合成金剛石和立方氮化硼時所必需的密封性；又有良好的傳壓性和保溫性，且不產生有害氣體。因此，比用單一的葉蠟石介質更適宜金剛石和立方氮化硼的合成。這種復合傳壓介質有以下兩個優點：①減少了合成腔體中的軸向壓力梯度；②減少了合成腔體內的熱量外流。
2.白雲石
目前已經使用的套管，除了氯化鈉外還有將白雲石加在葉蠟石合成塊的內壁上。考慮到白雲石的內摩擦系數比葉蠟石小，因此將白雲石做成套管裝入葉蠟石腔體內側，有利於傳壓的均勻性。白雲石套管不起密封作用，只起保溫作用。白雲石與葉蠟石相比，熱膨脹系數大（是葉蠟石的3.4倍），熱傳導系數小（是葉蠟石的73.6%）；並且不含水，高溫、高壓下不發生相變。但白雲石較葉蠟石密封性能差，故只能做套管加在葉蠟石的內壁。
3.B型傳壓介質
B型傳壓介質是葉蠟石和周期表中Ⅱ族元素中的一種氧化物，按照優選法選出來的比例組成的混合物，再用粉末成型的方法制備出來，不僅具有密封性能高、傳壓性能好、加工方便等優點，而且還可以促進晶體生長、降低合成壓力，從而提高金剛石粗顆粒比例和優質品比例。此種介質有待在實踐應用中加以檢驗。
『伍』 怎麼樣能把金剛石微粉中的石墨除去，或者用化學試劑反應掉
提純金剛石微粉的方法收集如下：
1.採用的硝酸銨和其他胺類化合物在180℃～200℃分解破壞納米金剛石表面吸附的石墨和有機炭黑的結構，降低納米金剛石表面溫度，同時氧化石墨和有機炭黑，達到提純納米金剛石。
2.利用非金剛石碳在280℃溫度條件下與硫酸、硝酸反應,生成二氧化碳氣體和易溶於水的物質,達到分離非金剛石碳,提純人造金剛石
3.水淘洗 根據石墨和片狀合金觸媒與金剛石密度的不同，可以除去大量未轉化的石墨，淘洗時因金剛石有疏水性，容易漂浮，所以應特別注意金剛石的流失
4.高氯酸是一種強氧化劑，加熱後能使石墨緩慢地全部氧化 ，把已除去的金屬觸媒和大量石墨的物料置於燒杯中，倒入高氯酸，有時加入少量的鉻酸鉀作為催化劑，然後加熱溶液開始反應，隨著反應的進行，溶液的顏色由黑灰色-綠色同-棕色桔紅色，當溶液呈桔紅色時，石墨已全部除完，可以從電熱板上取下，冷卻至室溫，倒出上層液體，再加上洗滌，直到中性然後烘乾。
高氯酸除去石墨的過程，反應劇烈時刻注意不可溢出，為了加快反應速度，可在高氯酸中添加適量的硫酸。
在實踐中用高氯酸除去石黑一方面成本較高，又污染空氣，故用它提純金剛石處理石墨工藝大都被搖床，淘洗盤或硫酸和硝酸的混酸處理代替。高氯酸處理金剛石僅用在高純度金剛石和細粒度金剛石，處理後作燒結用多晶金剛石的原料時才使用。
5.在網路文庫里有篇《人造金剛石提純新技術研究》，裡面使用的是氣相氧化法（應該就是燃燒）。
『陸』 什麼條件才能把石墨轉化為金剛石
石墨在5-6萬大氣壓（即（5-6）×103MPa）及攝氏1000至2000度高溫下，再用金屬鐵、鈷、鎳等做催化劑，可使石墨轉變成金剛石粉末。
在高溫高壓和催化劑的幫助下，石墨是可以轉化為金剛石的。盡管二者都是由碳元素組成的，但是由於碳原子的結構發生了明顯的改變，因此這個過程並非物理變化，而是屬於化學變化的范疇。
人工合成金剛石的方法主要有兩種，高溫高壓法及化學氣相沉積法。高溫高壓法技術已非常成熟，並形成產業。我國國內產量極高，為世界之最。化學氣相沉積法仍主要存在於實驗室中。
在靜高壓、高溫和過渡金屬等元素存在的條件下，石墨變成金剛石的機理主要隨壓力發生變化。
低壓力條件下石墨被金屬溶解再結晶成金剛石，晶種法生長金剛石就屬這種情況。隨著壓力的升高，石墨直接轉化成金剛石的成分增加，直至13萬大氣壓和3000℃左右時石墨可以直接轉化成全剛石而無需藉助金屬的作用。
(6)金剛石粉末觸媒軟化水擴展閱讀：
人造鑽石成本約為天然開采鑽石的一半。中國2016年人造鑽石產量逼近200億克拉。中國合成金剛石在全世界占據絕對優勢與自主研發的大型化合成壓機、優質硬質合金頂錘、粉末觸媒和間接加熱工藝（合稱粉狀工藝）的工業化密不可分。
人工合成金剛石顆粒很細，主要用途是做磨料，用於切削和地質、石油的鑽井用的鑽頭。當前，世界金剛石的消費中，80%的人造金剛石主要是用於工業，它的產量也遠遠超過天然金剛石的產量。
『柒』 金剛石超硬材料的發展前途
應用廣泛前景不錯.
『捌』 巴斯夫羰基鐵粉各種型號代表什麼意思
德國巴斯夫生產的羰基鐵粉為球形顆粒，具有洋蔥球層狀結構、粒度超細、顆專粒不粘連及屬粒度分布均勻、流動性好、密度大、易成形燒結且硬度高、把持力大的特性。廣泛的應用於電子元件、一體成型電感(SMD)、合成金剛石觸媒、金屬粉末注射成型（MIM）以及傳統粉末冶金(PM)、金剛石工具、微波吸收材料、磁性減震液、營養補鐵等領域。共有30多個型號，並且根據市場以及技術要求陸續有新型號推出。
『玖』 人工合成金剛石的催化劑有哪些 要很具體的
主要是通過鐵觸媒作為催化劑將石墨在5-6萬大氣壓（（5-6）×103MPa）及攝氏1100至3000度高溫下，再用單質鐵粉、鎳粉、錳粉、鉬粉、鈷、等做催化劑，可使石墨轉化為金剛石晶粒。所需時間長，由於引入了催化劑雜質，也使得HTHP金剛石不可避免的映入了雜質，這也影響了人工合成金剛石的純度。
製造方法直接法 人造金剛石或利用瞬時靜態超高壓高溫技術，或動態超高壓高溫技術，或兩者的混合技術，使石墨等碳質原料從固態或熔融態直接轉變成金剛石，這種方法得到的金剛石是微米尺寸的多晶粉末。熔媒法 人造金剛石用靜態超高壓(50~100kb，即5~10GPa) 和高溫(1100~3000°C)技術通過石墨等碳質原料和某些金屬(合金)反應生成金剛石，其典型晶態為立方體(六面體)、八面體和六-八面體以及它們的過渡形態。在工業上顯出重要應用價值的主要是靜壓熔媒法。採用這種方法得到的磨料級人造金剛石的產量已超過天然金剛石，有待進一步解決的問題是增大粗粒比，提高轉化率和改善晶體質量。目前正在實驗室中用靜壓熔媒法研究優質大顆粒單晶金剛石的形成。加晶種外延生長法曾得到重1克拉左右的大單晶;用一般試驗技術略加改進後，曾得到2~4毫米左右的晶體。採用這種方法還生長和燒結出大顆粒多晶金剛石，後者在工業上已獲得一定的應用，其關鍵問題在於進一步提高這種多晶金剛石的抗壓強度、抗沖擊強度、耐磨性和耐熱性等綜合性能。外延法 人造金剛石是利用熱解和電解某些含碳物質時析出的碳源在金剛石晶種或某些起基底作用的物質上進行外延生長而成的。人造金剛石的形成機制 目前主要有下述幾種學說:溶劑學說認為所用金屬(合金)起著碳的溶劑作用;催化學說則認為是一種催化劑;固相轉變學說則強調石墨晶體無需斷鍵解體，經過簡單形變就形成金剛石晶體。但這三種典型學說所提出模型往往同一些主要實驗現象和規律相矛盾。因此,近十年來，出現了溶劑-催化劑、催化劑-溶劑、熔(溶)劑-觸媒(簡稱為熔媒)等學說進一步探討所用金屬(合金)的作用。總的說來，人造金剛石的形成機制目前尚是一個仍在探討中的復雜問題。