张 坤, 田杨杨, 刘 坤, 张建华, 王 涛

(郑州华晶金刚石股份有限公司, 郑州 450001)

金刚石作为一种功能材料，在光学、热学、电学、力学等方面都具有突出的特性[1]，广泛应用于国防、医疗、科技等领域，宝石级金刚石更可用于红外窗口材料、高功率激光散热片、高硬度加工工具等[2]。

在众多金刚石合成方法中，高温高压下的温度梯度法是比较有效的方法。1971年，GE公司用此法成功合成出质量约0.2 g(直径5～6 mm)的金刚石晶体[3]。想要制得高品级、无夹杂物的宝石级金刚石晶体，必须对金刚石生长条件进行严苛地控制，如高温高压设备的精准与稳定，腔体结构的合理化设计，原辅材料的优选与稳定性等。其中反应腔体保温材料的选择尤为重要，必须考虑其高温高压下的稳定性，不与碳和金属反应等。一般而言，可以选择陶瓷类材料(镁、铝、锆的氧化物)或盐基材料(卤化物)[4]。李亚东[5]用氧化锆和氯化钠作为保温材料，合成了Ⅰb型金刚石。SATOH[6]也提出用绝缘体作为保温腔体，但并未指出具体材料。刘芳等[7]用氧化锆作为密封保温材料，提升了反应腔体中心的温度并降低了温度梯度。BUNDY等[8]用氧化铝、氧化镁或者二氧化硅作为密封保温腔体来合成金刚石。STRONG等[9]用氯化钠作为腔体材料合成金刚石，并指出：不应选择在高温高压下会相变而导致硬度升高或者高温高压下体积变化不连续的腔体材料。在这些研究中，并没有具体研究某种材质的具体性能和质量对于金刚石合成的影响。

氧化铝作为一种常用的陶瓷材料，具有结构紧密、活性低、硬度高、耐腐蚀、高温稳定等特点[10-12]，非常适合用于宝石级金刚石的核心保温腔体材料。……