炭如何以变金钢石？

Question

我是某大型煤矿的项目经理，不知是否可以将煤炭通过技术手段变成硬度类似于金钢石的某种材料，如果有，那么这项技术在哪里可以寻到？

Answer 1

布莱恩特-里纳莱斯（Bryant Linares）有一个祖传秘方，就是如何制造世界级的钻石。 七年前布莱恩特的父亲罗伯特通过高压气态碳的方法制造出了一块金刚石，随后他将这块金刚石放进了酸性溶液中清洁。他希望的第二天回来的时候能得到一块黄色工业用金刚石，但出乎意料的是他得到的竟然是一块几乎完全透明，完美的四分之一克拉碳晶体，也就是钻石。罗伯特在无意中实现了科学家多年以来始终未能实现的梦想，那就是制造能用于订婚戒指的人工钻石。

1941年美国开始大规模的研究如何制造人造钻石。当时由三家主要的陶瓷及硬质材料公司（General Electric Norton及Car-borundum）出资由上述的高压物理学之父Bridgman领军。当时的目标是在五年后制成钻石，由於高压技术是合成钻石的关键，因此Bridgan买了一台当时最大的（l000吨）油压机做为压力的来源。

Bridgman曾发明由两个对中压的Bridgman Anvils高压机。他的研究乃以这项技术为主把石墨加压至三万个大气压和三千度的高温。在做过数千个试验而没有生成钻石后，Bridgman曾感叹石墨是自然界最好的弹簧，意即石墨不论如何受压最后仍会回复原状。

Bridgman以后未再尝试制造钻石，1961年他因癌症缠身而在实验室内饮弹自杀。 Bridgman约五年计画只进行了两年就被第二次世界大战所阻断。战后诺顿（Norton）公司的S.Kistler接收了Bridgman的压机，继续从事合成钻石的研究。1950年诺顿公司钻石研发经费告竭。乃建议和奇异（GE）公司继续联合研究。此时诺顿已合成出硬度仅次於钻石的立方氮化硼，但因不知其重要性而错失申请专利的机会。当时奇异公司本身是碳化钨材料的主要制造者，因比对人造钻石的研究极有与趣，但他们决定不用诺顿的一千吨高压机及技术而自行研究新方法。

其实人造金刚石并不是一项新技术，早在上世纪50年代人造金刚石每年的产量已经达到80吨，大量低质量的人造金刚石在打孔机等工业生产工具中广泛应用。然而高质量的人造钻石对于人类而言具有更重大的意义，当然这种意义并不仅仅体现在佩饰和珠宝上。例如，科学家们非常渴望能够生产钻石微芯片，这主要是因为发热问题已经成为了微芯片生产中的一个难点。现在用于制造微芯片的硅晶体在200华氏度以上就会突变，而钻石则可以抗住1000华氏度的高温，并且电子可以更轻松的通过，这意味着科学家们可以在钻石微芯片上集成更多的电路。如果人类能够找到生产人造钻石的方法，势必会带来电子产业的一场革命。

林纳尔斯的公司“阿波罗钻石公司”每周已经能生产20克拉，这既用于珠宝业也用于钻石晶片。竞争对手Gemesis则发明出了钻石生长方法，能够生产珍贵的蓝宝石。日本的NTT已经生产出了钻石半导体的原型，日本政府正在积极宣传这一技术。美国的研究主要在大学和军方实验室进行，但是英特尔已经表现出了兴趣。在芯片生产中，芯片制造商先要找到在生产过程中防止晶体不纯的技术，钻石很有吸引力，因为它很硬，但是这也是缺点，因为难以加工。人造钻石将首先用于平面电视和高清晰度电视的发光二极管，然后是珠宝业，甚至专家都分辨不出真假，虽然天然钻石企业表示自己并不担心，但是De Beers公司已经发明出了一种检测设备，并且发放给了珠宝商。

参考资料：http://www.00-852.com/exec1/news/200410/News60/208292.shtml

Answer 2

请注意，高温加高压必须隔绝空气，孤狼说的有些道理，但太简单，这个原理就是象陶瓷烧结，让碳的晶体结构改变。但如果用煤，还是比较麻烦，一般用的是石墨

Answer 3

成本不太大,一台液压机,一台冲床,把煤炭加工成细石墨,再放进模子里,用液压机压制就能生产出低等金刚石,不过颗粒小,只能用在玻璃刀上,投资10万以内

Answer 4

多年前就研究出来了，不过不能压出透明的钻石（现在能不能就不清楚了），一般都是黄色的，而且硬度要比真正的钻石要差一点，里面会有很清晰的杂质，根本不能用作首饰等的装饰品，像楼上说得，只能用作玻璃刀

Answer 5

高温极度高压，