热门供应搜索:

所有新闻

你现在所在的位置:首页 > 资讯 > 所有新闻

1960 年10月人造金刚石研制立项 代号 “121”

日期:2020/1/15
来源:中国研磨网

   王光祖 卫凤午/文
郑州磨料磨具磨削研究所

        1960 年 10 月,第一机械工业部下达了一项国家重点科研任务,代号“121”,属绝密项目,她就是后来业内人士所共知的“人造金刚石研制”课题,至今己六十载。

  今年适逢“121”立项 60 年,作为参与者,也鉴于我俩在本行业尚未止步,仍在路上,从某种意义上来说也是见证者,所以发自内心的想写点回忆性文章,抒已情怀,与行业的年轻同仁们共享。

  0 1 天然金刚石珍稀 走人工合成之道方向正确

  金刚石是一种天然矿物,最早在印度被发现。世界天然金刚石有五大生产国,它们是澳大利亚、扎伊尔、博茨瓦拉、南非和俄罗斯,其产量就占世界总产量的86% 至 94%。

  在古代,人们就深知金刚石的硬度。金刚石一词 本身就说明了这一点,它来自阿拉伯字 al-mas,意思 是最硬的;或希腊文 αδμδσ,意思是“不可克制的”“不 可战胜的”和“不可摧毁的” 。

  天 然 金 刚 石 是 碳 在 地 球 深 部 100—300km,1200—1800℃的高温和 5—7GPa 高压的特殊条件下, 经历亿万年的“修炼” 而成,如此来看,怎能不稀有、不珍贵、不神奇呢?

  0 2一个半世纪苦苦修炼 梦想成真可歌可泣

  自从化学家 Smithson Tennant1797 年揭开金刚石是碳的同素异形体之后,一百五十多年的岁月里,世界上不知有多少人竞相研究金刚石的人工合成,寻求打开这一宝库的钥匙,都未能如愿。虽然前人的许许多多的尝试都失败了,但没有什么可怕的,俗话说得好,失败是成功之母。

  前人的尝试揭示了,制造金刚石不仅需要高温,而且还需要有个必不可少的重要的超高压条件呢!这 里我们提供一个鲜为人知的霍尔先生的精彩片段。霍尔先生说:“当我刚刚踏入人造金刚石这个神奇的殿堂时,就被前人为追求实现这一梦想的许多感人故事,以及孜孜不倦、前赴后继为之奋斗的精神所吸引和感染”。

  以 美 国 通 用 电 器 公 司(G E Co) 的 H、T、Hall 为 首 的 试 验 小 组, 根 据 杰 出 的 高 压 研 究 者 P、W、Bridgman 的大质量支撑原理所设计的超高压装置改进为 Belt(年轮式)两面顶装置,并解决了用金属催化加速生长过程的问题。1951 年,美国 G E Co 开始独立研究金刚石的合成,1954 年 12 月 16 日,该公司用 Belt 装置首次可重复地用高压高温法合成金刚石成功,为工业生产人造金刚石奠定了技术基础,圆了百多年来一代又一代科学技术工作者之梦。霍尔先生回忆起当年观察第一颗人造金刚石的心情说:“1954 年12 月 16 日晨,当我打开盖子的一刹那,双手颤抖,心跳跟着加快,膝盖变得不听使唤,几乎站不住了”,这段话是他 1988 年来郑州三磨所讲学时说的。1957年,美国密歇根州的底特律建厂,开始了工业生产人造金刚石的新纪元。

  由上述可知,俄罗斯拥有丰富的天然金刚石矿藏,美国则掌握人工制造金刚石的技术,并对外实行严格的封锁保密,因为它是战略物资。可是中国呢?既缺乏金刚石的天然资源,又不掌握人工合成的技术,工业用的金刚石只能依靠从国外进口,主要来自前苏联和刚果。

  0 3 面对挑战 “121”起航英明果断

  随着我国国民经济的发展,高硬度、难加工材料的不断出现,机械加工、地质勘探、石油开采、冶金、电子、石材工业和军工系统对金刚石的需求日益增多。而我国天然金刚石矿源稀少,开采更是满足不了需求,当时年产只有几千克拉,所以,一直靠进口,耗去了大量外汇。

  天有不测风云,人有旦夕祸福。百废待兴的中国工业正在快速发展的关键时刻,中苏关系恶化,亲中的卢蒙巴总理被杀害,政府被颠覆,顿时金刚石来源断绝,其用心何其毒也,是可忍,孰不可忍。为反封锁、反垄断、反扼杀,怎么办?自力更生,奋发图强,自己干!

  毛主席哪里有压迫,哪里就有反抗。我们要迎难而上,把压力变动力才是正道。

  为有牺牲多壮志,敢叫日月换新天的大无畏胆识,国家果断向垄断、封锁、扼杀发出了宣战书。

  于鸿昌(毕业于天津大学),王光祖(1956 年毕业于武汉大学),都是学化学的,虽然从书本上知道,金刚石是由碳元素构成的,而且金刚石和石墨还是同素异构体啦!但对用人工方法将它制造出来却一无所知,脑海中一片空白。面对囯家的急迫需求,囯家有难,匹夫有责,作为新中国培养的工程技术人员,责无旁贷,我们不去解决,谁去解决?我们不去担当,谁去担当? 我们不去拼搏,谁去拼搏?同时也深刻的意识到,这不仅仅是一场简简单单的纯技术性的高科技力量的较量,而更重要的是一场带有维护国家尊严和利益的、政治色彩非常浓厚的反霸权斗争。深信中国新一代科技工作者有敢为人先的志气、有勇于攻坚克难的能力,去战胜一切艰难险阻,创造新的奇迹,去夺取反封锁、反垄断、反扼杀的全面胜利。

  根据毛主席集中优势兵力打歼灭战的指导思想,国家下达了组织多学科的技术团队联合攻关的进军令。多少事从来急,一万年太久,只争朝夕。在中央自力更生,奋发图强,赶超世界先进科技水平的号召下,组织起了以通用机械研究所(简称通用所)胡恩良、磨料磨具磨削研究所(简称三磨所)于鸿昌、王光祖,以及地质部地质科学研究院(简称地科院)姚裕成为代表的多学科高素质的联合攻关技术团队。军令之下, 他们根据各自承担的任务,“立马”进行备战。

  在不打无准备之仗,不打无把握之仗的思想指导下,展开深入细致的调研工作,做好顶层设计,打一场速战速决地拿下高科技产品人造金刚石的胜仗,为国争光,为国争气。让那些企图将中国工业扼杀于摇篮的政客见鬼去吧!

  1961 年春,胡恩良在通过对国外有关资料分析,结合自身的情况,以简单、快上、可靠为原则,确定采用两面顶结构装置,在设计中解决了强度计算和材料选择两大难题,于 1961 年二季度全套图纸设计完成,并正式命名为“61 型超高压高温模具”。

  直经 70mm 硬质合金件的精工、45CrNiMoVA 钢的锻造与热处理,以及硬质合金件与钢环和钢环与钢环之间的过盈配合等。笫一套“61 型超高压高温装置”于 1962 年底诞生了。

  于鸿昌,王光祖把大学所学到的物质结构、化学热力学等基础理论与前人在探索人工制造金刚石不成功的原因有机地联系在一起,通过全面、细致分析,精心设计出三套实施方案。这三套方案主要是围绕压力温度高低的选择,压力与温度匹配的优化和压力温度进入金刚石生长稳定区的路线等。正是由于有了理论上的指导,再加上原材料的充分准备,为成功敲开金刚石合成技术的大门奠定了很好的基础。

  通过调查,我们进一步认识到:

  天然金刚石不能满足科学技术和现代工业发展的

  需要,必须走人工合成之路。

  国内天然金刚石资源少、需求量大,必须尽快调兵遣将组织会战,迅速地掌握人造金刚石晶体生长这一门高新技术。

  为了给人造金刚石的发展提供一套完整的工艺规程,必须在实验室中进行创造性的实验研究工作。

  为了给实验研究工作提供一些方向性的资料,将收集到的国外人造金刚石合成技术资料,工艺资料加以整理分析,编写了《人造金刚石合成工艺基础》,供实验研究参考。

  0 4 荣冠“121”门牌 “超硬人”绝无仅有的骄傲自豪

  因为人造金刚石研制这个课题,震动太大,她成功降临华夏大地,不仅创建出了一个高新技术行业,而且用途特广,在地面可用,并能上天入地下海作业。

  在其研究制造和应用等诸多方面,有所建树的单位和个人几乎都得到了奖励,代号“121”课题也因此被永远载入我国科学技术发展史册。“121”使我们永远不能忘记的是:郑州磨料磨具磨削研究所原址处在郑州市中原区华山路 121 号;为了纪念我国的人造金刚石诞生、成长地,郑州磨料磨具磨削研究所搬迁到郑市高新技术开发区梧桐街其门牌号仍为“121”。王光祖教授曾是郑州市人大常委会委员,郑州市高新技术开发区专家团队的技术顾问,王教授曾提议保留 121号,郑州市高新区觉得很有意义,也很有创意,接受了提议。从此“121”也作为无形资产永远载入郑州三磨所的史册。同时在郑州市历史文物史册上也留下了墨迹。

  “三磨所”是磨料磨具磨削研究所的简称。磨料系指刚玉、碳化硅等,当然也包括金刚石和立方氮化硼在内的超硬磨料;磨具系指砂轮、油石和磨头以及 涂附磨具等;磨削顾名思义就是磨削加工技术。建所之初按三大块设立了研究室和实验室。随着我国工业发展,时代的变迁,超硬材料系列的金刚石大有代替碳化硅,立方氮化硼代替刚玉的趋势。在我国人造金刚石诞生,“中试”基地成功落户“三磨所”后,一发不可收拾。三磨人亲眼见证,亲身经历也亲手扶持了我国人造金刚石从无到有、从小到大、从弱向强的经历。“三磨所”享誉全国,国外同行说起“三磨所” 也竖起大拇指。早期多为称呼磨料所,实际“三磨所” 应该是比较完整而又形象的简称。进入新世纪后,按 照国家政策单位性质由事业改为企业,单位名称为郑州磨料磨具磨削研究所有限公司,体现企业性质。今后无论怎样改革,“三磨所”(磨料磨具磨削研究所)这个名称将永远留在人们的印象中;在主管部门和行业当中树立的三磨形象,作为无形资产永远保留在单位档案室的史册上。至今国家级、省部级的实验研究中心、行业协会、行业技术服务归口机构依然挂靠在三磨所,这些无不为“三磨”无形资产打下的基础,留下的印痕,值得珍惜呀!

  最后,献上诗歌一首来结束我们的回眸:

  国际风云突变幻,两霸合唱大反华。

  机械工业正发展 ,恐遭威胁被扼杀。

  阻断来源金刚石 ,惊动高层急对应。

  战略物资不可缺 ,总理亲自来过问。

  两部三所齐协办 ,国家立项”121“。

  响应号召同奋进 ,风华之年重担挑。

  通用三磨地质院,设备工艺测试链。

  学科联合优势多 ,群体智慧尽闪烁 。

  攻克尖端何惧险 ,报效祖国岂等闲 。

  今年是“121”立项六十年,在六十的征战中,众志成城,脚踏实地,持之以恒的去探索、去思考、去创新,取得一个又一个新的成就。在新的时代,在新的征程中,不忘初心,勇于担当,不辱使命,为金刚石时代早日降临我中华大地而努力奋斗。

  六十年虽然成为历史,可是,六十年前由于我国的贫穷落后,受西方国家的垄断、封锁、打压的事时有发生的情景至今仍历历在目,记忆犹新 。在此,殷切期盼有志从事超硬材料事业的年轻科技工作者,为引领世界超硬材料发展的新潮流而勇往直前。

关键字:中国研磨网
[责任编辑:joan]
累计点击: 23560 人次

热点推荐

[市场分析]疫情影响下 氧化铝市场价...截至2月18日,SMM统计国内氧化...[详细]
[行业新闻]二砂深联公司为打赢病毒战...2月20日下午,深圳市二砂深联公司...[详细]
[价格参考]近期环氧树脂价格稳定华东地区市场环氧树脂价格稳定,双酚...[详细]
[行业新闻]关于取消召开 2020 ...关于取消召开 2020 年春季全国...[详细]
[营销管理]疫情期间该不该缩减广告预算?前段时间写了一篇《疫情会使广告行业...[详细]
[热点聚焦]河南省11号令:分区分级...为贯彻落实党中央、国务院关于“突出...[详细]
中研优势推广方式参展经历网站首页关于我们联系我们成长历程网站留言广告服务友情链接网刊订阅