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　　陈启武教授1962年下半年毕业于清华大学数学力学系，被分配到中国科学院长沙矿冶研究所从事压力加工理论研究，工作了不到3年，由于当时新课题研究的需要，1965年陈启武教授到中科院沈阳金属研究所从事难熔金属材料及爆炸成形方面的研究，1968年圆满完成任务凯旋而归。

　　1963年12月6日我国自行研发成功了第一颗金刚石。陈启武教授回矿院后，由于金刚石是在密闭的高温高压合成腔内进行，其合成转化过程是难以直接观察与测试的，加之在石墨转化成金刚石过程中能起到触媒作用的材料种类很多，人们对触媒材料认识尚处于朦胧混沌状态，开始了“神农尝百草”式的探索研究与开发,然而成效甚微。因此，要攻克人造金刚石产业发展的瓶颈，必须首先弄清楚触媒材料的作用机制。时任二室副主任的他与材料二室的同志们（王耀枢、阳德清与刘树桢等人）开展了大量Ni70Mn25Co5片状触媒的研究开发工作，在此基础上，1975年底由他任课题组长的矿冶院触媒材料研究室研制开发了含Nb的2#触媒（NiMnCoNbCu），1986年又推出含Cr、Si 的86-8＃触媒，1993年又开发了含相当量的Fe的CHS触媒等，其中《人造金刚石含硼触媒合金含硼石墨及2#触媒材料》1978年获全国科技大会奖（证书号0010739）。所在单位长沙矿冶研究院生产的Ni70Mn25Co5片状触媒1992年片状触媒产量超过300t，1995年其销售超过600t，市场占有率高达70%以上并一直保留到本世纪初粉末触媒替代片状触媒，成为了我国历史上金刚石合成用触媒的典型代表产品。本人九十年代本人作为陈启武教授的博士研究生，有幸接触了七、八十年代他设计研制的各种人造金刚石触媒材料，也认真地拜读过他后来撰写的《人造金刚石触媒材料的作用机构》（内部资料），以及《人造金刚石触媒材料的过去、现在和将来》（发表在《工业金刚石》1994年第1期），觉得很容易地就理解和接受了他的金刚石触媒设计原则和理念，因为他在《人造金刚石触媒材料的作用机构》一文中首次采用电子探针分析了金刚石金属包膜的成分，揭秘了金属包膜与触媒基体的成分一致的原因，提出了金刚石生长动力学效应——金刚石与触媒液相的热力学势差；而在《人造金刚石触媒材料的作用机构》一文中更公开了他关于细颗粒金刚石铌杂质含量明显高于粗颗粒的发现，几乎是明白地公开了关于添加金属铌作为触媒控制形核的思想，说到这里大家一定明白2#触媒的设计玄机了，同时也很清楚地反映了陈启武教授对触媒作用机制的深刻认识和利用触媒对实际金刚石生产过程中的科学调控能力。

　　金刚石片状触媒研制开发成功后，八十年代初陈启武教授又开始转向粗颗粒高强度金刚石合成工艺攻关研究。人造金刚石合成过程中面临的首要问题是合成工艺的理论分析依据。过去人们非常重视碳相图中金刚石—石墨平衡线。这是人造金刚石上百年探索中提炼出的重要理论依据，因此对金刚石合成复杂现象的解释也只能求助于碳的相图。1978年陈启武教授在广州召开的第一届高压物理会议上发表的《金刚石合成过程中的动力学效应》一文曾指出：“实际上相图涉及的是热力学问题，只说明反应发生的方向，而反应的方式、方法和速度是动力学问题，非平衡相图力所能及”。第二年的10月他撰写了《人造金刚石生长的特性曲线》一文（当时为院内部保密资料，1986年发表在《磨料磨具与磨削》杂志第5期上），从合成金刚石的边界条件出发，数学推导了石墨向金刚石转化过程与温度和压力之间的关系，自此金刚石合成规律研究成为他领导的课题组的主题思想，1993年4月在冶金工业部主持召开的《粗颗粒高强度金刚石研究》科技成果鉴定会上，他撰写了《优质金刚石合成规律的研究》一文（发表在《地质与勘探》杂志1994年第5期上），完整地提出了金刚石合成曲面理论，导出了合成金刚石的质量方程，说明了金刚石质量取决于合成温度与压力，合理地解释了金刚石合成过程中的各种现象，迄今仍在指导人造金刚石工业生产，如目前高料生产中为何石墨—金刚石转化率如此高，JR1型料生产为何需要很高的压力等。因此，有专家认为：“陈启武用数学方程式描述了金刚石行业发展方向与道路”。

　　八十年初我国的金刚石工业生产还较落后，工业生产环节所需的高品级金刚石很大一部分均有赖从国外进口。由于西方发达国家垄断着这方面的技术，高挡人造金刚石的价格完全受国外控制。为了打破这种不平衡的供需关系，上世纪70年代国家极力提倡人造金刚石先进设备的引进和独立自主的研究创造，但当时在人造金刚石合成没备的选择上，即在选择两面顶压机还是用六面顶压机上争议很大，中国的金刚石产业如何发展、何去何从、众说纷纭。大多主张花巨资引进国外两面顶技术。采用国外两面顶超高压技术，合成金刚石产量高、质量好，得到了国家的支持，但久攻不下。他在深入分析两种超高压技术优缺点后，明确指出“两面顶技术先天不足，六面顶技术后天待调”，力主发展我国独有的铰式六面顶技术，走自力更生发展之路。

　　1981年他主持建立了矿院的六面顶高压实验室，其目的是要通过扩大反应腔体（ф23mm）实现粗颗粒（50/60以粗）高强度（抗压强度≥20Kg）的高品质金刚石生产，解决当时国家钻探、锯切用高强度金刚石的急需问题。1986年他领导的课题组在冶金部地质总局支持下完成了《Φ23mm腔体金刚石合成工艺》项目，用6×8MN合成设备淘汰了统治行业达30年之久的6×6MN合成设备，反应体积增加一倍以上，单次产量成倍增加；合成周期延长了，质量也大幅提高了，锯切、钻探用金刚石从80目逐步上升为70目、60目、50目，应用领域不断扩大。其研究成果《粗颗粒高强度金刚石研究——Φ23mm腔体合成工艺》1993年经冶金工业部组织专家鉴定，1994年获冶金工业部科技进步二等奖，1996年获国家科技进步三等奖（证书号11-3-002-01）。该成果不仅使课题组逐渐发展壮大，以后组建成为矿冶院材料二室、金刚石厂，乃至上市成为金瑞科技的主要产品生产部门，使长沙矿冶研究院九十年代成为国内最有影响力的金刚石产业中心之一。

　　《Φ23mm腔体金刚石合成工艺》研究成果以及6×8MN六面顶压机在行业的推广应用使行业开始了一个新的发展阶段当时国外超硬材料方面的专家普遍认为“目前，超高压技术依然充满着谜一样的不确定性”。也就是在这一时期，陈启武教授从“封闭体积”出发，提出了临界体积概念，建立了六面顶高压腔体设计依据，并对超高压技术重新做了严格的定义，指出：“超高压技术就是要在指定的空间领域同时建立起所需要的高温高压条件，并维持所需要持续的时间”。为此，他提出了六面顶压机“三心合一”原理，特别强调设备的结构中心，压砧的汇力中心及合成腔体的质量对称中心，在合成过成中应做到始终保持一致。还进一步指出金刚石压机必须是高科技产品，提出高压合成设压机计要以“结构刚性”为指导思想；“100MPa液压坎限”原理为设计与使用的规范准则；压机控制系统要实现P-T智能控制等。

　　超高压技术要解决两个问题：（ⅰ）受压物的密封；（ⅱ）施压物的材质。为了解决后一问题，Bridgman提出了两个补强原理，即形状补强原理（大质量支撑）和应力补强（侧向支撑）原理，这样就将顶砧的材质问题变成技术问题来解决，但如何实现这两个原理Bridgman并未给出更多信息。在六面顶压机反应腔体大型化过程中需要从一种腔体结构过渡到另一种腔体结构，首先是模具和叶蜡石的尺寸如何确定这个问题，这一问题对行业的发展太重要了，解决不好很容易发生“放炮”，它一度成为腔体大型化拦路虎。陈启武教授从封闭体积出发，提出了临界体积的概念，实验发现了叶蜡石高压下的“佯谬”现象，建立了求解临界体积的方程式，从而将顶砧的参数与叶蜡石反应腔体的尺寸联系起来。

　　九十年代初6×8MN六面顶设备在行业的推广应用之后，陈启武教授课题组经过认真比较选择6×12MN六面顶压机作为设备大型化发展的第二个阶段目标。1993年陈启武教授作为课题负责人向湖南省科委提出并承担了湖南省科技攻关项目《Φ28mm腔体合成工艺研究》（93-098B），第二年又承接了湖南省科委科技难题招标项目《高强度人造金刚石生产工艺研究》（94-03）。此课题是又一个集产品结构、工艺、设备、模具和原材料于一体的复杂系统工程，旨在通过合成腔体扩大实现抗压强度≥25Kg、50目以粗的金刚石单产大于5克拉，生产金刚石单产和单台设备经济效益成倍增加。为完成项目研究任务课题组于1994年向7803厂委托设计订购了Φ400mm缸径（6×12MN）大型六面顶压机，1995年夏完成了安装调试任务。我有幸参加了上述两课题的研究，当时试验的情景仍记忆犹新，心中不由被陈教授敢为人先的创新精神所折服，同时也为试验过程中他对科学问题的敏锐把握佩服得五体投地！

　　首先是硬质合金顶砧的问题。虽然Φ400mm缸径压机已有厂家，但他们使用的是Φ90mm的小顶砧，腔体最大是Φ25mm。要实现Φ28mm腔体合成工艺顶砧尺寸必须大于Φ104mm。记得当时陈启武教授分别向株洲601厂和自贡硬质合金厂分别订购了两批（12个）Φ104mm的顶砧，由于供应厂家需上大型冷等静压新设备和重新制模，这批顶砧的价格贵得出奇（好像1万多元/个）。高压合成试验时这批顶锤中有的刚压几个合成块就裂了，最多的也不过上千次。开始我们怀疑是顶锤质量有问题，但供货方检验结果认为大顶锤质量没有问题。于是陈教授一方面安排对每个已裂的顶锤作全面的检测分析，另一方面开展了不同尺寸的叶蜡石块合成试验。我们经过大量地取样磨片金相观察结果发现，其单位面积的缺陷（孔洞）数并没有超出硬质合金的质量标准要求，其抗压强度和抗弯强度也不比小顶砧差。结果报告了陈老师，他思考片刻后对我们说：“随着施压模具的体积增加所包含的缺陷增多，对于大顶锤来说不是以单位体积的缺陷决定它的破坏几率”。后来课题组据此对株洲601厂大顶锤项目组提出了应该考虑采用热等静压工艺解决此问题，现在看来这是解决大顶锤质量问题的最佳途径，但在当时没有热等静压的情况下大顶锤的质量问题就成了拦路虎。

　　其次是叶蜡石尺寸的配套问题和设备的结构刚性问题。不同尺寸的叶蜡石块合成试验结果虽然获得了较好的合成块尺寸，但顶锤的使用寿命仍然较低。陈启武教授认为这除了与硬质合金顶锤的质量有关以外还可能与设备的变形有关。课题组一方面开始与7803厂有关人员协商是否设备铰链梁设计使用的材质有问题，但对方坚信铰链梁采用45#钢设计强度足够了没有问题，同时还拿出了湖南大学的强度校验计算结果作为证据。陈教授认为高压设备“所考虑的不仅是设备能承受多大载荷不破坏，更重要的是要考虑在载荷作用下所容许最大弹性变形量即设备的结构刚性问题”。陈教授为了证明自己的观点的正确性，安排了我们对这台压机高压合成中的变形情况进行了实际测量（发表在《工业金刚石》杂志2005年第3-4期上），结果证实该设备在运行过程中有严重的弹性变形且变形严重不对称。陈教授据此分析后认为设备变形过程中硬质合金顶锤的经受的扭力可能是造成大顶锤使用寿命短的根本原因。于是他提出“大型高压设备设计仅以强度设计作为准则是不够的，必须以结构刚性作为考虑问题的出发点，也就是要以稳定性要求作为设备设计的准则”。上述大型高压设备试验研究过程中涉及的高压设备设计理论和技术问题为我国大型六面顶高压设备的发展指明了方向。

　　上述试验过程中的一些小插曲也很有意思。当陈教授领导的研发团队承担的湖南省科技攻关项目《Φ28mm腔体合成工艺研究》取得重大突破并开始产业化之时，1995年10月《科技日报》报道了咸阳某公司Φ28mm腔体金刚石合成工艺研究取得重大进展的报导。陈教授感到很奇怪怎么报导的内容特别像自己团队的研究工作，后经课题组调查发现原来是本课题组某同志不经意将我们的好不容易得到的叶蜡石与硬质合金顶锤的最佳配合尺寸和腔体结构泄露给了对方。我个人感觉好像当时陈教授对此事并不怎么生气，对方的研究结果（当时他已经知道咸阳202所设计的6×12MN设备铰链梁采用的是炮钢（35CrMo），设备售价也比7803厂高得多）反而证实了他的设计思想的正确性，更坚定了他对六面顶设备大型化、合成腔体大型化的决心和信心。之后陈教授为了与报道的成果有所区别，他将合成腔体改成Φ28.5mm。

　　1995年底黄河实业集团公司的董事长乔金岭为了上两面顶金刚石压机之事，（此前乔董事长曾多次赴国外考察），来长沙矿冶研究院，征求陈启武教授的意见。当时陈教授首先列举了国内如人工晶体研究所、天津宝坻232厂、北京钻探工具厂、贵阳六砂、深圳亚洲公司引进国外两面顶合成压机的金刚石生产经营情况和所遇到的困难，明确指出两面顶设备年轮模具是其技术关键所在，也是其生产成本的关键所在，“年轮模具的受力状态不如六面顶模具，这是两面顶压机与生俱来的缺陷！”，两面顶合成技术复杂，模具精度要求高、体积大、制造困难、价格昂贵、寿命短，在与六面顶设备的竞争中，总有一天会被淘汰!接着介绍了课题组大型六面顶设备的运行情况和Φ28.5mm腔体工艺合成金刚石情况，并明确表示希望能与乔董事长合作开展大型六面顶设备及其合成工艺产业化开发。乔董事长基本同意陈院长的意见，并表示回去再商量。1996年元月17日双方签订了科研合作协议共同开发《Φ28.5mm腔体合成工艺》（合同金额50万元）。联合攻关组分两部分，一部分是陈院长课题组主要是抓紧合成工艺试验研究和组织力量开展新设备的草图设计，另一部分是以黄河实业(集团)公司技术中心负责组织的专家市场考察和前期选购的两台6×12MN样机的安装调试、工艺试验、人员培训等工作。1996年5月课题组完成了关于河南黄河实业集团投资100台6×12MN高压设备的可行性论证报告初稿，同时陈院长撰写了《关于设备大型化的几点意见》（部分内容后发表在《矿冶工程》1996年底3期上），明确了新设计的六面顶高压设备编型为UDS-I型，对外公开提出了大型高压设备设计的基本原则。1996年6月18日至20日期间黄河实业(集团)公司派胡保仁、夏恒青、张战到咸阳考察6×12MN高压设备运行情况，王光祖教授作为特邀代表也参加了此次考察。6月25日呈送了考察报告，认为：“6×12MN压机和顶锤用于ф28mm腔体生产是成熟的，经济效益可观，用于ф32mm腔体工业化生产尚不成熟”，并建议近期选购两台6×12MN样机，用3-6个月完成安装调试、工艺试验、人员培训等工作,同时在我们提供的项目论证报告的基础上撰写并向公司提交了《6×12MN六面顶压机合成DIA效益分析》报告。

　　之后不久公司从长沙7803厂购买了两台与课题组相同的6×12MN(ф400mm)高压设备,1996年10月由当时在黄河实业(集团)公司技术中心工作的曹庆忠、张战、张奎、陈恂、刘书锋等人完成了设备的安装调试工作,陈院长课题组派出何立洲、李启泉、郑日升等人指导合成工艺，然而实际上开始在这两台压机上的金刚石合成效果并不太理想。1996年8月陈院长请来了桂林地矿院的张智远教授、焦作某军工厂韩正教授，来长沙矿冶研究院讨论新型大压机的设计和厂房布置设计，我当时参加了他们对其中大多关键技术问题的讨论，并作为张智远教授草图的誊图人员，了解其中一些过程。在设计初期陈院长就对二位专家提出了以下基本设计思想：(1)对六面顶超高压设备大型化来说，着眼点应放在高品质金刚石合成上；(2) 不能将凡能合成出金刚石的设备都称为金刚石压机，合成设备的设计应该以提高“结构刚性”作为指导思想，在提高结构刚性的同时，还应考虑变形的可协调性；(3) 要从三方面(设计、制造、使用)着手提高(延长)设备的维修周期；(4) 用微机控制技术改造传统手工作坊式的生产方式，提高合成设备的控制功能和精度。经过他们多次讨论协商，陈院长确定采用张智远教授在六面顶压机设计中的一些新技术,如工作缸“活底双支承”结构、铰链梁耳平底结构及弹性无间隙销设计，液压系统的双泵供油、前腔背压调节同步以及“液阻接触限位”装置，并提出控制系统采用压力测控仪和工控计算机联合控制方案以及恒功率器控制技术等。新的压机设计方案已开始体现了陈院长关于大型六面顶压机设计思想。

　　以陈启武教授为项目负责人联合攻关课题组承担了河南省科委1997年重大科技攻关项目《高品级人造金刚石合成新工艺设备的开发研究》（No.971110214，90万元），提出研制的新型国产UDS-I型大型高压合成装备，要求能稳定地实现ф30mm腔体金刚石合成工艺，合成周期达30分钟，使高品级金刚石以很强的竞争力进入国际市场。1997年2月第一台样机设计制造安装完成并进行了合成试验。据陈院长说新设计压机第一次合成试验即出现了HHD30型高品质金刚石，同时与购买的两台设备对比合成过程中声音小许多，压机合成过程中的变形测试结果完全证实了他关于大型六面顶设备刚性设计原则的正确性。同年的4月份用Φ30mm合成工艺进行了批量生产试验，6月底合成金刚石5000余次。与此同时由计算机控制的第二台样机开始调试，7月份两台样机同时投入批量试验，还穿插进行了设备的其它检测工作。8月两进行了高品质金刚石合成产业化中试试验，结果证明与当时Φ23mm腔体合成工艺比较，Φ30mm腔体合成工艺无论单次产量还是高强金刚石单次产量都有大幅度提高，特别是初步试验结果表明在高品质（强度≧200N）金刚石合成方面已取得突破性进展，高品质金刚石不再只是两面顶合成技术的专利！

　　黄河实业集团公司UDS-I型大型高压合成装备的大规模上马及ф30mm腔体金刚石合成工艺成功推广应用，创造了明显的经济效益，促成了公司1998年底上市成功，一跃成为亚洲最大的金刚石生产企业，特别是黄河实业集团公司用这种设备生产的HHD30产品经日本ODK公司检测，性能接近国外高档产品，树立国产六面顶设备大型化新的里程碑。

　　1998年由陈启武为第一完成人、黄河实业集团公司与长沙矿冶研究院共同完成的《UDS-I型高压合成装备及Φ30mm腔体金刚石合成工艺》研究成果获河南省科技进步二等奖（证书号99013）。

　　1999年9月湖南省科委根据湖南省超硬材料工业发展的需要，给长沙矿冶研究院陈启武课题组下达了湖南省工业重大科技攻关计划项目《高品质人造金刚石研究》的重点课题（No.99GKYl007,20万元），要求在UDS-I型设备及Φ30mm腔体合成工艺基础上再上一个台阶。实施这一系统工程研究要求有强大的经济基础作为支撑条件，湖南投资集团股份有限公司的领导人独具慧眼，加盟此行业并成为强有力的支持力量。同年陈启武课题组与湖南投资集团股份有限公司开展相关产业化合作（合同金额90万元），1999年7月开始研制Y-500型金刚石合成设备及开发ф40-ф42mm腔体金刚石合成工艺， 1999年12月底完成了Y-500型高压设备试制工作，并于2000年1月中旬完成了调试工作，至2001年7月共制造出Y-500型设备44台。其中第一台设备售给郑州新亚复合超硬材料有限公司，用这种设备生产出Φ25.4的金刚石复合片(PDC)。这是目前国内能生产的最大规格的产品，处于国内领先地位；第二台设备用于本课题组Φ42mm腔体粉末触媒金刚石合成试验，后来又增加4台；第三台设备出口韩国用于生产Φ30mm的金刚石复合片(PDC)；湖南投资集团股份有限公司自己拥有15台，其余22台售给衡阳晶科威实业有限公司。Y-500型高压合成设备于2000年7月通过湖南省科委鉴定，专家鉴定的结论是：以“压力坎限”准则和结构刚性理论为设计的指导思想，研制的Y-500型金刚石合成设备，计算严谨、设计合理，是当时世界上可用于工业生产的最大的六面顶压机，达到了人机最佳协调，其性能（结构刚性、运行精度、可操作性）处于国际领先水平。专家们一致认为 Y-500型高压合成设备具有设备系列化的特征，对推动整个行业的高压设备发展具有重要意义。2001年《Y-500型金刚石合成设备及合成工艺研究》成果获湖南省科技进步二等奖。以Y-500型高压设备为示范，Φ500mm缸径设备在本世纪头十年已发展成为行业的主流设备。随着大型化过程，金刚石的粒径与质量不断提高，产量直线上升，有效地推动了行业不断迈上新台阶。

　　1978年在“全国第一届高压物理学术研讨会”上陈教授宣读了《人造金刚石合成过程中的动力学效应》论文，指出在碳相图上讨论合成工艺是概念的混淆，继之进行深入探讨，1993年完整地提出了《金刚石合成曲面》的理论，第一次对碳相图上所谓“合成区”给予了正确且深入的解释，导出了金刚石质量方程，进一步揭示了人造金刚石的合成规律，丰富了金刚石合成理论。

　　1981年陈启武教授合成出针状金刚石，填补了国内空白。1982年发表在《矿冶工程》杂志第二期上，1983年在第二届全国高压学术研讨会上宣读了《长形针状金刚石》一文，后载入中国物理学会编中英文版论文集。这一产品是金刚石砂轮特别是金刚石修整砂轮的较好用料。

　　上世纪80年代西方对我国无论是六面顶还是两面顶设备生产的金刚石产品都是不屑一顾的。90年代初由陈启武教授主持完成的研究成果《粗颗粒高强度金刚石研究—Φ23mm腔体合成工艺》，经美国G.E公司检测后认为中国采用六面顶技术生产的该型号金刚石（JR4）是一种有竞争力的产品，并特别关注中国在高压合成技术方面的进展。“士隔三日，当刮目相看”。1998年陈启武教授随同黄河实业集团公司有关人员访问日本，将该公司采用UDS-I型设备、Φ30mm腔体工艺合成的金刚石(牌号：HHD30)在大板金刚石株式会社(ODK)与世界几大公司(美国的GE、英国的De Beers、韩国的日进)的高档产品对比检测结果表明，HHD30的冲击韧性和热稳定性与国外高档金刚石产品仅在1100℃显示出热稳定性的差别。 

　　本世纪初，国产粉末触媒合成粗颗粒高强度金刚石技术发展受阻，陈启武教授发现，美国G.E公司关于80/400目数的金刚石有一个MBG600系列4个品牌：MBG-660、MBG-640、MBG-620和MBG-600，其中MBG-660是最高品牌，当时的报价1.30美元/克拉。他的研发团队将研发的注意力聚集在这一产品上，研制出HTD系列高品级细粒度金刚石产品，填补了国内空白。由于该晶形特别完整，均为六面体-八面体聚形，其晶形、性能与美国G•E公司的MBG系列产品相当。