超硬材料网

　　传压密封介质是超硬材料进行人工合成时一种不可缺少的辅助材料，这种材料必须具备传压、密封、隔热、绝缘等功能，缺一不可。我国第一代从事这项研究的同仁翻阅了不少资料，寻找国内多地出产具有传压密封功能的矿石，做了大量的分析、试验，通过大量的试验数据，证明北京门头沟赵家台出产的叶腊石是最适合我国六面顶液压机生产。超硬材料使用的传压密封介质其矿物成分为

　　AL₂O₃（28-32%）、SL₂O₃（45-52%）、Fe₂O₃+FeO（<1%）、K₂O（<0.5%）、Na₂O（<1%）、CaO（<1%）、MgO（<0.5%）、TiO（<0.5%）、灼减（5-6%）。

　　陶知耻教授最早对它进行过研究也是最早在科学期刊发表文章的学者。当时人们对叶腊石的矿物成分的要求和各成分在高压合成中所起的作用还是不很清楚，只是凭借合成效果和使用时放炮放气情况来衡量其质量的好坏，以后行业不少单位和个人对传压介质进行了不少探讨，发表不少文章，像吉大、川大的老师。叶腊石爱好者王德生等都做了不少的工作，大家对传压密封介质的作用的认识也就逐步加深，从手感外观深化到成分和结构，进料要求有所认识，要求色泽米黄、灰白、无夹、色泽一致等，这些要求在上世纪末以前还基本上能满足要求，进入本世纪可能由于储量减少开采量加大，矿石含杂量逐渐增加，售方的矿石也就渐渐放宽了质量尺度。近年来，由于需求量大增，产销打破了平衡，赵家台北岭矿区周边的老百姓也都参与了“挖”矿行列，叶腊石矿石成色就五花八门了，只要是门头沟的、不管有带斑点、有条纹、红色都拿来卖、用户只要买得到，到用户手头的东西跟上世纪八九十年代的叶腊石完全是两个模式，而价格却一涨再涨，每吨矿石卖价到3500-4000元，而货到用户手中能用的最多不超过85%，可见叶腊石的供应已到了何等饥荒的地步。

　　目前国内不少地方传出当地出产叶腊石矿，最早要算是浙江青田石和福建的寿山石，这两种石头经一些单位试用，称不宜于作超硬材料生产的传压密封介质使用，最近一段时间赤峰、浙江衢州，广西的最南端都有叶腊石矿传出，但经分析，一个是含杂质多，二是矿体极不稳定，多为浸袭交代矿体，不适合作传压介质用，有的矿体成分接近叶腊石，但由于矿床矿石成分不稳，有害杂质过多不能单独使用，纯净的叶腊石一时还找不到，能作传压密封介质的替代品还未发现，“组合型”传压密封介质将是今后攻克的重点，应引起业内人士的高度关注。

　　传压密封介质使用的变迁：

　　（1）超硬材料生产研究离不开传压密封介质，哪种矿物能胜任肩负这种使命，我国人造金刚石的开拓者们翻阅了不少资料，也借鉴了不少国外先行者的教训，认为选用叶腊石传压密封介质是最理想的，怎么才能用到试验中去，前辈们经过很长时间的摸索，一直到上世纪70年代开始小批量生产了，这种摸索还在继续进行，比如烘烤时间长短，温度的高低，以至季节变化的适应都在不断探索之内，本世纪出现的“石墨粉末棒”，其要求又不一样，等等可以说随着超硬材料的不断发展这些工艺上的摸索，从来没有停顿过。门头沟叶腊石对六石顶液压机适用，但对两面顶就不太合适，两面顶使用要求它相变越小损耗压力越小，另外它的块是放置在压缸内，温度远远高于六面顶使用的情况，它要求相变小，结晶水少最好没有。人工晶体研究院使用两面顶液压机，开始使用的绝缘管是“石印石”，两端密封圈是叶腊石只是不予烘烤。从使用方法上看也是在不断变化；上世纪70年代前，门头沟的叶腊石刚开始用，矿山开出来的大块矿山先切成大方块，然后切成板，再切成条供给用户，用户根据要求切成块钻孔烘烤后使用，那个时候，方块不方，尺寸误差大，钻孔偏差，孔径与石墨片差度大，烘烤的温度时间也不确定，加至设备也不听话，在相当一段时间内合成金刚石时，有时有，有时无金刚石生长真像小孩捉迷藏，为了合成出好金刚石，大家下了不少功夫，当时对大家来说，从业者都是半路出家地生路不熟，好在那个时候开交流会多，你家有点新东西，马上就组织在你家开观摩会，他家有什么突破就聚集到他家，80年代以前超硬材料技术是不保密的，来往亲密，叶腊石在使用上更是一样，七十年中，郑州三磨所（行业的领头军）**等试验成功粉压技术，很快就将该技术输送到“贵州六砂”，六砂马上就将粉压成型产品在交流会上展示，手把手地教给行业同仁，由切块到粉压成型，在叶腊石使用上进了一大步，一是误差小，标准化进了一步，为金刚石生产走向稳定和扩大腔体打下了基础；二是节省了很多原材料，切条再切块、钻孔，材料的利用率最多是十分之一，当时切的边角料都用来填路，到本世纪初矿上又把这些挖出来作为上等品卖给用户。上世纪八十年代在天然金刚石围岩---金伯利岩的启示下萌生混合型传压介质，但没有深究和对它必要性的认识而中断，到上世纪九十年代末，由于生产的需要，水到渠成，叶腊石与白云石复合块诞生了，（研发人柳文明退休高级工程师）开始的复合块生产是两种料用隔板将叶腊石和白云石同时倒入模具用套管进行一次压制的，很不规矩，以后逐渐改进现在是很成熟了，并在行业内普遍应用。在2005又研制出梅花型复合块，用它可以大大扩大腔体，由于需要异型顶锤配合，故未能推广，2010年用户提示生产出十字型复合块，少数单位现在还在使用。叶腊石-白云石复合块的出现对推进超硬材料的发展起了一定作用，同时节省了近1/3左右的叶腊石用量。

　　时间进入二十一世纪，我国的超硬材料的高速发展，人造金刚石产量达到和超过100亿克拉，叶腊石的用量初步估算年用量在2-3万吨以上，由于门头沟叶腊石开采了50多年，至今还没有找到能单独使用的叶腊石矿，门头沟的矿石锐减，特别上等级的优质矿几乎找不到，见到的都是尾矿，夹杂物、围岩等杂质很多，矿石生产量远远满足不了用户的需求，叶腊石供应明显告急，面对如此严峻状况，迫使不少业内人士想其他办法谋求叶腊石的替代物，这可能是传压密封介质在使用上的一个转折点---解除完全依赖单一的矿石的好办法，这样，矿源就会很广泛，人工调配更有可能，使用起来将会更稳定，这种优选组合型传压密封介质已走出了简单混合而直接上升为第二代组合精加工型阶段，这样将更会促进超硬材料的发展，希望这种新型的传压密封介质早日诞生。