我国人造金刚石发展历史的几个历史镜头
中国磨料磨具网顾问 夏瑶峰
2008年是郑州磨料磨具磨削研究所建所50周年，也恰逢我国第一颗人造金刚石诞生45周年。在这个双喜临门的日子，做为我国磨料磨具行业的一名老兵和我国人造金刚发展历史的见证人之一，愿重温几个历史镜头，以资共享。
一、代号《121》
1960年月10月，第一机械工业部下达了一项国家重点科研项目，为了保密，课题的名称采用了代号《121》，它就是后来人所共知的公开秘密——人造金刚石的研制项目。
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。而我国天然金刚石已探明矿源稀少，开采更是远远满足不了需求，当时年产量只有几千克拉，所以一直是靠进口过日子，不仅每年耗去数千万美元的外汇，而且进入20世纪60年代由于国际形势的变化，进口几乎处于无望程度。而人造金刚石，当时还只有美国等几个少数工业发达国家所掌握，做为一种战略物资，对我严加封锁和保密。面临此形势，在中央“自力更生、奋发图强、赶超世界先进科学技术水平”的伟大号召下，我所与兄弟单位责无旁贷地接受了这一光荣而又艰巨的任务。金刚石当时做为一种超硬磨料，课题任务也就自然落到了我们所和我们磨料研究室，当时自己做为室主任深感压力之大。在所领导亲自主持下，经过研究决定，让研究室副主任于鸿昌同志立即放下室务工作，专职任《121》课题组长，同时抽调研究室技术骨干王光祖、芦飞雄、余征民、李进保等同志组成《121》课题小组。与一机部通用机械研究所、地质部地质科学研究院一道，在几乎没有任何可以借鉴、极端困难条件下，开始了向人造金刚石这一科学技术高峰攀登。
由于参战单位的通力合作，经过几个月的紧张活动，资料查找，调研分析，课题组提出的《人造金刚石研究计划任务书》于1961年3月得到一机部正式批准。首先以通用机械研究所为主完成了高压高温装置的设计，接着又突破了制造和装备的难关，终于1962年底有了我国第一套61型高压高温装置，为人造金刚石合成试验提供了条件。于此同时以我所于鸿昌、王光祖等同志为首查阅了北京图书馆和情报专利室，收藏的有关图书、资料，对当时能查到的有关金刚石合成的近十条曲线，作了逐个分析，总结出了经验公式和石墨—金刚石平衡曲线，确定了合成压力与温度条件；选定了触媒、碳素及组装方法；结合搞普通磨料的电热知识选定了直接加热法，撰写了《人造金刚石合成工艺理论基础》和《人造金刚石合成工艺实施方案》并于1962年11月正式提出了《人造金刚石合成工艺计划任务书》，为人造金刚石的研制提供了理论依据和具体的实施方案。经过一次次试验失败，突破了一个个的难关，终于1963年12月6日，在最后一组方案第32次合成试验中，研制成功了我国第一颗人造金刚石，前后用了两年多时间，圆了国内外多少人的百年梦想，走完了工业发达国家用了10多年才走完的路程。代号《121》也因此被永远载入我国科学技术发展史册。此项目曾先后获得全国科学大会奖、全国机械工业科学大会奖、河南省科学大会奖。
二、总理的关怀
我们最敬爱的周恩来总理，生前在操劳着国内外大事，日理万机情况下，一直关心着我国人造金刚石的发展。记得是在1969年在一机部领导向总理汇报金刚石生产情况时，总理做了三点指示：第一，金刚石的事以后由先念同志抓一抓。（李先念同志时任副总理）；第二，金刚石生产也应象多晶硅、单晶硅那样，搞群众运动。（当时全国正大力推广多晶硅、单晶硅生产）；第三，明年能否生产20万克拉！历史事实告慰了总理，三点指示，全部实现了。
首先，李先念副总理，在人造金刚石发展的不同阶段，对取得的成绩和前进中的问题，不仅做过多次口头指示，还做了不少文字批示。
如，1970年10月29日在《上海砂轮厂大破技术神秘论，金刚石生产提高十三倍》简报上批示：金刚石的生产是否也象多晶硅、单晶硅那样搞一个歼灭战。从这份简报看来，不那么神秘，上海砂轮厂已经开出道路，别的厂就可以学。
1971年9月全国人造金刚石会议前夕，李副总理指示：必须把这项重要战略物资立足国内，现在每年要花几千万美元从资本主义国家进口，人家不给怎么办？
1971年12月29日，全国计划会议转发《关于人造金刚石生产和科研情况的报告》上，批示：不断抓下去，总可以抓出好质量和数量。
1973年7月26日，对国务院信访办《简报》61期“关于上砂提出人造金刚石生产积压问题。”批示：为什么金刚石没有用途？是否没有推广作用？建议调查研讨，扩大使用范围。一时推销不出去，财政部收起来。不知外贸能否出口？
1973年9月9日对一机部《关于解决人造金刚石积压问题的报告》，批示：建议采取积极方针，不要泼冷水。一个新的产品发生一些问题是可以理解的。遇到问题是知难而进，还是知难而退呢？只能采取知难而进，决不能知难而退，知难而退是机会主义者。不过要发动群众，加强领导，总结经验，很快提高质量，多品种生产。不要急，但也不能太慢，只要尽最大力量能办到，就应办到。尽了力可能还是办不到，那只有继续总结经验再办。
1974年6月23日在拟派钻石考察小组赴加纳、扎伊尔请示一文上批示：我们自己搞人造金刚石前几年抓得很紧，并且有所进步，近几年似乎冷下来了，还是把这项工作抓紧吧！立足点应靠自己生产，靠自己是唯一的好办法。
1974年10月14日对地质局编《地质简报》1974年第27期《我国天然金刚石资源情况》的批示：人造金刚石不能放松
1974年10月25日，对一机部情况反映《增刊十七期》《关于人造金刚的研制和应用取得新进展》的批示：要鼓励。
其二，在总理和其他中央领导指示下，我所全力以赴展开了人造金刚石的推广工作。由我所参加选址、设计并提供全套生产工艺技术资料和人员培训的，我国第一个人造金刚石专业生产厂——第六砂轮厂于1969年底投入试生产。在推广人造金刚石活动中，我所编印了大量人造金刚石应用等宣传材料和人造金刚石生产全套基础工艺技术资料，免费向全国有关单位赠送。无私、无偿地先后为本行业和冶金、地质、煤炭、石油等系统几十个单位培训了三、四百名专业技术人员和工人。较早来所的有第一、第二、第六砂轮厂、上海砂轮厂、苏州砂轮厂、冶金部北京燕郊金刚石厂，武汉军区后勤712厂等。仅712厂来所培训的干部、技术人员、工人就有40人之多。当时为给兄弟单位学员提供学习条件，全所压机满负荷开动，学员日夜轮流上岗。食堂紧张，所领导亲自带领干部下食堂帮厨，单身宿舍爆满，所里就下令研究室腾出部分试验室，临时解决学员住宿问题。从而使我国人造金刚石的生产很快就象多晶硅、单晶硅一样在全国推广开来。
其三，由于除了我所和六砂外，不少参加培训单位也都很快先后投产，1970年我国人造金刚石产量一跃突破了总理要求的20万拉，实际完成24万5千克拉。
三、以研为主，兼搞小生产
为了使人造金刚石的科研成果，尽快转入工业生产，1965年4月一机部向我所，济南铸锻所、上海材料所，下达了经国家科委批复的《关于人造金刚石中间试验计划任务书》，要求在我所建立人造金刚石中间试验基地。我所除对项目全面负责外，还具体承担了合成工艺、原材料加工工艺、产品分选工艺和理化鉴定及检验方法等研究任务。济南铸锻所主要负责设计与试制六面顶压机。上海材料所主要负责硬质合金顶锤的研制。由于三单位的共同努力，用了不到一年的时间，全面完成了中间试验任务。我所在完成此项任务中，几乎动员了全所的力量，群策群力，在烈日下，在有害烟雾中，有的同志在攻克顶锤的爆炸关中震坏了耳膜，在土法上马的酸处理中烧了手脚、废寝忘食、艰苦奋战，终于多快好省地完成了人造金刚石中间试验基地建设。
在边研究、边建设、边生产中我所人造金刚石产量1966年突破了一万克拉大关。物以稀为贵，由于人造金刚石处于中间试验阶段，仅我所独家生产，所以当时金刚石价格十分昂贵，现今市场上几角钱一克拉，通常讲的磨料级人造金刚石，那时售价为30元一克拉。致使行业无不以羡慕的眼光注视并戏说：“磨料所真是压机一响，黄金万两啊！”尤其到了1967年我所不仅扩大了金刚石产量，而且还研制成功并投产了人造金刚石微粉和研磨膏，既满足了国民经济一些部门包括军工系统的急需，也给所带来了较大经济效益。不仅保证了科研费用的开支，而且使全所经费做到了自给有余。因此，还在部、局协调下，向经济困难的兄弟单位进行了无息贷款。我记得比较清楚的就有第一砂轮厂和成都工具研究所。这对于一直吃“皇粮”的国家部属研究所来说，简直是个奇迹，当时在全国也是独一无二的。为此，国家科委以“以研为主，兼搞小生产”的典型，向全国科研单位，通报表扬了我所。我所本身也多次被邀在全国厂长会议、所长会议和河南省、郑州市有关会议上介绍了经验。《以研为主、兼搞小生产》的方针和做法，在很长一段时间指引了我所的发展。
四、向大颗粒进军
在磨料级人造金刚石完成中间试验任务，逐步转向工业化生产同时，为了满足国民经济发展对大颗粒金刚石的需求。在中央有关领导“金刚石要立足于国内，立足于人造”的指示和“人定胜天”（人造的一定要胜过天然的）口号鼓舞下，根据一机部指示精神，我所于1967年开始了向大颗粒人造金刚石进军。1968年正式成立了《大颗粒人造金刚石试验研究组》。为了响应当时走“五七”道路号召和一定保密性，小组对外的正式名称为《五七试验组》。由我兼任组长，邵德厚、于鸿昌同志任副组长，并分别担任单晶及聚晶课题组负责人。时值文化大革命，干部全部下放劳动。因此，试验组的工人、技术人员、领导干部一同研究计划、制订方案，一同日夜倒班参加试验、一同总结分析、改进提高，集思广益、刻苦钻研，很快取得了较显著成果。在单晶方面合成出质量较好的1mm左右的单晶体和少量的1.5mm左右的单晶黑色金刚石。我们合成出最大尺寸的单晶体达6mm。虽然由于设备条件等限制产品颜色、晶型、强度等还不理想。但摸索出了大颗粒人造金刚石合成材料的选择、组装方式、合成工艺条件等宝贵参数，为后来研制大颗粒、高强度人造金刚石打下了基础；聚晶金刚石的研制，虽然起步稍晚，但很快取得了突破性的进展，它既说明了大颗粒人造金刚石研制采取单晶、聚晶两条腿走路方案的正确性，同时研制成功并立马投产的不同规格的聚晶金刚石也适应了当时地质、煤炭、石油等部门的急需。我所与胜利油田合作研制的《喷射式人造金刚石聚晶三刮刀钻头》，不仅实现了铁人王进喜等油田师傅们一只钻头打一口井的多年梦想，而且创造了单只钻头进尺3135.87m的世界纪录，荣获国家二等发明奖。大颗粒人造金刚石研究课题也获得了全国科学大会奖和全国机械工业及河南省科学大会奖。
五、《谁说鸡毛不能上天》
在人造金刚石向工业化生产过渡中，做为我国磨料磨具行业的骨干企业，上海砂轮厂一直是走在前面的单位之一。在我所人造金刚石转入中间试验阶段，他们就边筹备生产条件，边派来了工人师傅和技术人员，经过短期培训回厂后很快就开始了试生产。到了1970年人造金刚石产量猛增了13倍。消息通过内参到了中央，李先念副总理专门做了批示。指示：看来金刚石生产不那么神秘，上海砂轮厂已经开出道路，别的厂就可以学。当时一机部也非常重视，立即要求我所马上派人去帮助总结经验，以便在行业推广，根据所的安排我专程赶去了上海。上海砂轮厂朱庆生厂长亲自挂帅，还特请了一位《文汇报》的记者。我们经过差不多一周的紧张活动，走访了工人师傅、技术人员和车间领导，召开了几个小型座谈会，最后总结出了一个典型材料，在此基础上，上海《文汇报》以《谁说鸡毛不能上天》为题，用了近半版的篇幅，做了专门报导。
六、抓“三根头发”
1971年元月24日全国计划会议，在北京民族饭店召开。袁宝华同志主持了讨论人造金刚石等材料工业发展的座谈。会上陈华堂同志（时任国家计委副主任）代表计委发言，提出要通过抓三根头发，把材料工业的发展带动起来。三根头发就是：硅材（单晶硅、多晶硅）、铌钽钛、人造金刚石。同时指示，抓三根头发，不仅要着眼于物，更要着眼于政治。他说：我们这么大的国家，还要靠进口，打起仗来怎么办？而且世界革命人民都在看着我们，人家向我们要，我们咋好说“没有”。有个兄弟国家向我们要100公斤单晶硅，周子健同志都不能答应，还得周总理点头，太不象话。他接着说：这三根头发，是先念同志、秋里同志、宝华同志亲自抓的。看准了，就要下决心，一抓到底。72年计划会时要拿出成绩来，要公布成绩名单。要抓典型，总结经验，全面推广。要组成领导小组，按时开会，层层落实。在座谈会上发言的有一机部代表周子健、建材局代表白向银以及冶金部、河南省代表等。
会后，为加强对三根头发之一，人造金刚石科研、生产及天然金刚石生产的领导，在李先念副总理亲自主持下，成立了全国金刚石领导小组。由时任一机部副部长周子健同志任组长，时任建材局局长白向银同志任副组长。
全国金刚石领导小组，对我国今天能发展成为世界上人造金刚石生产第一大国，起到了不可磨灭的历史作用。
参考文献：
- 陶知耻、亲切的鼓励和关怀，《中国超硬材料发展战略研讨会》
论文集（1993年11月深圳）
- 王光祖 中国超硬材料发展30年（同上）
- 夏瑶峰、瞿光辉 我国超硬材料工业的发展（同上）
- 吴金水、夏瑶峰 郑州磨料磨具磨削研究所所史（1958—1988）
