摘要 在我國人造金剛石誕生五十周年之際,我想以“憶往昔,人造金剛石給了我們團隊抓機遇、迎挑戰、創新意,任務帶學科、學科促任務”表達我的情意。一、創建時期&mdas...
一、 創建時期—從無到有(1958-1966)
新中國成立前,我國沒有專業人員和部門進行靜動高壓科技、探索人造金剛石晶體材料和高壓物理等研究工作。新中國成立后,1956年國家組織討論十二年全國科學技術發展規劃會議把高壓物理等列入其中。
(一)1958年5月1日在晶體學組建立由何壽安主持的高壓小組,籌建人造金剛石、巴拉松等必要條件。由單位領導出面介紹購買、交換等還有可能得到舊的油壓機。可是容器用的高質量硬質合金和能提高壓砧承受抗壓能力作外箍用的高質量合金鋼,卻不可能解決的,受到工業發展水平的限制。即便當時有稍高質量的用料,其品牌較多還必須通過實驗優選。不僅有個時間和費用問題,一個重要的情況,就是硬質合金的抗壓強度低于要求,何況受高溫等作用時,其抗壓強度會降低。面對這些困難,高壓小組采用自己動手試制硬質合金。首先用自制硬質合金,由何先生設計了活塞―園筒高壓容器,經本所和外協加工建立了這種裝置。1959年用體積法測壓可達四萬大氣壓。由于這種容器不能進一步提高壓力和無法絕緣而作罷。但這種容器可用來進行壓縮率測試工作。此后還設計了4×200噸四面體(簡稱四頭)壓機和帶式即對頂壓砧―壓缸式(Belt)高壓高溫容器(簡稱兩面頂、環狀、年輪)。又用自制硬質合金建立了帶式高壓高溫容器,經鉍、鉈、鋇電阻標定壓力可達當時國際壓標約5.5萬大氣壓。曾用鎳和石墨在當時估計的合成壓力和溫度等條件下,保溫時間很短就出現有關參數等指示顯出不穩,又有裂聲,只好立即降溫斷電,看來自制硬質合金質量有問題。1962年拉桿式4×200噸壓機外協加工件逐步完成,在本所工廠領導和工人師傅大力支持、協作下壓機組裝成功,并完成用手動油泵驅動四壓砧對中心,加千分表指示手控各單缸油閥進程等相應工作。
(二)1962年9月物理所決定,由晶體學研究室高壓組、金屬物理研究室去沈陽建新所留下的研究金屬缺陷組和物化分析組的電子顯微鏡及X光、化學分析等專業組合并組建了我國第一個高壓―金屬物理研究室簡稱為第六研究室。錢臨照任室主任,何壽安任副主任。下設四個研究組,其中如601組負責①高壓高溫技術與人造金剛石項目②靜水壓技術與半導體電學等性質。由正組長主持后者內容,由副組長兼室學術秘書并主持前者內容。這標志物理所高壓物理研究進入正規發展階段,同時重新恢復了高壓技術與人工合成金剛石項目的研究工作,并由何先生和本文作者主持。當時錢先生主要工作在中國科學技術大學,所以研究室的全面工作的主持人是何先生。
(三)研究室成立后,人造金剛石的研究工作由兩位主持人商議下面工作中兩個情況:一是4×200噸壓機能達到我們要求承受任務的可能性怎么樣?是否還要個以防萬一的備份方案!另一是采取哪些技術措施能使這臺壓機能順利符合我們實驗的要求。議論結果
(1)總的看來,拉桿式4×200噸壓機從硬質合金特點,大質量支撐原理,壓機開當便于觀察和安裝檢測裝置等分別更符合國情,較有利支撐和更有利研發實驗需要。是優勢或有利方面。但也存在一些不利方面,如有效裝料體積小些和整體設備占地面積大些,投產時更會突出這樣問題,同時壓機噸位增大,硬質合金壓砧增重后機械化自動化難度增大。當然,在中試投產時壓機選型將視國內實情處理。不過我們正在試探的緊裝四斜面六壓砧容器是有發展前景的,尤其在生產過程中實現機械和自動化方面將顯出重要的優勢和新意。
(2)只要發揮4×200噸壓機的優勢并采取必要可能實踐的技術措施,力爭容器承受人造金剛石要求以上3-5成穩定的壓力、溫度和保溫時間。為此,除了現有通常理解的符合支撐原理和冷卻技術外,還要采用特殊一些的方法、技術才能有效提高容器承受更高的壓力、溫度和保溫時間及其交叉參數配合,并降低有關主要參數的分散性。
(四)首先,由主持人何先生同成向榮、工廠師付和工人等安裝調試4×200噸壓機,選擇壓砧頂部三角邊倒角,外箍和壓砧園柱配合角及柱體和墊塊外園倒園角等防止應力集中破壞大質量支持效果,同時選擇壓砧與外箍的壓下量,過小、過大不利于支撐效果。繼續重視提高標壓元件制備、保存和測出其高壓下相變微電阻變化等質量。
同時,由另一主持人和王文君等人建立加壓下測出葉蠟石介質內部和表面摩擦系數的裝置,以了解非洲葉蠟石、浙江青田石和門頭溝幾種葉蠟石的傳壓和密封性能及選擇所用葉蠟石的熱處理溫度。仔細觀察壓力―負荷方法標定法過程中,下三壓砧交界縫隙部位,葉蠟石邊部漏介質狀況。這種現象可能損壞壓砧原支撐效果。通過碳的壓力―溫度相圖和鐵碳、鎳碳等相圖參數,選擇金剛石合成壓力、溫度、保溫時間等門檻值及區域,為定壓標溫和合成實驗提供必要信息和依據。
(五)1963年7月上述技術措施多次完善后,曾用石墨柱和粉料(在臺鉆上用銅柱壓緊)兩種方案,在4×200噸壓機上加壓(按當時公布的數據,金屬鉈1-2相變壓力為55千巴即5.5萬大氣壓)至6.5萬大氣壓,加溫在0-1000℃緩升3分鐘,1000-1400℃用2分鐘,1400-1600℃用2分鐘,1600℃保溫2分鐘后按臺階式降至1000℃后速降至室溫。全過程中未見指示針有嚴重反常波動。取出試樣觀察,粉料比柱狀的外形要差些。葉蠟石四面體有三個邊形成的封墊同另三個有明顯差異。同一壓砧面卸壓后的溫度冷卻到室溫的時間有差異。結果表明壓砧承受實驗所用參數的能力還有一定余地。若能采取措施處理好葉蠟石封墊和壓砧冷卻等問題還可以提高這種余地幅度。隨后,在籌備催化劑過程中曾獲得鎳片、鎳鉻絲,而有一種稱硬考耐爾合金片尚未籌集到。不久在清河某合金廠等獲得了一定量的鎳鉻鐵等合金片。所有樣品內裝件經選擇并經烤燈干燥處理后放入干燥皿中保存待用。8月中旬主持人共同討論下一步工作,計劃用:
(1)鎳片和石墨柱裝料樣品8個,
(2)用鎳片和石墨粉裝料樣品3個,
(3)用鎳鉻鐵片和石墨柱裝料樣品4個。并定在9月份由作者主持全程實驗和收尾工作。
(六)1963年9月1日由作者安排分工:由李家璘負責穩壓器觀察和報加熱系統用表指示數值。由成向榮進行壓機裝樣前后,用千分表按實驗要求手調進油閥同步加壓到定值。由王文君記錄所報用表數值和手動油泵升壓值,兼籌化學處理通風柜、化學處理用品。由作者主控加熱速度和觀察用表指示變化及采取緊急措施,實驗樣品進入容器前和加壓后外形觀察及葉蠟石塊中取出反應物一般觀察和斷口光學顯微觀察。隨后第③類裝料樣品4個投入合成實驗。其中1個因加熱電流電壓波動反常,在難以判斷是樣品本身還是整樓層什么的原因,就采取措施。第②類裝料樣品均有不同程度的加熱反常波動。第①類裝料樣品8個和第③、②類其余的均屬正常。這些樣品中反應物斷口能在玻璃和紅寶石上寫字還能劃動碳化硅砂輪。化學處理后取樣X光分析顯出金剛石線條,還有其它當時標準譜線沒有的多種細微線條。晶體尺寸一般為20-50微米。尚需繼續進行;
(1)在拉桿4×200噸設備上試探承受7.0萬大氣壓、2000℃和10-30分鐘等能力。
(2)為了能較快得到較大于4×200噸裝料腔體裝料實驗,以試探較大單晶金剛石生長和磨料級金剛石生產工藝等變化狀況。由何先生等人提供4×400噸鉸鏈式壓機草圖,由所工廠設計科按正規程序安排加工或外協加工,同時準備相應硬質合金壓砧等備件訂購,此外提供小型緊裝四斜面六壓砧容器的草圖由工廠加工。弓文俊廠長曾給我們提出了合理化建議,把上、下四滑塊由原固定的改為活動的,不但方便加工,而且有利于加入電絕緣層,便于電加熱和壓力標定等要求。
(3)提高實驗樣品化學處理回收和X光分析選料等質量
(4)籌備進行金剛石晶態與結晶量,在不同壓力、溫度、保溫時間、催化劑、石墨純度等變化規律所用原料和顯微照相裝置。1963年10-11月作者先后采用三溴甲烷比重液等和化學處理經清洗的反應物,在玻璃燒杯中混拌并等些時間后經光學顯微鏡觀察,挑選細粒晶體。經X光分析,已無非金剛石雜質線條,只有金剛石主線。
(七)1964年人工合成金剛石項目組首先針對硬質合金及其壓砧的特點和拉桿式四面體型壓機的實情,從Bridgman提出的大質量支撐原理出發,采用廣義性支撐方法和技術,進行提高壓砧抗壓承受能力等實驗,經過調整相關參數和相互配合的實驗表明,效果是很明顯的。采用這種方法和技術,不僅在4×200噸壓機上穩定達到6.5-7.0萬大氣壓、1800-2000℃、保溫時間約10-30分鐘,而且曾兩次超過7.7萬大氣壓(即高鉍點的相變壓力)。在此基礎上,采用不同壓力(6.0-7.0萬大氣壓)、溫度(1200-1650℃)、保溫時間(1-12分鐘)、不同催化劑(鎳、鎳鉻、鎳鉻鐵),不同純度的石墨對金剛石的結晶量與形貌等影響[2-4],進而在6.5-7.0大氣壓下對裝有NiCrFe 合金片和石墨片疊加的樣品按相圖中金剛石、石墨平衡線內側實行定壓升溫至1580℃并緩慢升至1800℃后緩降至1500℃保溫約10分鐘后降溫至室溫后降壓。曾得到金剛石晶體0.3-1.5毫米,最大1.7毫米。經X光分析為單晶,抗壓試驗,質量良好,同時由王文君等人建立了高溫熔煉設備,熔煉出鎳鉻鐵、鎳鉻合金等催化劑。還建立了顯微觀察照相裝置等。這些均為下一步向有關廠礦、企業作工具臺架試驗提供人造金剛石用量和推廣生產選擇工藝作了有利的必要準備。1964年,人工合成金剛石研究組被物理所評為1963年全所先進集體。1964年9月先后,該團隊增加了人員如王莉君、常文端、陳良辰、劉秀英、唐汝明等人。
(八)1964年10月中由中國物理學會主辦,委托物理所和人工晶體所具體籌辦(主持人分別為李運臣和范純學)的全國第三屆晶體生長學術會議在北京友誼賓館科學會堂舉行。錢學森、吳有訓、嚴濟慈、吳乾章等著名物理力學家、物理學家、晶體學家和全國晶體學專家、學者和人員出席了會議。物理所由高壓物理研究室人造金剛石團隊提供兩篇學術論文報告:第一篇由何先生代表團隊作“高壓高溫技術的若干研究”,第二篇由作者代表團隊作“人造金剛石熱力學與動力學的若干實驗研究”。其主要內容也是1978年獲全國科學大會獎和中國科學院重大科技成果獎等主要和重要組成部分。
(九)1965年在所工廠大力支持和協助下4×400噸鉸鏈式壓機建成。從人造金剛石中相變、結晶基元、成核、生長等特點,參考1964年實驗結果和工藝,采用二次加壓、分段保溫、不同保溫時間等工藝在4×400噸壓機上裝料直徑約10毫米的實驗中探索了壓力6.5-7.0萬大氣壓和最高溫度達2000℃等條件下金剛石晶體約2.0毫米的生長趨勢,得到最大為3.5毫米的單晶金剛石。4×400噸壓機實驗用的裝樣直徑比原來的壓機要大,而且作出2.0-3.5毫米較大的金剛石晶體,還順利成功獲得人造立方氮化硼[4]。但經實驗應用后值得提出,雖然較鏈式4×400噸壓機整體緊湊,但也正因此在換壓砧、調試對中、觀察四壓砧冷卻等狀況很不方便,往往要卸鋼棍插鎖、吊開上壓缸整件才行。
1964年全國第三屆晶體生長學術會議后,就有大慶油田、冶金部首都鋼廠、東華門工廠等工業部要求物理所提供人造金剛石細粒晶體作孕鑲鉆頭等應用,以便接收成果轉讓。還有建材部人工晶體研究所聯系合作研制萬噸(約三萬噸)級皮囊式人造金剛石壓機。1965年人工晶體所派王治安來所商談合作問題。
當時,大慶油田往往會碰到硬地層,非常需要金剛石鉆頭,可國際上對我國實行禁運。為了配合大慶油田研制人造金剛石鉆頭,我們在4×200噸拉桿式壓機上進行推廣生產磨料級人造金剛石工作,提供金剛石350克拉,其中0.5毫米以上金剛石172克拉,并作下井試驗。物理所無償把人造金剛石技術和工藝推廣給大慶油田、首都鋼廠、東華門工廠等工業生產部門。
二、 文革時期―機理與實際(1966-1997)
(一)前期的工作表明人造金剛石等超硬材料是用人工的方法使非金剛石結構碳(如石墨)或類石墨結構的化合物(如六萬氮化硼)轉變為常壓下存在的金剛石結構碳(如閃鋅礦結構立方金剛石和纖鋅礦結構六方金剛石)或類金剛石結構化合物(如立方金剛石結構化合物等)。這些晶體材料通過相變、成核和生長成單晶或形成多晶體團塊及薄膜。 當時國際上用溶劑、觸媒和固相轉化等機理解釋這種晶體生長過程是有待進一步商榷的。因為我們實驗的結果,若用石墨與催化劑在高壓高溫下共熔過程中它們出現近程有序結構的原子集團,相互作用形成金剛石的結晶基元,進而成核、生長為單晶或多晶金剛石等似乎更為合理。在七十年代中召開的全國人造金剛石研討會、高壓物理學術會議等,首先提出分析金剛石合成機理的內容即(助)熔劑―催化(觸媒)觀點并簡稱為熔媒觀點。
(二)1968年底到1969年初冶金部地質勘探處處長楊春發和李振潛(地勘專業留蘇歸國人員)、吳棣華(地勘專業人員)來所談磨料級金剛石孕鑲鉆頭與大顆粒金剛石表鑲鉆頭合作問題。他們更希望物理所能按排研制類似卡邦納多的黑金剛石,因為延慶的地質鉆探遇到磁鐵石英巖很難啃。
(三)從七十年代起著重開展了高壓燒結、生長多晶體(國內通稱為聚晶)和探索更高壓力、高溫技術工作。在4×200噸壓機上用鎳管裝料經高壓高溫燒結成2.0-2.5毫米的多晶金剛石樣品,經治金部冶金地質勘探處、桂林冶金地質所、首鋼地質勘探隊大力協作,把這種多晶體采用胎體表層手鑲制成地質鉆頭。對延慶磁鐵石英巖在地質大學進行臺架試驗,獲得鉆進30多米和平均時效1.8米以上的良好效果。由于這種金剛石的耐熱性較低,不能進行批量燒結表鑲地質勘探用鉆頭。為此,進行了耐熱性能高達表鑲鉆頭工藝所達的溫度900-1000℃保持高耐磨性等要求的多晶金剛石。在研究高壓高溫燒結機理的基礎上,提出鈦硅和鈦硅硼等多元摻雜物強化多晶體中界面結合方法,從而合成了高耐熱性等的多晶金剛石,比國際上的高300℃或更高[7,16,18]。這對于大尺寸多晶超硬材料及其復合體等生產及它們在地質勘探、礦山開采和石油鉆采均有重要價值。與此同時,從大質量支撐原理和相似形多級超高壓技術的研究,在4×1000噸壓機上使高壓提高到10萬以上大氣壓及試探性合成多晶金剛石的工作[。以上均屬1978年獲全國科學大會獎和中國科學院重大科研成果獎《高壓技術與人工合成金剛石》人造金剛石鉆探技術》(由冶金部推薦上報的合作項目)等主要和重要的組成部分。1971年起冶金部桂林地質所勘探室由方嘯虎帶隊來參于多(聚)晶金剛石實習、培訓操作等工作。
三、 改革開放—科技、研發、生產三輝煌
(一)文革過后,經過一定的調整和擴充,1978年由中國物理學會委托物理所主辦我國首屆高壓物理學術討論會,論文主要涉及高壓物理實驗技術包括高壓的產生和高壓下的相應測試技術、高壓下物質的相變和性質、高壓高溫下人造金剛石等超硬材料及其機理等三部分內容。當時從事動壓與核武器技術部門的領導、專家,如程開甲、陳能寬等初次在這種會議上亮相受到大家熱烈地歡迎。
(二)1978年12月物理所成立單一的高壓物理研究室,何先生任主,作者為副主任兼601組長,研究金剛石。這就是何先生在對外介紹作者時候曾稱之為老搭擋一個重要由來。1979年決定解決3000噸和5000噸壓機及擴展6×600噸和4×1000噸壓機為大廠房式的高壓物理實驗室。
(三)從七十年代到八十年代601研究組的生長多晶金剛石課題曾由陳良辰等人著重分析在4×200噸壓機上合成的這種金剛石石顯微組織和觸媒分布進而提出熱擴散和壓力擴散方程。在1980年進而采用片狀擴散法生長多晶金剛石,經上海拉絲模廠、四川西南電工廠等制成成品模并進行漆包園銅線拉絲試驗,達到相當或超過天然金剛石模的效果。于1984年開了鑒定會,1987年獲國家發明三等獎和專利
(四)1984年物理所撤消研究室建制, 改為研究組。此時,何先生任高壓材料組組長(503組),作者任高壓高溫金剛石晶體生長組組長(408組)。
(五)人造金剛石的機理實驗仍在進行并獲得若干新的結果:1)采用超高電壓透射電子顯微鏡觀察到金剛石晶體的疊柵圖和約1000Å邊長(111)面上的等厚條紋[10,25,27];2)通過X射線衍射技術分析了石墨與鈷在高壓高溫作用前后的結構變化特征[10,18,26];3)采用EXAFS技術分析了金剛石晶體中鎳的存在形式和配位狀態[10,15,29]。這些表明熔媒觀點能反映這種人造金剛石晶體在相變和結晶基元成核及生長中的相應特征。可能進一步揭示高壓高溫下人造金剛石過程中共熔(助熔)、催化(觸媒)和尺寸效應等微觀實質的個性化或特殊性內容,為工業人造金剛石工藝技術,如加壓、加熱方式和裝樣等提供依據。
(六)1983年7月,以中科院高壓物理科學家代表團(團長何先生、副團長為作者)出席在美國召開的國際高壓科技學術會和順訪5個國家實驗室。在會上何先生作了我國靜高壓物理的機構與工作內容等;作者發表了“高壓高溫下多晶金剛石的燒結機理”的論文[18]。1983年作者受托籌建中國物理學會高壓物理專業委員會并報送批準[3]。由專業委員會代表學會兩年一次組織全國高壓物理學術討論會,并出版中、英文討論會文集,內容一般分為靜高壓技術、超硬材料、高壓物性、物態方程及沖擊壓縮等部分。還對原西南流體物理所主辦的四川省物理學會確認的刊物改為《高壓物理學報》等事宜報請中國物理學會認可。
(七)1978年起發表的文章和在國際有關會議上的論文中已在討論部分,重視了界面結合能與有關凝聚相的表面自由能及其界面能等關系。在此基礎上,首重進行了高壓高溫體系中有關凝聚相界面結合理論和有關多晶金剛石實驗研究,首次推導出拉普拉斯第二定律的一個普適性方程和相應的界面結合特征方程。此方程把界面上微觀參數同宏觀層次界面結合狀態有機地聯系起來,為探索下一代新型多晶金剛石(含薄膜)及其復合體材等提供依據與途徑。在6×600噸鉸鏈設備上進行探索性復合摻雜物效應的實驗,多次調整有關參數后,終于獲得一種大顆粒多晶金剛石,具有金剛石自體結合和含有更細微粒金剛石自體健合與球化摻雜物交錯并存的界面結合狀態。這種多晶金剛石比天然黑金剛石的界面結合狀態具有獨自的特色,并在初步應用中顯示出優良特性[19]。經物理所評審后報院評議獲1987年中科院科技進步三等獎,并列入1988年國家級重大成果項目(一種復合摻雜燒結多晶金剛石及其制備方法和用途)。
(八)1989年3月召開學會第四屆第二次理事會上將有我國高壓物理的進展的報告。靜高壓物理的進展由作者總結和作報告。同年6月由409組陸坤權約作者討論合作題目,采用EXAFS技術分析金剛石晶體中鎳的存在形式和配位狀態有關問題,待投<物理學報>[9,25]。
(九)1989年8月作者先后在鋼研總院和新建產業總公司,負責主持籌建高壓、超硬材料實驗室和研發中心及特種聚晶中試線任主任,兼鋼研產業總公司副總工,先后聘為研究員、教授和教授級高級工程師等。1991年初生產出一種新型大顆粒多(聚)晶金剛石。中試生產并形成商品進入市場表明,這種具有國際先進水平的金剛石多晶體,其關鍵技術和所用設備全部國產化,有著自主知識產權的競爭力,為新型高品級超硬材料及復合材料提供有效工程技術途徑。1991年曾參與劉懷文院長在鋼研總院座談會上主持聽取德國溫特公司轉讓高品級粗顆粒人造金剛石的主題報告與討論。1992年國家科委組織人造金剛石考察團由本院和海南投資公司組團赴俄羅斯、烏克蘭考察人造金剛石研發成果和生產技術,由作者擔任技術顧問兼俄語翻譯。先后參觀了俄羅斯(前蘇聯)科學院高壓物理研究所五萬噸重型壓機和相應的特大型凹砧高壓高溫容器及人造金剛石展室;參觀了烏克蘭超硬材料研究所人造金剛石磨料級晶體和大顆粒多晶體生產線。1995年2月受Vinod K, Sarin代表組織委員會邀請赴美出席第5屆國際硬材料科學討論會,作界面結合理論的報告。經評審并推薦到國際重要刊物《材料科學與工程》發表 1998年轉入新建鋼研總院安泰科技股份有限公司繼續從事原有工作,并進一步著重研究多元體系中有關凝聚相界面結合理論和自體結合―鍵合狀態的模糊效應及其在超硬材料及制品方面的作用,尤其在多晶金剛石及復合材料(含復合體大尺寸和各種尺寸、正常和和異形等產品,單層和多層及單次多種尺寸等裝樣產品)與應用。曾聘為安泰公司粉末冶金事業部超硬(超硬材料、超硬聚晶)項目部經理[35],兼事業部顧問。曾兼中國機床工具工業協會超硬材料分會超硬材料專家委員會主任、工業金剛石信息網超硬專家委員會主任、《人工晶體學報》編委等。曾受邀主持國內有關超硬材料及制品等項目鑒定會和評審有關申請基金項目等。曾受中國國際工程咨詢公司冶金建材業務部聘為該公司承擔的項目中,擔任超硬材料及制品產業規劃部分的專家。2011年曾聘為中國材料研究學會超硬材料及制品專業委員會第一屆委員會名譽委員。
四、后記
(一)1934年我生于江蘇省無錫市,1952年畢業于無錫市一中,經統考得到書面通知到北京石駙馬大街北京俄語專修學校留蘇預備部報到。1959年6月畢業于前蘇聯烏拉爾工學院冶金系壓力加工專業。畢業論文題目內容:1合金鋼鍛壓加工工藝機理(位錯);2重型鍛壓設備機械化與自動化。獲優等生和冶金工藝師稱號的畢業證書。1959年6月歸國留蘇畢業生(去五機部報到,安排到外地原蘇援建的軍工廠,通過實習工作了解國情。我是在高級特種合金鋼鍛壓和熱處理車間技術組并跟班工作,也了解這種鋼的冶煉特點和發生問題等。困難時期剛過,中科院物理所金屬物理學錢臨照需要助手。我就返京去物理所人事處報到。
(二)1956年國家科學技術領導人指示,由國家科委出面組織討論制定十二年全國科學技術發展遠景規劃。把高壓物理、開展高壓高溫技術與人造金剛石等列入規劃中。
1958年物理所得知“規劃”要提前實現,就組織晶體學組吳乾章等人調研國際人造金剛石狀況,在晶體學組建立高壓小組,由何壽安主持。試圖以開展高壓高溫技術和人造金剛石等任務來帶動落實規劃中建立高壓物理學科。這是國家的需要、物理所的需要、開展高壓高溫技術和人造金剛石的需要、更是任務帶學科和科學面向實際的需要!國家的需要,物理所的需要,也就是我要抓的機遇。
曾記得,1958年5月畢業論文選題時導師說,人造金剛石要用上超高壓高溫技術,如果想了解的話,可以看一下已報導的資料,一篇是俄文的關于得諾貝爾獎金的Bridgman,他提出大質量支撐方法和技術設計高壓容器可產生的壓力高于自由活塞壓力計產生的最高壓力;另一篇是英文關于人造金剛石實驗成功的報導(Nature刊物)。
當時還談到,我們要建立高壓物理研究室,錢臨照研究員任正主任,何壽安副研究員任副主任。想聘你為601組長,主持高壓高溫技術與人造金剛石。兼室學術秘書,協助何先生。我們商定你仍然是留蘇博士預備研究生,專業改為高壓物理與人造金剛石,要聯系去的單位是蘇聯科學院高壓物理研究所,導師為該所所長韋列夏金教授、院士。
(三)文革過后在鋼研總院初期在研究室負責高品級多晶金剛石中試生產,不得已才雙肩挑。1988年10月何先生要我總結我國高壓物理的進展(三十年來的回顧),準備在1989年3月召開中國物理學會第四屆第二次理事上作報告 。有一個情況想聽聽何先生的意見:有些單位或個人常用第一顆人造金剛石進而把這個同所在單位或個人聯系起來。
何先生說“這種提法是不科學的,其用意是可想而知的。”
至于第一顆的提法,我同意何先生的意見,“不科學”!不如提首次。
根據我們的國情,是按照國家的需要和全國科技發展規劃等提出建立高壓物理、開展高壓(高溫)技術和人工合成金剛石,而不是某個人某個單位提出來;所用經費尤其在當時甚至較長時期內是國家投資的。這些與國外已報導人造金剛石實驗成功的大多數國家是不同的。因此,我國在同一時期有好幾個部門單位就從不同角度、不同方案、不同優勢、有的通過炒菜等方式,有的采用任務帶學科和學科促(指導)任務有中國特點等方式和結果向國際宣告中國人造(人工合成)金剛石誕生了,豈不是更為符合實情嗎?何況一項國家需要的任務,當時國家在幾個單位都下了任務并投資了幾個部門。
顯然,從投資方角度考慮,優秀結果是所投的部門都開花結果,實際上的進展是屬于第一種結果。
物理所的高壓技術與人造金剛石項目獲得好幾個大獎,第一個是中國科學院優秀獎,并由國家科委列為1963-1964年國家重大科技成果項目。由于當時郭沫若院長身份等關系,中科院比部委級別高,所以由院長簽名的中科院的優秀獎就是一等獎,所以國家科委不再評審而是《列為》,以示確認了由物理所上報《人工合成金剛石》項目由中科院評審為優秀獎的結果。(作者:原中國科學院物理研究所沈主同,現中國鋼研科技集團有限公司;本文摘自《中國超硬材料工業五十年》)