Beers,Bridgman,GE,Hall,Winter还有苏联的技术和美国、日本、德国、英国、中国的产业共同构成了人工钻石史上的重要篇章。六面顶压机就是把高温和高压同时给锁在同一空间里,让它们持续在线足够长的时间的一种装置。这种装置在合成硬度最高、极其稀有的金刚石中发挥了巨大作用。美国科学家Bridgman提出了“大质量支撑原理”,给这场技术革命铺平了道路。而通用电气公司Hall小组设计的Belt两面顶装置,则首次把金属催化剂应用于石墨转化为人工金刚石。 六面顶压机刚问世的时候,行业里面就流传着“只要能合成出金刚石的压机就是好压机”的说法,于是各种设计的产品蜂拥而出,有些看起来热闹,但其实给行业埋下了隐患。有些机型断梁、掉底等严重事故频发,这主要是因为它们只是在速度和数量上求快,并没有给用户考虑可靠性的问题。 随着市场对超硬材料需求的增长,用户对六面顶压机的要求也发生了变化。现在不只是要合成出金刚石,还要求压机在高温高压下能精准保持对中性。这对设备精度要求非常高。如果六条铰链梁不同步变形,对中性不能保证,再先进的控制系统也没办法运作。所以说要工欲善其事必先利其器。 于是业内逐渐把“三心合一”奉为圭臬:结构中心、汇力中心和质量对称中心必须完美结合在一起。只有这样,合成腔体内的温度和压力曲线才能被牢牢锁定住。结构中心是六条活塞移动方向中心线的交汇点;汇力中心是六只硬质合金顶锤垂直力的交点;质量对称中心则是合成块重心的位置。 要让三个中心重合到一点上并不容易。制造铰链梁的时候,无论铸造还是锻造加工精度都必须一致才行,任何微小误差都会在高压下被放大成灾难。同样地,硬质合金顶锤和铰链梁之间也需要力量握手调整钢环相对大垫块位置才能让合力交汇于一点。合成块采用加热方向对称组装方式也是为了保持重心平衡术。 当然这些都不是一劳永逸的解决办法。如果铰链梁在高温高压下变形不同步、结构中心偏移、汇力中心跑位就会导致密封边受力失衡;一旦临界值被突破就会发生裂锤或卸压放炮等事故。所以说“三心合一”这个问题只有在制造环节中做得极致才能从根本上杜绝这类无解之灾。