钻石是一种由碳元素构成的晶体，具有极高的硬度、折射率和色散率，在工业加工、电子器件、医疗器械、航空航天、珠宝首饰等领域有着重要应用。钻石的形成是复杂的地质过程，由地球地幔中的高温高压使碳元素结晶而成，稀少的天然钻石储量满足不了现代工业需求，通过高温高压技术培育人造钻石有着重要意义。

1954年，美国GE公司创造性地通过HPHT（高温高压）技术合成钻石，开启了人造钻石的新世界大门。

HPHT技术特征在于模拟地球深部的高温高压环境，高温约1500℃以上，压力近1000MPa条件下进行，在高温高压装置下，碳元素会发生晶体结构转变，通过调整温度压力参数，从而控制钻石的生长速度和晶格质量，获得超出天然钻石的品质及更大尺寸的人造钻石。

掌握合成钻石技术

钻石作为重要的战略物质，满足高精度机械加工、半导体激光器、高功率武器散热、深海钻探、高端相机摄像头等需求，国外长期封锁钻石合成技术。

新中国成立后，一直重视钻石合成技术的探索，1960年成立了代号“121”课题组，全力进行人造钻石技术攻关。1963年12月，中国人首次在自主研制的300吨“两面顶”压机上，用光谱纯石墨粉和Ni-Cr合金粉作原料成功培育出人造钻石，成为当时世界上第5个掌握该项技术的国家（美国、苏联、英国、日本、中国），成功打破了国外技术垄断。

虽然“两面顶”压机技术成功合成了钻石，但中国科学家很快发现自制的“两面顶”大压机满足不了大规模量产需求。1965年，中国独创的铰链式“六面顶”压机成功研制，这项原创的大压机技术发对于日后中国高压科学发展影响深远。

西方封锁中国发展

中国人只用了2年的时间完成了“两面顶”到“六面顶”的技术跨越，这是西方国家意识到中国的科技发展速度，开始了针对中国高压技术的围堵封锁，美国GE公司就曾多次封杀中国进口高端“两面顶”大压机的渠道。

1992年，国家计委批准从德国公司引进9亿元大压机设备，用于高品质锯用工业钻石合成。谁料，美国De Beer公司从中作梗，直接出手收购了这家德国公司，禁止向中国企业供应原料，并收回德国大压机技术资料，中国高端大压机计划被迫中断。

“六面顶”换道超车

中国人造钻石的研制始于“两面顶”，由于当时国民经济基础薄弱，难以全面攻克“两面顶”技术。在上世纪，“两面顶”技术是当时西方国家合成钻石的主流，相关的专利也都被美国GE公司、De Beer公司所把持，中国企业引进渠道屡遭封杀，中国没有退路，惟有全力投入拥有自主知识产权的铰链式“六面顶”大型化。

“六面顶”需要6个油压腔体，而“两面顶”只需1个或2个，西方国家普遍不看好“六面顶”技术。中国老一辈科研人员在上世纪60年代打下的铰链式“六面顶”技术基础，让中国高压科研人员有了“换道超车”的底气。

在90年代，中国企业不断增加大压机数量和吨位，凭借“聚沙成塔”的韧性，硬是将“六面顶”技术实现产业化发展。

同吨位的“六面顶”大压机所产的细粒钻石与“两面顶”产量差不多，但“六面顶”的成本造价却比“两面顶”低不少，且“六面顶”不用压缸生产，而“两面顶”压缸昂贵，这就是机遇。中国大压机企业凭借铰链式“六面顶”技术的综合成本优势迅速征服世界。2020年，中国已成为世界最大的人造钻石国家，产量占据全球90%，国产大压机产量全球领先。

“八面顶”二级高压国产化

技术发展无止境，如何获得更高压力或获得更大尺寸的样品是高压装置技术发展的目标，其不仅可以获得更大克拉的钻石，同时也可以进行其他材料应用方面的研究。

1970年，美国开始将目光投向“八面体”技术，将球分割装置改为8个带截角的立方块所组成的二级增压单元，进行加载试验。此后不断加大研发投入，具备二级压砧组成的八面腔压机的腔体压力提高至100 GPa的技术能力。

在二级大腔体静高压装置方向，中国技术储备比较薄弱。在2006年以前，国内高压研究的实验室所使用的二级大腔体静高压装置均为国外进口设备，不仅设备、配件价格昂贵，而且维保成本高，随时面临“卡脖子”风险，使得我国大腔体静高压技术发挥受制于人。

2013年，湖北洛克泰克仪器股份有限公司在武汉光谷成立，创始团队坚守大腔体静高压装置国产化初心，十年如一日攻克技术难题，成功推出了6-8式二级加压高温高压装置，整体性能指标与国际进口设备同一水平，实现了该领域的国产化。

其高压设备可以达到20Gpa、2000℃以上，能够在较长时间内实现温度与压力的自动调节，可以更精密地控制实验条件，提供稳定可靠的压力与温度实验环境。

如今，湖北洛克泰克研制的国产化大压机在北京高压科学研究中心、中国科学院大学、中国科学院深海科学与工程研究所、中国科学院上海硅酸盐研究所、吉林大学、武汉理工大学等科研单位，助力中国高温高压技术创新！