中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所“功能碳素材料團(tuán)隊(duì)”以實(shí)現(xiàn)金剛石精密工具的國產(chǎn)化和產(chǎn)業(yè)化為目標(biāo)，最近在CVD（Chemical-Vapor-Deposition:化學(xué)氣相沉積）單晶金剛石合成方面取得了突破性進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)從國產(chǎn)微波等離子體CVD設(shè)備設(shè)計(jì)改造著手，開發(fā)了高密度、高穩(wěn)定性的金剛石沉積裝置。與國外設(shè)備相比，成本降至百分之三十。團(tuán)隊(duì)自主開發(fā)了金剛石的生長工藝，即對籽晶進(jìn)行特殊的處理，同時(shí)制備過程中嚴(yán)格控制生長參數(shù)。通過該工藝的運(yùn)用，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了無色透明CVD單晶金剛石片的批量生產(chǎn)。在僅通入氫氣和甲烷條件下的沉積速率可達(dá)70μm/h，摻入氮?dú)夂笏俾蔬_(dá)到150μm/h，這也是國產(chǎn)設(shè)備的一大突破。

       另外，團(tuán)隊(duì)開發(fā)了創(chuàng)新工藝，該工藝通過對單晶金剛石邊緣效應(yīng)進(jìn)行控制，消除了邊緣生長多晶的不利因素，能夠?qū)崿F(xiàn)長時(shí)間生長高質(zhì)量、大尺寸單晶金剛石片的目的，這突破了傳統(tǒng)方法需要多次切割、拋光、生長等繁瑣程序的限制，并實(shí)現(xiàn)了8x8x2 mm3（2.25克拉）大塊金剛石單晶的化學(xué)氣相合成。上述成果正在向工業(yè)化生產(chǎn)轉(zhuǎn)化，將為開發(fā)國產(chǎn)金剛石精密加工工具乃至克拉級透明鉆石及彩色鉆石珠寶等提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。（寧波材料技術(shù)與工程研究所）