前文提到石墨轉(zhuǎn)化金剛石的相圖（圖一），已詳細(xì)介紹凡是在石墨-金剛石平衡線以上的壓力溫度條件下，都滿足石墨相轉(zhuǎn)變成金剛石相的條件，然而，實(shí)際生產(chǎn)中一般不直接轉(zhuǎn)化，而是添加觸媒用靜壓觸媒法使之在相平衡線中上側(cè)的溫度壓力下進(jìn)行。所謂靜壓觸媒法就是指在金剛石熱力學(xué)穩(wěn)定的條件下，在恒定的高壓高溫和觸媒參與的條件下，使石墨轉(zhuǎn)化成金剛石的方法。是以石墨為原料，以過(guò)渡族金屬或合金為觸媒，用液壓機(jī)產(chǎn)生恒定高壓，以直流或交流電通過(guò)石墨產(chǎn)生持續(xù)高溫，使石墨轉(zhuǎn)化成為金剛石，轉(zhuǎn)化條件一般為5～7GPa，1300～1700℃。

       該方法是傳統(tǒng)的高壓高溫合成法，至今已有幾十年的歷史。其技術(shù)也是日新月異，還在繼續(xù)發(fā)展和完善中。幾十年來(lái)，國(guó)內(nèi)外都在致力于高壓設(shè)備、加熱方法、腔體結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，以及碳素原料和合金觸媒配比等的研究。

       合成金剛石的壓力溫度條件，因觸媒金屬的種類不同而不同。上面圖二是幾種金屬觸媒用間接加熱法合成金剛石的壓力和溫度范圍。每種觸媒相應(yīng)有一個(gè)溫度壓力區(qū)間，形狀類似“V”形，我們稱之為“V形合成區(qū)”。即每種觸媒或者觸媒組合和石墨搭配后合成金剛石都有一個(gè)溫度壓力區(qū)間，每個(gè)V形區(qū)的高溫界限是該觸媒或者觸媒合金與石墨的共晶溫度。所謂共晶溫度是指共晶合金直接從固態(tài)變到液態(tài)而不經(jīng)過(guò)塑性階段時(shí)的熔化溫度。比如利用Cu-Mn-Co和Cu-Co合金作觸媒，采用溫度梯度法合成金剛石，兩種合金在5.5GPa下，與石墨的共晶溫度在1130～1150℃之間，從石墨轉(zhuǎn)變金剛石生成溫度在1300℃以上。例如用Ni做觸媒合成金剛石的溫度下限與Ni-石墨的共晶溫度大概是一致的。V形區(qū)的下角，表示該種觸媒和石墨合成金剛石所需要的最低溫度壓力條件。部分觸媒相應(yīng)的最低壓力和溫度條件，列于下表中。

       在靜高壓和高溫下，在石墨-金屬催化劑系統(tǒng)中生產(chǎn)金剛石的方法，是目前在工業(yè)規(guī)模上合成金剛石的一個(gè)基本方法。此法所必需的最低壓力和溫度取決于金屬催化劑的選擇。對(duì)于有催化劑的合成溫度和壓力的區(qū)間數(shù)據(jù)，例如，對(duì)經(jīng)常被用來(lái)合成金剛石的Ni來(lái)說(shuō)，這些參數(shù)是P=5.5GPa，T=1400℃。觸媒催化劑種類很多，適合它們的合成溫度和壓力都需要在大量的生產(chǎn)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中總結(jié)記錄下來(lái)，這方面的參考資料不太多，希望同仁們?cè)谏a(chǎn)的同時(shí)能將這些有用的經(jīng)驗(yàn)記錄下來(lái)，共同推進(jìn)行業(yè)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，減少不必要的重復(fù)實(shí)驗(yàn)，縮短摸索時(shí)間。

       參考文獻(xiàn)：王光祖《超硬材料》