从理论上讲,用作合成金刚石的石墨,其纯度是越高越好,这一点在两面顶合成金刚石用石墨方面,无论是粉末组 装,还是片状组装,都得到了充分的证明。例如,从美国俄亥俄州石墨公司进口的纯净石墨粉,其杂质含量控制在20×10_6以下;国内两面顶合成金刚石用石 墨,均采用上海碳素厂的SMF510,其杂质含量也在100×101以下,采用这些石墨都能合成出高品级金刚石单晶。但在六面顶液压机上,假如石墨片的灰分做得很低,合成金刚石效果未必就很好。
从1994-1999年期间,我们把粉压片的灰分降低到0.001%tO.006%,其合成金刚石的单晶却不尽如人意,颜色偏淡,粗粒度、高强级金刚石偏少,连聚晶较多。这并不是杂质含量太低所致,而是金刚石单晶生长过快所致。
因为石墨在2700℃左右的高温中处理,都与石墨灰分、电阻系数、石墨化程度等相关。其灰分越低,电阻系数越低,而石墨化程度越高,似乎合成金刚石应非常 理想,但并非如此。其首先表现在石墨化程度太高后,电阻系数明显降低,合成金刚石用的电流明显上升。其次表现在合成效果上,如用不同杂质含量的粉压片,在 六面顶压机上作025mm腔体合成金刚石对比试验,发现其杂质含量适当大的合成效果反而要好。
但超过1200×10“时,对合成金刚石效果确有不良影响。因此,人造金刚石用石墨片的纯度,宜定位在99.9%左右。