1989年9月22日《日本工業新聞》報道了一條用炸藥和碳粉炸出金剛石的訊息,引起了許多人的興趣,認為這種方法很新鮮。
用爆炸法生產金剛石是日本工業技術院化學研究所發明的。日本每年需要工業用金剛石約15噸(合6500萬克拉),但半數以上靠進口。現在的工業用金剛石的直徑最小的是0.25微米,價格很貴,這對日本造成了不小的心理壓力和經濟負擔。為了進行這次試驗、科研人員進行了精心的準備。他們認為用炸藥和碳粉炸出金剛石的設想,在理論上是能站住腳的。因為在炸藥爆炸的瞬間,可以產生40萬個大氣壓的超高壓和的超高溫。按以往用石墨在200加萬個大氣壓就能壓”出金剛石的情況,爆炸時產生的超高壓和超高溫條件應該說完全可以“壓”出金剛石。但是有一個問題必須解決,如果爆炸時碳粉完全燃燒掉,變成二氧化碳,那麼,製造金剛石就成了“無米之炊”,因為金剛石是純碳組成的。
為此,他們用了一個看似相當“土氣”的辦法。即把一個容量約150升的鋼氣瓶攔腰截掉上半部,成為一個圓簡型的堅固的敞口容器。然後將炸藥和碳粉混合並用石蠟固化,再裝進這個敞口的鋼製容器內。
試驗的這一天,科研人員把這個裝有炸藥和碳粉的鋼製敞口容器,沉入到一個直徑8米、深約5米的混凝土製成的水槽內。或許你會感到納悶,炸藥放在水槽內是幹嗎呢?其實這是一個非常關鍵的步驟,這樣在爆炸時其中的碳粉就基本上處於缺氧的條件下(深水中當然也有少量的氧,但微不足道),不會使碳燃燒成二氧化碳或一氧化碳。水槽的強度一次最多可以承受10千克炸藥的爆炸壓力,但這次試驗時只裝了10克炸藥,重量還不到一個大的“二踢腳”炮竹的火藥重。
起爆是用電點火進行的。操作員一按電鈕,只聽水槽內轟的一聲悶響,爆炸就算完成了。然後,將容器裡的水取出來靜置,讓炸出的金剛石自然沉澱。用這種程式一連進行了好幾次爆炸,都炸出了直徑為0.002~0.003微米的超細金剛石粉,獲得的金剛石重量在0.1~0.2克之間。為什麼每次得到的金剛石粉的重量不一樣呢?這和每次在炸藥中加人的碳粉的重量不同有關。
總的試驗結果證明平均1千克炸藥爆炸最多可得到約20克金剛石微粒。按粉末金剛石的賣價換算,20克金剛石價值是1萬日元,而所用的軍用高效能炸藥,1千克才1000日元。也就是說,得到的金剛石粉末的價值是炸藥費用的10倍,這真是一樁合算的買賣。科研人員預言,如果改進炸藥的種類和碳粉的配比,用1千克炸藥有可能炸出約50克金剛石粉末,這對資源短缺的日本來說無疑是一件幸事。
金剛石粉雖不能做鑽石戒指,但在工業上的用途很大,可以做研磨劑和切削工具的塗層等,因此用爆炸方法生產金剛石粉的技術受到許多國家的重視。