我國人造金剛石發(fā)展歷史的幾個歷史鏡頭
磨料磨具網(wǎng)顧問 夏瑤峰
2008年是鄭州磨料磨具磨削研究所建所50周年，也恰逢我國第一顆人造金剛石誕生45周年。在這個雙喜臨門的日子，做為我國磨料磨具行業(yè)的一名老兵和我國人造金剛發(fā)展歷史的見證人之一，愿重溫幾個歷史鏡頭，以資共享。
一、代號《121》
1960年月10月，第一機(jī)械工業(yè)部下達(dá)了一項國家重點科研項目，為了保密，課題的名稱采用了代號《121》，它就是后來人所共知的公開秘密——人造金剛石的研制項目。
隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，高硬度、難加工材料的不斷出現(xiàn)，機(jī)械加工、地質(zhì)勘探、石油開采、冶金、電子工業(yè)和軍工系統(tǒng)對金剛石的需求日益增多。而我國天然金剛石已探明礦源稀少，開采更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了需求，當(dāng)時年產(chǎn)量只有幾千克拉，所以一直是靠進(jìn)口過日子，不僅每年耗去數(shù)千萬美元的外匯，而且進(jìn)入20世紀(jì)60年代由于國際形勢的變化，進(jìn)口幾乎處于無望程度。而人造金剛石，當(dāng)時還只有美國等幾個少數(shù)工業(yè)發(fā)達(dá)國家所掌握，做為一種戰(zhàn)略物資，對我嚴(yán)加封鎖和保密。面臨此形勢，在中央“自力更生、奮發(fā)圖強(qiáng)、趕超世界先進(jìn)科學(xué)技術(shù)水平”的偉大號召下，我所與兄弟單位責(zé)無旁貸地接受了這一光榮而又艱巨的任務(wù)。金剛石當(dāng)時做為一種超硬磨料，課題任務(wù)也就自然落到了我們所和我們磨料研究室，當(dāng)時自己做為室主任深感壓力之大。在所領(lǐng)導(dǎo)親自主持下，經(jīng)過研究決定，讓研究室副主任于鴻昌同志立即放下室務(wù)工作，專職任《121》課題組長，同時抽調(diào)研究室技術(shù)骨干王光祖、蘆飛雄、余征民、李進(jìn)保等同志組成《121》課題小組。與一機(jī)部通用機(jī)械研究所、地質(zhì)部地質(zhì)科學(xué)研究院一道，在幾乎沒有任何可以借鑒、極端困難條件下，開始了向人造金剛石這一科學(xué)技術(shù)高峰攀登。
由于參戰(zhàn)單位的通力合作，經(jīng)過幾個月的緊張活動，資料查找，調(diào)研分析，課題組提出的《人造金剛石研究計劃任務(wù)書》于1961年3月得到一機(jī)部正式批準(zhǔn)。首先以通用機(jī)械研究所為主完成了高壓高溫裝置的設(shè)計，接著又突破了制造和裝備的難關(guān)，終于1962年底有了我國第一套61型高壓高溫裝置，為人造金剛石合成試驗提供了條件。于此同時以我所于鴻昌、王光祖等同志為首查閱了北京圖書館和情報專利室，收藏的有關(guān)圖書、資料，對當(dāng)時能查到的有關(guān)金剛石合成的近十條曲線，作了逐個分析，總結(jié)出了經(jīng)驗公式和石墨—金剛石平衡曲線，確定了合成壓力與溫度條件；選定了觸媒、碳素及組裝方法；結(jié)合搞普通磨料的電熱知識選定了直接加熱法，撰寫了《人造金剛石合成工藝?yán)碚摶A(chǔ)》和《人造金剛石合成工藝實施方案》并于1962年11月正式提出了《人造金剛石合成工藝計劃任務(wù)書》，為人造金剛石的研制提供了理論依據(jù)和具體的實施方案。經(jīng)過一次次試驗失敗，突破了一個個的難關(guān)，終于1963年12月6日，在最后一組方案第32次合成試驗中，研制成功了我國第一顆人造金剛石，前后用了兩年多時間，圓了國內(nèi)外多少人的百年夢想，走完了工業(yè)發(fā)達(dá)國家用了10多年才走完的路程。代號《121》也因此被永遠(yuǎn)載入我國科學(xué)技術(shù)發(fā)展史冊。此項目曾先后獲得全國科學(xué)大會獎、全國機(jī)械工業(yè)科學(xué)大會獎、河南省科學(xué)大會獎。
二、總理的關(guān)懷
我們最敬愛的周恩來總理，生前在操勞著國內(nèi)外大事，日理萬機(jī)情況下，一直關(guān)心著我國人造金剛石的發(fā)展。記得是在1969年在一機(jī)部領(lǐng)導(dǎo)向總理匯報金剛石生產(chǎn)情況時，總理做了三點指示：第一，金剛石的事以后由先念同志抓一抓。（李先念同志時任副總理）；第二，金剛石生產(chǎn)也應(yīng)象多晶硅、單晶硅那樣，搞群眾運動。（當(dāng)時全國正大力推廣多晶硅、單晶硅生產(chǎn)）；第三，明年能否生產(chǎn)20萬克拉！歷史事實告慰了總理，三點指示，全部實現(xiàn)了。
首先，李先念副總理，在人造金剛石發(fā)展的不同階段，對取得的成績和前進(jìn)中的問題，不僅做過多次口頭指示，還做了不少文字批示。
如，1970年10月29日在《上海砂輪廠大破技術(shù)神秘論，金剛石生產(chǎn)提高十三倍》簡報上批示：金剛石的生產(chǎn)是否也象多晶硅、單晶硅那樣搞一個殲滅戰(zhàn)。從這份簡報看來，不那么神秘，上海砂輪廠已經(jīng)開出道路，別的廠就可以學(xué)。
1971年9月全國人造金剛石會議前夕，李副總理指示：必須把這項重要戰(zhàn)略物資立足國內(nèi)，現(xiàn)在每年要花幾千萬美元從資本主義國家進(jìn)口，人家不給怎么辦？
1971年12月29日，全國計劃會議轉(zhuǎn)發(fā)《關(guān)于人造金剛石生產(chǎn)和科研情況的報告》上，批示：不斷抓下去，總可以抓出好質(zhì)量和數(shù)量。
1973年7月26日，對國務(wù)院信訪辦《簡報》61期“關(guān)于上砂提出人造金剛石生產(chǎn)積壓問題。”批示：為什么金剛石沒有用途？是否沒有推廣作用？建議調(diào)查研討，擴(kuò)大使用范圍。一時推銷不出去，財政部收起來。不知外貿(mào)能否出口？
1973年9月9日對一機(jī)部《關(guān)于解決人造金剛石積壓問題的報告》，批示：建議采取積極方針，不要潑冷水。一個新的產(chǎn)品發(fā)生一些問題是可以理解的。遇到問題是知難而進(jìn)，還是知難而退呢？只能采取知難而進(jìn)，決不能知難而退，知難而退是機(jī)會主義者。不過要發(fā)動群眾，加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，總結(jié)經(jīng)驗，很快提高質(zhì)量，多品種生產(chǎn)。不要急，但也不能太慢，只要盡最大力量能辦到，就應(yīng)辦到。盡了力可能還是辦不到，那只有繼續(xù)總結(jié)經(jīng)驗再辦。
1974年6月23日在擬派鉆石考察小組赴加納、扎伊爾請示一文上批示：我們自己搞人造金剛石前幾年抓得很緊，并且有所進(jìn)步，近幾年似乎冷下來了，還是把這項工作抓緊吧！立足點應(yīng)靠自己生產(chǎn)，靠自己是唯一的好辦法。
1974年10月14日對地質(zhì)局編《地質(zhì)簡報》1974年第27期《我國天然金剛石資源情況》的批示：人造金剛石不能放松
1974年10月25日，對一機(jī)部情況反映《增刊十七期》《關(guān)于人造金剛的研制和應(yīng)用取得新進(jìn)展》的批示：要鼓勵。
其二，在總理和其他中央領(lǐng)導(dǎo)指示下，我所全力以赴展開了人造金剛石的推廣工作。由我所參加選址、設(shè)計并提供全套生產(chǎn)工藝技術(shù)資料和人員培訓(xùn)的，我國第一個人造金剛石專業(yè)生產(chǎn)廠——第六砂輪廠于1969年底投入試生產(chǎn)。在推廣人造金剛石活動中，我所編印了大量人造金剛石應(yīng)用等宣傳材料和人造金剛石生產(chǎn)全套基礎(chǔ)工藝技術(shù)資料，免費向全國有關(guān)單位贈送。無私、無償?shù)叵群鬄楸拘袠I(yè)和冶金、地質(zhì)、煤炭、石油等系統(tǒng)幾十個單位培訓(xùn)了三、四百名專業(yè)技術(shù)人員和工人。較早來所的有第一、第二、第六砂輪廠、上海砂輪廠、蘇州砂輪廠、冶金部北京燕郊金剛石廠，武漢軍區(qū)后勤712廠等。僅712廠來所培訓(xùn)的干部、技術(shù)人員、工人就有40人之多。當(dāng)時為給兄弟單位學(xué)員提供學(xué)習(xí)條件，全所壓機(jī)滿負(fù)荷開動，學(xué)員日夜輪流上崗。食堂緊張，所領(lǐng)導(dǎo)親自帶領(lǐng)干部下食堂幫廚，單身宿舍爆滿，所里就下令研究室騰出部分試驗室，臨時解決學(xué)員住宿問題。從而使我國人造金剛石的生產(chǎn)很快就象多晶硅、單晶硅一樣在全國推廣開來。
其三，由于除了我所和六砂外，不少參加培訓(xùn)單位也都很快先后投產(chǎn)，1970年我國人造金剛石產(chǎn)量一躍突破了總理要求的20萬拉，實際完成24萬5千克拉。
三、以研為主，兼搞小生產(chǎn)
為了使人造金剛石的科研成果，盡快轉(zhuǎn)入工業(yè)生產(chǎn)，1965年4月一機(jī)部向我所，濟(jì)南鑄鍛所、上海材料所，下達(dá)了經(jīng)國家科委批復(fù)的《關(guān)于人造金剛石中間試驗計劃任務(wù)書》，要求在我所建立人造金剛石中間試驗基地。我所除對項目全面負(fù)責(zé)外，還具體承擔(dān)了合成工藝、原材料加工工藝、產(chǎn)品分選工藝和理化鑒定及檢驗方法等研究任務(wù)。濟(jì)南鑄鍛所主要負(fù)責(zé)設(shè)計與試制六面頂壓機(jī)。上海材料所主要負(fù)責(zé)硬質(zhì)合金頂錘的研制。由于三單位的共同努力，用了不到一年的時間，全面完成了中間試驗任務(wù)。我所在完成此項任務(wù)中，幾乎動員了全所的力量，群策群力，在烈日下，在有害煙霧中，有的同志在攻克頂錘的爆炸關(guān)中震壞了耳膜，在土法上馬的酸處理中燒了手腳、廢寢忘食、艱苦奮戰(zhàn)，終于多快好省地完成了人造金剛石中間試驗基地建設(shè)。
在邊研究、邊建設(shè)、邊生產(chǎn)中我所人造金剛石產(chǎn)量1966年突破了一萬克拉大關(guān)。物以稀為貴，由于人造金剛石處于中間試驗階段，僅我所獨家生產(chǎn)，所以當(dāng)時金剛石價格十分昂貴，現(xiàn)今市場上幾角錢一克拉，通常講的磨料級人造金剛石，那時售價為30元一克拉。致使行業(yè)無不以羨慕的眼光注視并戲說：“磨料所真是壓機(jī)一響，黃金萬兩啊！”尤其到了1967年我所不僅擴(kuò)大了金剛石產(chǎn)量，而且還研制成功并投產(chǎn)了人造金剛石微粉和研磨膏，既滿足了國民經(jīng)濟(jì)一些部門包括軍工系統(tǒng)的急需，也給所帶來了較大經(jīng)濟(jì)效益。不僅保證了科研費用的開支，而且使全所經(jīng)費做到了自給有余。因此，還在部、局協(xié)調(diào)下，向經(jīng)濟(jì)困難的兄弟單位進(jìn)行了無息貸款。我記得比較清楚的就有第一砂輪廠和成都工具研究所。這對于一直吃“皇糧”的國家部屬研究所來說，簡直是個奇跡，當(dāng)時在全國也是獨一無二的。為此，國家科委以“以研為主，兼搞小生產(chǎn)”的典型，向全國科研單位，通報表揚了我所。我所本身也多次被邀在全國廠長會議、所長會議和河南省、鄭州市有關(guān)會議上介紹了經(jīng)驗。《以研為主、兼搞小生產(chǎn)》的方針和做法，在很長一段時間指引了我所的發(fā)展。
四、向大顆粒進(jìn)軍
在磨料級人造金剛石完成中間試驗任務(wù)，逐步轉(zhuǎn)向工業(yè)化生產(chǎn)同時，為了滿足國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展對大顆粒金剛石的需求。在中央有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)“金剛石要立足于國內(nèi)，立足于人造”的指示和“人定勝天”（人造的一定要勝過天然的）口號鼓舞下，根據(jù)一機(jī)部指示精神，我所于1967年開始了向大顆粒人造金剛石進(jìn)軍。1968年正式成立了《大顆粒人造金剛石試驗研究組》。為了響應(yīng)當(dāng)時走“五七”道路號召和一定保密性，小組對外的正式名稱為《五七試驗組》。由我兼任組長，邵德厚、于鴻昌同志任副組長，并分別擔(dān)任單晶及聚晶課題組負(fù)責(zé)人。時值文化大革命，干部全部下放勞動。因此，試驗組的工人、技術(shù)人員、領(lǐng)導(dǎo)干部一同研究計劃、制訂方案，一同日夜倒班參加試驗、一同總結(jié)分析、改進(jìn)提高，集思廣益、刻苦鉆研，很快取得了較顯著成果。在單晶方面合成出質(zhì)量較好的1mm左右的單晶體和少量的1.5mm左右的單晶黑色金剛石。我們合成出最大尺寸的單晶體達(dá)6mm。雖然由于設(shè)備條件等限制產(chǎn)品顏色、晶型、強(qiáng)度等還不理想。但摸索出了大顆粒人造金剛石合成材料的選擇、組裝方式、合成工藝條件等寶貴參數(shù)，為后來研制大顆粒、高強(qiáng)度人造金剛石打下了基礎(chǔ)；聚晶金剛石的研制，雖然起步稍晚，但很快取得了突破性的進(jìn)展，它既說明了大顆粒人造金剛石研制采取單晶、聚晶兩條腿走路方案的正確性，同時研制成功并立馬投產(chǎn)的不同規(guī)格的聚晶金剛石也適應(yīng)了當(dāng)時地質(zhì)、煤炭、石油等部門的急需。我所與勝利油田合作研制的《噴射式人造金剛石聚晶三刮刀鉆頭》，不僅實現(xiàn)了鐵人王進(jìn)喜等油田師傅們一只鉆頭打一口井的多年夢想，而且創(chuàng)造了單只鉆頭進(jìn)尺3135.87m的世界紀(jì)錄，榮獲國家二等發(fā)明獎。大顆粒人造金剛石研究課題也獲得了全國科學(xué)大會獎和全國機(jī)械工業(yè)及河南省科學(xué)大會獎。
五、《誰說雞毛不能上天》
在人造金剛石向工業(yè)化生產(chǎn)過渡中，做為我國磨料磨具行業(yè)的骨干企業(yè)，上海砂輪廠一直是走在前面的單位之一。在我所人造金剛石轉(zhuǎn)入中間試驗階段，他們就邊籌備生產(chǎn)條件，邊派來了工人師傅和技術(shù)人員，經(jīng)過短期培訓(xùn)回廠后很快就開始了試生產(chǎn)。到了1970年人造金剛石產(chǎn)量猛增了13倍。消息通過內(nèi)參到了中央，李先念副總理專門做了批示。指示：看來金剛石生產(chǎn)不那么神秘，上海砂輪廠已經(jīng)開出道路，別的廠就可以學(xué)。當(dāng)時一機(jī)部也非常重視，立即要求我所馬上派人去幫助總結(jié)經(jīng)驗，以便在行業(yè)推廣，根據(jù)所的安排我專程趕去了上海。上海砂輪廠朱慶生廠長親自掛帥，還特請了一位《文匯報》的記者。我們經(jīng)過差不多一周的緊張活動，走訪了工人師傅、技術(shù)人員和車間領(lǐng)導(dǎo)，召開了幾個小型座談會，最后總結(jié)出了一個典型材料，在此基礎(chǔ)上，上海《文匯報》以《誰說雞毛不能上天》為題，用了近半版的篇幅，做了專門報導(dǎo)。
六、抓“三根頭發(fā)”
1971年元月24日全國計劃會議，在北京民族飯店召開。袁寶華同志主持了討論人造金剛石等材料工業(yè)發(fā)展的座談。會上陳華堂同志（時任國家計委副主任）代表計委發(fā)言，提出要通過抓三根頭發(fā)，把材料工業(yè)的發(fā)展帶動起來。三根頭發(fā)就是：硅材（單晶硅、多晶硅）、鈮鉭鈦、人造金剛石。同時指示，抓三根頭發(fā)，不僅要著眼于物，更要著眼于政治。他說：我們這么大的國家，還要靠進(jìn)口，打起仗來怎么辦？而且世界革命人民都在看著我們，人家向我們要，我們咋好說“沒有”。有個兄弟國家向我們要100公斤單晶硅，周子健同志都不能答應(yīng)，還得周總理點頭，太不象話。他接著說：這三根頭發(fā)，是先念同志、秋里同志、寶華同志親自抓的。看準(zhǔn)了，就要下決心，一抓到底。72年計劃會時要拿出成績來，要公布成績名單。要抓典型，總結(jié)經(jīng)驗，全面推廣。要組成領(lǐng)導(dǎo)小組，按時開會，層層落實。在座談會上發(fā)言的有一機(jī)部代表周子健、建材局代表白向銀以及冶金部、河南省代表等。
會后，為加強(qiáng)對三根頭發(fā)之一，人造金剛石科研、生產(chǎn)及天然金剛石生產(chǎn)的領(lǐng)導(dǎo)，在李先念副總理親自主持下，成立了全國金剛石領(lǐng)導(dǎo)小組。由時任一機(jī)部副部長周子健同志任組長，時任建材局局長白向銀同志任副組長。
全國金剛石領(lǐng)導(dǎo)小組，對我國今天能發(fā)展成為世界上人造金剛石生產(chǎn)第一大國，起到了不可磨滅的歷史作用。
參考文獻(xiàn)：
- 陶知恥、親切的鼓勵和關(guān)懷，《中國超硬材料發(fā)展戰(zhàn)略研討會》
論文集（1993年11月深圳）
- 王光祖 中國超硬材料發(fā)展30年（同上）
- 夏瑤峰、瞿光輝 我國超硬材料工業(yè)的發(fā)展（同上）
- 吳金水、夏瑤峰 鄭州磨料磨具磨削研究所所史（1958—1988）
