金刚石：核聚变反应堆中的秘密武器

传统的燃化能源，比如煤、油、天然气等资源的产量不断下降，而且排放大量温室气体也会加剧全球变暖，能源问题也将越来越严峻。为了应对这一挑战，世界各国纷纷开始研发新能源，而核聚变反应作为一种新型的清洁能源备受关注。在这个高度专业化的研究领域中涉及一个鲜为人知的一面——金刚石，而它恰恰是核聚变技术不可或缺的材料。

然而，核聚变反应需要非常高的温度和压力才能发生。理想的聚变条件需要温度达到数亿度，气压也要高达几百倍大气压，这样的条件是极其困难和昂贵实现的，而在此极端的环境下，也只有一种材料能够担此重任，那便是金刚石。

卡尔斯鲁厄理工学院(KIT)的研究人员为ITER反应堆开发了所谓的回旋管。回旋管是一种微波振荡器，在反应堆中可产生高达1.5亿摄氏度的高温，类似于一个巨大的微波炉。这种高温可以使氚燃料达到熔化所需的等离子体态。为了将来自回旋管的微波辐射引导到等离子体中，且在真空下将放射性氚保持在反应堆内，他们研发了一种用于窗口单元的金刚石盘，用于在核聚变反应堆中加热等离子体。目前为止，还没有发现其他材料能够在如此极端的微波辐射下存在，即使可以稳定存在，也未必具有像金刚石一样优异的渗透性和低损耗性。

该金刚石圆盘通过一种特殊的涂层技术——化学气相沉积（CVD）法制成。即金刚石在一个气体环境中，会沉积到真空反应器中的硅表面上进行生长。通过微波辐射，金刚石会变成等离子态，类似于在反应堆中发生聚变反应，但消耗的能量要小得多。等离子体中含有许多氢原子，可以有效抑制石墨的形成。

核反应技术中应用金刚石材料的技术尚未穷尽，仍有待继续进一步探索。金刚石是自然界存在的特殊材料之一，具有最高的硬度、低摩擦系数、高弹性模量、高热导、高绝缘、宽能隙、高的声传播速率以及良好的化学稳定性等。虽然天然金刚石具有这些独一无二的特性，但是它们一直仅仅是以宝石的形式存在，其性质的多变性和稀有性极大地限制了其应用。

凯发k8国际专注金刚石生产研发，掌握国际一流的金刚石生产工艺，目前已有成熟产品：金刚石晶圆、金刚石窗口片、金刚石热沉片、金刚石异质集成复合衬底等，其中晶圆级金刚石表面粗糙度Ra<1nm，金刚石热沉片热导率1000-2200W/（m.k)，凯发k8国际制备的CVD金刚石将这些优异的物理化学性能集一身，且成本较天然金刚石低，能够制备各种几何形状，在电子、光学、热学、机械等工业领域均有广泛的应用前景。