未来三年级作文

未来三年级作文（精选8篇）

篇1：未来三年级作文

今天是阳光灿烂的一天，我正要准备上学，突然，有一辆像飞机的汽车从空中落下。打开门，似乎是让我上去。我的好奇心使我进入了飞机车里。

“哇”我惊讶的.叫着。“没想到，这里会这么美啊”!里面的座椅会按摩功能和捶背功能坐上去舒服柔软，突然，门关上了，把我吓了一跳。正在我惊慌时，开车的人说“欢迎你坐本次飞机车，您即将要到20xx年。”“什么情况，怎么可能，难道我在做梦?”我半信半疑，可这车上的装饰，我又有了一丝相信。

我坐着飞机车，看着下面的风景，突然，外面变成了白色，越来越刺眼，刺得我的眼睛都睁不开，我睁开眼睛，我惊讶的说“我好像来到了另一个世界。”开车的人说“车以到达目的地请您下车。”我听他的指令下了车，刚下车就有一位漂亮的小姐来接我，他热情对我说“你好帅哥，我现在就带你去见你的房子。”说罢，她便牵着我的手准备带我走，看着外面的景色，我充满了享受之意。正当我入迷的欣赏景色时，她竟然开着一辆小型飞艇载着我去。

很快，她就降落在他所说的我家。同时也切底的让我相信这就是20xx年的地球。我刚进房时，就已经被震撼了，这座房子不仅大，而且还有各式各样，和这张床，这张床冬暖夏凉，最主要的是还有一位机器保姆。这位小姐给我介绍了很多资料这个机器保姆会做饭，要是口渴了饿了，会第一时间送来。小姐看着我满意的样子就走了，我一个人躺在大床上很快进入了梦乡。

铃铃铃，我的闹钟响了。对啊我不是在20xx吗?怎么又回来，哦，原来是一场梦啊，可这长梦显得那么真实，拿现在和未来比无论是科技上还是景色上都是天囊之別。但我相信，我的科技只要努力发展，今后一定会变成现实。

篇2：未来三年级作文

我希望未来的衣服是五彩缤纷的，可以随时变换颜色，随着人的心情的变化而变化，不再像现在这样只是固定的颜色，给生活增添了许多色彩。

我希望未来的衣服可以自己变换尺寸，在衣服上装上控制按钮，自己可以随意调节肥瘦，这样人们就不用因为自己最近是胖了还是瘦了而扔掉旧衣服购买新衣服，节约资源，保护环境。

我希望未来的衣服带有自主调温、自动恒温的功能，这样的话，人们穿上夏天感到凉快，冬天感到暖和，不用再穿上厚厚的棉衣，衣服可以随人们体温的变化随时调到适合自己的温度，不需要24小时开着空调，节约能源。

我希望未来的衣服带有自动杀菌的`功能，这样就能防止人们因为细菌的侵入而生病，也解决了许多因为生病却没钱看病人的烦恼。

我希望未来的衣服配备有按摩功能，当穿上它的人感到疲惫的时候，它可以启动按摩程序，缓解人的疲劳，让人心情愉快。

篇3：未来三年级作文

未来教室开创了这种顾全整体学生, 又体现个性化、差异化培养学生的教育新模式。在未来的教室里, 无线网络、电子触摸屏白板和平板电脑是基本硬件构成。区别于传统教学中的黑板、粉笔、教科书, 未来教室有的是几个交互式的电子白板和学生移动学习终端——ipad。学生移动学习终端——ipad里面装满了互动教材, 学生的课前、课堂、课后的学习、作业和回答都是在这上面完成。上课时, 老师只需用指尖触碰教室前方的交互式的电子白板, 利用服务终端向学生移动学习终端——ipad发布教学任务, 上课、上网、个性化学习同时进行。这样的未来教室是错综的、动态的, 它体现了学习的个性化, 以人为本;学习的应用性, 学以致用。未来教室作为一种新的教学模式, 它需要我们教师不断用智慧去实践, 用实践去建构。

以下就笔者自己执教的译林英语三年级上册U n i t 6Colours (story time) 教学, 谈谈笔者在未来教室教学中的体会。

一、“随机”“抢答”按钮, 让师生互动更频繁更有趣

教学片断1:

T: Let’s play this game.

T: (颜色转盘转) What colour is it now? You say: Colour, colour, what colour?

S: Colour, colour, what colour?

T: (颜色转盘停) What colour is it now?

S:It’s blue.

T:It’s blue.Yes.Do you want to play this game?

S:Yes.

T: Ok, who is the lucky one?

(教师点击“随机”按钮, 学生照片随机翻滚, 直至停在Student1的照片上。)

T: S1, you are lucky. Can you play this game?

S1: (play/stop) What colour is it now? (2-3times)

S:It’s…

教学片断2:

T:Do you want to play this game?

S:Yes.

T: OK, go.

(教师点击“抢号”按钮, 学生的ipad上出现“抢答”, Student2点的快, 大屏幕会显示S2的照片, S2答题。)

S: (颜色转盘转) Colour, colour, what colour?

S2: (颜色转盘停) What colour is it now? (2-3times)

S:It’s…

未来教室运用体会:

“随机”也就意味着任何学生都会被抽到上来“玩游戏”。“抢答”就是谁点的快, 谁来“玩游戏”。新课标下, 英语课堂教学已经不再是简单的学习英语的过程, 它是师生间的教学相长, 它再现了师生的共同生活场景。在课堂教学中要体现学生的学习主体, 引导学生的学习方向, 保持学生的学习积极性。“随机”“抢答”让学生真正动起来, 自觉、积极地运用起新学习的英语问答What colour is it now?It’s…“随机”“抢答”使课堂师生的互动更频繁更有趣, 使课堂成为了学生的舞台。

二、“作业发布”, 让课堂任务更直观, 更简化, 更全面

教学片断1:

Choose and talk

T: Boys and girls, I will give you some flags of country. You can circle it, what f lag you like, and talk about your f lag with your friend.

A:What colour is it?

B:It’s...and...

让学生自由圈画选择国旗来练习说It’s ... and ...让学生及时巩固, 拓展颜色的表达。

未来教室运用体会:

我们通常的操练方法可能是1.打印在纸上, 让学生练习。这样的口头练习, 操练快, 时间短, 没必要打印。如果彩色打印, 教学成本过高。2.口头选择。那么课堂上每换一组练习的学生, 教师都要问:Which f lag do you want to talk? /Who choose the first/ second … flag?课堂效率随即降低。如果需要用到的图片更多, 四十分钟的课堂效率向哪里要?

未来教室里, 教师通过“发布作业”, 将教学任务发送到学生ipad上, 学生同组选择同一个话题, 按“提交”, 学生的“作业”就会反馈给教师的大屏幕, 教师可以根据教学需要选取学生小组操练。既直观, 教师所选取的学生的“作业”就显示在教师的大频幕上, 每个学生都看的到操练哪个话题;又简化了操练过程, 显示了谁的“作业”, 就谁来操练。还能全面的了解学生所掌握知识点的程度, 操练到全部知识点, 避免出现同一话题多组练习, 或是缺漏练习。

教学片断2:

Listen and match

T:Now, let’s listen the story and match them.

S:Listen and match.

Key answers: B-1 A-2 C-3

T: The first skirt, it’s orange. The second skirt, it’s green.The last skirt, it’s red and yellow.

T: All of you do a good job.

听力练习, 学生通过平板电脑提交习题答案。

未来教室运用体会:

在大屏幕上能直观的看到所有学生的答题情况。弱化了纸张练习中, 教师只能靠口头核对答案, 同时答题正确率在看不到全部学生答题结果的情况下, 只能全凭学生的自我表述的状况的发生。未来教室使学生答题直观化, 简化了教学步骤, 便于教师及时了解学生学习的情况, 让教师能全面掌握了学习的学习进度。

三、“小画家”, 让课堂教学更精彩

教学片断:

T: Please draw a Christmas gift, and introduce your picture to your friend.

S:Draw a picture and introduce

Look at my...

It’s...

I like...

Merry Christmas

教师解锁学生ipad, 学生使用“小画家”系统绘画简单图形, 并涂色。

未来教室运用体会:

通过绘画, 学生了加深对本课颜色的感知。“提交”作品后, 教师在大屏幕上选择有趣的图画, 请学生把自己的作品介绍给朋友们, 让学生的语言学习运用起来, 加强英语学习的真实感, 实用感。英语作为一门语言学科和绘画的结合是多么的美好。未来教室将生活的色彩带到了课堂, 学生的课堂学习也变得精彩了。

四、课堂之外的学习更丰富

教学片断:

Self- study

让学生选择自己喜欢的歌曲、游戏、动画故事来进一步体会本课的课题——颜色, 体会颜色的有趣之处, 颜色对我们生活的重要。

未来教室运用体会:

学生自己通过移动学习终端——ipad各自学习、查找资料, 也可以聚在一起讨论。未来教室, 老师再不用不停地讲解, 而是需要学生更多地参与到老师组织的教学活动中来。课前, 学生通过老师安排的学习材料自主学习;课堂, 教师就学生的学习困难给予个性化的辅导;课后, 根据学生提交的作业的情况, 教师一对一个性化拓展。丰富学生的英语学习, 让学生体会到英语作为一门语言学科的精彩。

篇4：未来手机三“芯”二意

当掌上电脑和手机之间的双处理系统整合还未合拍的时候，为了等待类似palm treo650这样强大的智能手机的问世，早期的掌上电脑用户熬了差不多5个年头。而如今呢，就连索尼的掌上游戏机PSP都能在X86架构模拟器的帮助下顺利运行Windows 95。我们完全可以预见下一个5年，甚至更短的时间内，智能通讯终端将给消费者带来何种惊喜，以及这些惊喜背后手机芯片和系统提供商所垂涎的巨大市场机遇。

这不，上个月在美国旧金山举行的半导体设备暨材料展中，诺基亚策略副总裁William Plummer就直言不讳的宣称：半导体的下一个杀手级应用就是手机。William认为下一代手机要求全新的芯片组与操作系统、容量超过1Gb的内存、硬盘、影像处理器、应用处理器以及闪存记忆卡等。

其实William看到的半导体行业的杀手级应用更详细的内涵是：随着移动多媒体娱乐通讯市场的快速成长，手机产品呈现出多“芯”化的趋势。传统以语音为主要功能的手机只有基频芯片一块主要处理器，而随着手机与数码照相机、MP3、GPS、掌上电脑、游戏机、移动数字电视终端等功能的整合，手机主板上集成的单芯片系统和多媒体专项处理器越来越多。例如，西门子一款2008年概念智能手机，内建了全球卫星定位（GPS）、蓝牙模块、Wi-Fi无线上网、20GB硬盘、第3.5代的HSPDA模块、生物识别、512MB的记忆卡等，由于功能趋于复杂，合计将应用15个CPU核心。

事实上，对存储能力有相当要求的GPS功能已经算不上是遥远的概念了，目前已经有几款智能手机具备了运行GPS软件的硬件平台性能，只是没有整合GPS天线模块而已。

GPS之外，包括影像传感器(Image Sensor)、主要处理器、射频芯片(RFIC)、基频芯片(Base Band)以及内存芯片等半导体市场的旺盛需求，都是手机多“芯”化趋势的结果。对更多专用处理芯片的整合使得在手机上同时运行多个任务更加流畅，例如边听音乐边玩游戏。对此，ARM市场销售部副总经理Mike Inglis表示，智能手机平均需要3个SoC（单芯片系统），市场规模将由2004年的0.32亿支，增至2010年的2.55亿支。

篇5：未来三年级作文

进入到水杯中，我发现这里就是一个小小的世界。看着商店门口的招牌上写着“未来食品店”，我才知道这里竟然是未来世界。因为我刚刚没有喝水，所以我进到商店里，问服务员:“阿姨您好，请问这里有水卖吗?”服务员亲切地说：“小朋友，我们这里没有水，只有神奇水杯。”我不解地问：“神奇水杯?那是什么呀?”“神奇水杯能够自动制成你想要喝的任何饮品，不但有水，还有果汁、茶、汤……”“这么神奇啊!”我惊讶极了，“简直就是心想事成嘛!”“是呀，神奇水杯上面有一个按钮，按下按钮时心里想着你要喝的饮品，杯子里就会自动出现了。夏天出来的水是带冰的，冬天出来的是热水，汤偶而还加一些蘑菇。在夏天，喝了带冰的水，可以保持24小时不热，冬天喝了水，可以保持24小时温暖……”服务员笑着说。“哇!这么好的东西，那，那一定很贵吧!我可没那么多钱。”我有些失望地问。服务员说：“不贵不贵，只需要一元钱。”“一元钱?这么便宜!我没有听错吧!那，我买一个。”我转忧为喜，边说边掏出妈妈给我的一元钱，买了一个神奇水杯。

我按了一下水杯上面的按钮，心里想着：平时看爸爸喝绿茶的爽劲儿，我就要茶吧!杯子里立即出来了茶，因为现在是夏天，所以里面加了冰水，我马上喝了一口：哇!好清爽的绿茶呀!在这骄阳似火的天气里，连雪糕都不用买哩，想着自己占了这么大的便宜，心里开心极了，24小时不怕热，带着凉爽和清爽度过整天，心里真的太高兴了。

篇6：未来三年级作文

以前的我们几乎每天腻在一起，我从来没有想过会有这样一个你陪我一起哭一起笑，有这样一个你会陪伴我度过每一天，是你让我相信在最孤单的时候我不是自己一个人。是你和我形影不离的连去厕所也要一起。和你在一起的时候我有什么说什么。不会担心哪句说错你就会不理我。你看到我素面朝天的样子嘲笑，我看到你哭的要死的样子安慰你。我们可以手牵手一起逛街，我们曾不顾形象的大哭大笑。我们可以在对方最软弱的时候，给对方一个不宽却足以温暖的肩膀。我们一起玩真心话大冒险，我总是问不出你的问题却还是笑着问你到底喜欢谁。我们的甜蜜时光记录着我们的点点滴滴我们的打打闹闹。我们总是会遇到一些不如意的事，可是我们都走过来了。正是因为经历了这些我才更加懂得有时候朋友比亲情来的重要。

现在要到了人生中第一次重要的选择，我们还曾一起计划未来的路怎样走;一起规划未来的日子怎样过;一起想着这辈子永远不分开不管什么都不能成为阻挡我们在一起奋斗的理由。但是现在残酷的现实还是将我们计划好的未来全部打包带走，不留一点痕迹。我现在有种从未有过的迷茫感，因为不确定的未来让我很害怕，不知道怎样和你一起过，父母终究是不能陪伴我们一生的。

以前的我喜欢和你在一起时的感觉，那会让我很安心;喜欢和你一起上学的感觉，那会让我很开心;喜欢和你一起逛街的感觉;那会让我很倾心，反正只要是和你在一起干什么我都会很尽心。前段时间热播的小时代的主题曲<时间煮雨>我超喜欢里面的一段歌词：我们说好不分离，要一直一直在一起，就算与时间为敌，就算与全世界背离。我虽然不知道我们到底会不会像歌词里说的那样，但是我相信肯努力就有希望。我知道像我们这种年纪的人，谈理想，谈未来，为时尚早，所以我不想空谈，我们只能从我们的最低音到最高音，也许太高的梦想我们永远也到达不了，但是我不想我们对不确定的未来没有拼搏。

流过泪的曾经，记录了我们曾经的坚强和勇气。我像每个人生命中都注定要留下一些沉默和贫乏的地带，但正因为有了朋友，有了友谊，我们才会对不确定的未来有了坚持下去的勇气和那一股从未有过的拼劲。有这样一个人在我这里抹不去，忘不掉，相信你也有吧。

篇7：未来三年级作文

再说说餐厅吧，餐厅的服务员是机器人，你只要找一个座位坐下来，按点菜的按钮就行了，显示牌上会出现菜名和几元钱，你只要按菜名机器人就会把菜拿过来，如果你吃好了要付钱，就按付钱的按钮，过一会有一个纸杯就会出来，你只要把钱投进去就好了，如果你身上没带现金就把信用卡放到刷卡口，刷卡口会出现一张清单，上面显示着你吃过的菜名和要付的钱和卡内的余额等。

再说说医疗吧，这个世界上医生的本领很高，他们发明了心脏移植术。再生术。肿瘤切除术，他们用的是激光刀，做手术的时候病人一点也感不到疼痛，还很少出血。

篇8：金刚石(三)前生·今世·未来

自17世纪开始,人们对天然金刚石作为宝物和珍品来收藏,已感到深深的不足,迫切希望了解它的神秘面纱和庐山真面目。从而开起了对它的性质、结构和人工制造探索的漫长之路。

1718年,彼得一世在彼得堡创办了第一所俄罗斯自然历史博物馆。专门收藏各种“珍品和实物”。在18世纪的登记表上有一颗未加工的金刚石。大概,这颗晶体就是罗蒙诺索夫的研究对象。尽人皆知,这位伟大的学者是金刚石晶体角最早测量人之一。由于这种测量和研究,从而发现了结晶学的基本定律——某物质的晶体其相应的夹角是永恒的。罗蒙诺索夫还在他的著名论文——“论地层”(1763年)中写道:“最后,已知最贵重的宝石,其形状都是遵循角与面的几何定律生成的……我特意测量了许多未琢磨过的金刚石,其中有两个角为60°,两个角为120°。”同时,他还提出了一个绝妙的观念:“金刚石坚硬的原因是因为它是由连结很紧密的小颗粒构成的。”这些论述,在整个结晶学史中和金刚石研究史中享有很高的声誉。

金刚石的性质,在很长一段时间里都是一个谜。最初认为,按其成份来说,它是连生透明水晶体(纯石英、也就是天然二氧化硅)。但是,在17世纪末叶发现了金刚石具有可燃物体的属性。

1649年,佛罗伦萨院士等人将金刚石和红宝石放在一个封闭容器中加热到“炽热”程度。此时,红宝石无任何变化,而金刚石却消失得无影无踪了。用透镜集聚太阳光线,加热金刚石也得到同样的结果。在当时,金刚石这种消失现象是完全不可理解的。在很久以后才确信金刚石能够燃烧(氧化)。

法国化学家拉瓦锡(Lavoisier)致力于各种金刚石的实验,他终于得出结论,金刚石是可燃的物质(虽然很不易燃烧),并且燃烧后变为气体。

1797年,英国化学家腾南特(Tennant)将金刚石放入充满氧气的密封的金质箱中,使其燃烧,并鉴定出箱中所获得的是二氧化碳气体。众所周知,这种气体是由碳和氧化合而成的。当金刚石燃烧时,在封闭容器中除了金刚石和氧气之外,别无他物。由此可得出结论,金刚石是纯碳。为了验证这个结论,腾南特测定了被他所收集的气体的重量。正好,它的重量与燃烧了的金刚石的重量完全一致。

在18世纪后期,终于确定了金刚石是由一个化学元素一—碳构成的。由此,这个最罕见的矿物就和普通的物质——几乎全部由碳构成的煤成为一类了。金刚石很少像石墨那样在自然界中形成一个完整的矿床。科学家们对在石质陨石中所发现的浅灰色的金刚石细粒留下了较深的印象。此后在铁质陨石中也发现了金刚石。观察了在地球范围内外形成的金刚石晶体,就强烈地激起了学者们人工制取金刚石的念头。利用在成分上与其一致的石墨,来制取金刚石的可能性就更引人入胜了。

人类的固有的好奇心,总是驱使他们为获得新物质和新材料而去探索周围的环境,以及去寻找它们的特殊用途。这种好奇心还驱使他们去思考那些材料在自然界中是怎样形成的。一旦有形成机理的假说被提出,人类一般总是要积极而努力地在实验室对它进行实验,以求得对所提出的假设条件做出评价。

自从腾南特在1797年左右,首先以实验确定了金刚石是元素碳的一种结晶形态以来,已经有了许多关于天然金刚石形成的假说和实验室中合成金刚石的尝试。现在将简单地回顾一下这些尝试中某些最重要的试验。

1880年,汉奈(Hannay)报道了他的许多实验。在这些实试中,他把碳氢化合物,骨油与锂的混合物密封在坚固的熟铁管中,并在炉中加热几小时至红热。大多数铁管都爆炸了,只有少数铁管残存,有一两个铁管中的碳质残留物中含有一些具有金刚石性质的结晶。这些结晶,后来被提交到伦敦不列颠博物馆,而且由近代试验证明确为金刚石。对这些金刚石的真伪和汉奈的诚实,在文献中继续了数十年的争论。以后,从来没有一个人用他描述过的方法能成功地长出金刚石。

1894年,莫瓦桑(Moissan)报道了他的实验。在该实验中,他用放置在电炉中的碳坩埚,在很高的温度下,把碳溶解到铁中至饱和,并把黏滞流动熔体倒入冷却液体中,使它淬冷。当液态金属滴由表面向内部迅速凝固时,据认为在液体中心就产生了很高的内压,一些沉积的碳就会以金刚石的形式析出。将这些产物投在酸中溶解后,一些由细微耐熔晶体组成的残留物具有金刚石似的性质。这种方法和结果曾被大多数科学机构所接受,而且成为19世纪前三十年许多化学教科书的标准说法。许多实验工作者竭力试图重复这一方法,报道过各种各样的结果。由于有了更先进的鉴别方法,所得到的否定结果使大多数可靠的研究者相信这种方法不能产生金刚石,至少是不能重复的。

帕森斯(Parsons)是一位能干的有名的蒸汽轮机工程师,他花费了巨大的资金和几年中的部分时间,进行了金刚石合成试验。他尝试了一切报道过的方法和他自已的许多精巧的方法。他曾经相信他自已已经用莫瓦桑法获得成功,但是后来在1920年,他利用较好的鉴别试验,判定他和别人在人工合成金刚石方面都未曾获得成功。

赫尔希(Hershey)和他的学生在堪萨斯州麦克费森学院进行了多次更大规模的莫瓦桑型实验,得到了比莫瓦桑曾报道过的还要大的“金刚石”结晶。在有X——射线鉴别法之后,1940年的一本书刊中指出了这些“金刚石”乃是玻璃状颗粒。

在1941年,G、E,Carborundum,Norton公司与P、W、Bridgman在一起研究过制造金刚石,但由于战争而中止。

1943年,冈瑟(Gunther)、格塞尔(Geselle)和雷本蒂施(Rebentisch)报道了一系列以典型的德国式的严密和谨慎进行的金刚石合成实验。这些试验包括70多次莫瓦桑型实验。在这些实验中,猝灭是在快动压机中在更高的压力下进行的。在残留物中找到的小结晶或玻璃质颗粒,没有一颗证明是金刚石。这一研究小组还把石墨圆片通电加热至白炽温度,并用触发式气体驱动压机把石墨圆片突然冲压到足有十万大气压的压力,进行了石墨直接转化成金刚石的试验。他们在经过这种处理的试样中,都没有查出金刚石。1947年报道过的布里季曼(Bridgman)的类似试验,得到了同样的否定结果。

1951年,在美国G、E公司,由奈尔德(H、A、Neard)指导着一个人工合成金刚石小组,小组成员有邦迪(F、P、Bundy)和斯特朗(H、M、Strong),短期工作的霍尔(H、T、Hall)和温托夫(R、H、Wentorf),以及后来参加的柴尼(J、E、Cheney)和包温克克(H、P、Bovenkerk)。邦迪第一次修改了布里季曼的顶锤装置,而后斯特朗把压力提高到100万磅/寸2 (≈7GPa)。尔后,1953年霍尔成功地设计出了能维持一小时以上的可产生300万磅/寸2压力和5000℃高温的Belt装置,使高温超高压装置达到空前高的水平。

1954年12月16日,霍尔在一次试验中获得了金刚石。在以后的15天内,进行了27次试验,就有12次获得了金刚石。

在几个月之后,也就是1955年,这个小组的邦迪、霍尔、斯特朗和温托夫第一次宣布了他们的试验过程,首先公开发表了可重复合成金刚石的报道。这种成功的方法使用了很高的压力和温度(相信是在金刚石热力学稳定区)以及大大加快反应速率的熔融金属溶剂触煤。后来在1960年,瑞典通用电气公司(ASEA)的利安德(Liander)和隆德布拉德(Lundblad)发表了描述他们在很高的压力温度下,用各种金属制做的不同形状的容器,由金属碳化物和石墨混合物成功地合成金刚石的论文。加热是用铝热剂或电阻法完成的。他们声称,他们首次成功合成金刚石是在1953年。略比美国通用电气研究实验室的成功早一些,不过没有公开发表。

1957年末,美国通用电气研究实验室的合成方法,已经发展到可以用竟争性的价格以商品的数量的金刚石供做砂轮用的程度。这种材料在这方面的应用获得非常大的成功,后来终于能合成其它级别的金刚石,这些金刚石在锯片和钻头等方面的应用,也非常成功,并具有竞争能力。

在我国,1961年,由郑州磨料磨具磨削研究所负责、北京通用机械研究所和地质科学院参加,组织了一个试验组,在200吨级的两面顶压机上,开始了人工合成金刚石的研究。约近三年的工作,于1963年12月6日终于获得了金刚石,经有关鉴定,确实无误,正式宣布研究成功。在此基础上,由郑州磨料磨具磨削研究所负责,济南铸锻所和上海材料所参加,在DS——023 3600/6×600吨铰式液压机上进行了中间试验,并正式转入工业性生产。

金刚石的合成虽然已成为一项成功的可进行商业化生产的技术,但是单个的金刚石晶体还是小而不甚完美的。1970年,通用电气研究室的温托夫(Wentorf)和斯特朗(Strong),描述了一种能制造克拉大小的宝石级金刚石单晶的改进合成法。这种方法需要很恒定的压力和温度条件,对溶液金属要有清洁的化学环境,而且要妥善控制金刚石二次成核。这一方法可较好地控制掺杂,因而能以科学方式研究各种已知掺杂元素对金刚石的光、电、机械性能方面的影响。在目前条件下,这一方法成本太高,在宝石级金刚石市场中没有经济性竞争能力。但是在提供一种较好的理解金刚石生长机理和进入金刚石中的外来原子的影响的手段方面,是有巨大的科学价值的。

现在工业上所用的金刚石磨料,大部分是用静态超高压高温法由石墨制得的。制造和出售人造金刚石的国家有美国、南非、瑞典和爱尔兰、日本、中国、德国、韩国、印度、俄罗斯和捷克,等等。几个主要国家由开始试验到研究成功以及投入工业生产的时间大致如表3所示。

当今,人工获取金刚石的手段有很多。有静压法,动态法和其它多种方法。

(1)静压法。静压法合成金刚石亦即传统的高温超高压合成法,迄今已有数十年的历史。目前市场上出售的工业用人造金刚石,多为用静压法生产出来的。

(2)爆炸法。爆炸法亦是动态法之一。爆炸法合成金刚石的装置有三种类型:平面型、圆筒型和聚能加荷型。爆炸法合成金刚石时,是利用烈性炸药爆炸时所产生的冲击波直接作用于石墨上,或由该冲击波驱动一块金属板以高速撞击石墨,从而产生足够的高温和超高压,使石墨转变成金刚石。

(3)液中放电法。也是动态法一种。它是利用石墨电极在液中放电时,瞬间产生高温和超高压,使电极石墨中部分碳转变成金刚石。有资料显示,6000焦尔能量放电,瞬间可获得4000℃高温和20万大气压的超高压。

(4)气相外延生长法。外延生长又叫取向接长生长。该法又分直接生长法和间接生长法。金刚石气相外延生长,主要采用间接生长法。它的过程是,由含碳原子的化合物,通过还原或热分解反应,产生游离碳原子,当这些游离碳原子迁移到接近处于大气压力下的金刚石籽晶表面时,在晶格力场的作用下,就会按照籽晶晶格进行排列,于是籽晶就逐渐外延生长。

(5)液相外延生长法。该方法是在熔融的媒介物中形成一个较低的碳的溶解度的溶液,该溶液在一个有温差的反应装置中流动。金刚石晶种安置在冷端。熔融的媒介物从较热端流向较冷端,然后又从冷端回到热端,并连续循环。在装置热端,熔融媒质相对于石墨沉淀来说,碳是饱和的,当它流到冷端时,则它对于金刚石沉淀来说就是未饱和的了,因而碳就在金刚石晶种上沉淀,使金刚石晶种长大。

(6)气·液·固(VLS)相外延生长法。俄罗斯自1965年起开始研究外延生长金刚石。1968年正式报道用VLS法外延生长金刚石获得成功。得到了直径10～50微米,长2毫米的金刚石晶须。

(7)常压高温合成法。美国原子能委员会的福尔曼(E.W.Fullman)在常温下,将碳和一种或多种金属置于铝、锂或锌的熔融体中,加热到1650℃,然后徐徐冷却到常温,获得了金刚石。

(8)低温低压法。在含有游离电子以及最少有一种由卤化的碳氢化合物的衍生物(如CCl2F2)的碱金属或碱土金属溶液中设置一对电极。当施加脉冲直流电时,部分或全部覆盖有金刚石或碳化硅的正电极上,可外延生长金刚石。

(9)激光法。法国专利137022报道了一种用激光制取金刚石的方法。把含有石墨的玻璃板放在能使激光聚焦的透镜的焦点上。实验确定,在这种激光产生的温度和压力下,石墨可以转变成金刚石晶体,这种过程只需几微秒。

1961年,特卡利(Decarli)和贾米森(Jamieson)报道了由石墨受到强烈冲击压缩而生成若干金刚石的第一个实例。在大约300Kb的冲击压力作用下,使中等密度的多晶石墨有百分之几转变成了很细的金刚石颗粒。

1963年,邦迪报道了在约130Kb以上的静压下,利用将试样瞬间加热到约3300°K以上的方法实现的一种成功的石墨向金刚石的直接转变。反应一旦开始,在几毫秒内就达到临界温度的碳,发生了几乎100%的转变。所得到的金刚石是多晶,取向杂乱,而且通常形成了相当结实的凝聚块。

1966年,杜邦(Dupont)研究小组发表了一种制造特种金刚石粉末的冲击——猝灭法。该金刚石粉末中有若干与普通立方型混在一起的六方金刚石。这一方法是把含有结晶石墨小包裹体的金属块冲击压缩至百万巴级的压力。金属基体由于比石墨包裹体难于压缩,压缩波通过时,没有像碳包裹体那样热起来,因此造成了石墨包裹体的猝灭。猝灭作用就使在压缩和加热过程中所形成的任何金刚石都保存下来(避免了石墨化)。用这种方法合成的金刚石的颗粒很细,已被利用于金刚石抛光粉和研磨膏方面。

1963年前,通用电气实验研究小组,在130Kb以上的压力下,利用瞬间加热单晶石墨的方法,制得若干六方金刚石。但是直至1967年以前,还没有充分弄清材料的结构和性质,以便能有根据地发表这一结果。杜邦的结果和这些结果都很令人信服地证明,某些铁镍陨石中的金刚石包裹体是六方金刚石,而且很可能是由于碰撞的剧烈冲击压力而由结晶石墨包裹体生成的。为了纪念在金刚石结构方面作过大量工作的已故的世界著名的结晶学家朗斯德尔(Lonsdale),这种形状的天然类金刚石材料,后来被命名为“朗斯德尔石”。

自20世纪50年代至今,人工合成金刚石已经走过了六十个春秋。六十年来,人工合成金刚石的装备、工艺技术水平有了长足的进步,金刚石品质、粗粒度比和单次产出均有很大提高。

目前,人工合成金刚石的方法,绝大多数是采用静态高温超高压法。合成金刚石装置,国外主要是两面顶液压机,国内主要是六面顶液压机。国内外合成金刚石的水平不一致,有一定差异。在优质粗粒金刚石生产方面,国外某些国家有一定优势,但在产能和规模上,我国处于世界领先地位,没有那个国家能与我们相比。

据不完全统计,我国拥有六面顶液压机7000多台。其中有缸六面顶液压机有6000多台,无缸六面顶液压机近1000台。缸径Φ500～Φ560mm占20%;缸径Φ600～Φ750mm占60%以上;缸径Φ850mm有20余台。

金刚石生长室的直径,目前在Φ58mm～Φ65mm之间。

金刚石单次产量在200克拉至320克拉,最高达400克拉。

2014年度中国人工合成金刚石估计在193亿克拉。中高品级为143亿克拉,低品级(RVD)为50亿克拉。

2014年度国外人工合成金刚石估计在15亿克拉左右。

从人造金刚石的产能上说,中国具有霸主地位。谁也憾不动。

当前,展望今后一段较长之路,人工合成金刚石发展趋势,仍然是解决批量合成出更大尺寸的宝石级单晶、提高工业用粗粒度金刚石品质和优质细粒级金刚石生产的工艺技术。

早在20世纪70年代到90年代,美国和日本先后合成出1克拉至8克拉重的优质单晶金刚石。据报道,近期日本住友又拥有批量生产7～8mm优质单晶金刚石的技能。河南中南、山东昌润、黄河旋风、河南力量等公司,同样拥有人工合成3mm、7mm和10mm宝石级单晶金刚石生产工艺技术。南美戴·维阿斯公司合成出14.2克拉金刚石单晶。美国卡内基研究院地球物理实验室高压先进科学研究中心(上海)使用外延生长法,成功长出厚20mm、重达10克拉金刚石单晶块。美国《大众科学》网站2014年11月10日报道地球物理学家将花生酱变成金刚石。重庆天宇弘锋公司利用人体毛发,可制造出单颗5克拉的“生命钻石”。图8为黄河旋风公司和河南力量公司生产的单晶大颗粒金刚石。

想要批量生产10mm以上的宝石级和特殊用途的单晶大金刚石仍是摆在我们面前任重而道远的任务。

工业上得到最广泛应用的金刚石是10/12目～325/400目中间粒级的优质金刚石。在这个粒度区段要加大力度、提高品位。提高优质单晶比例。

400/500目～800/900目的细粒级金刚石,也得到应用。要规模生产,关键是,一方面保证产品优质;另一方面要有完整的合成、分离处理、回收和粒度分级的工艺技术。

纳米级金刚石,同样受到人们的关注。它开始用于摩擦润滑剂、复合镀层、研磨抛光、医疗器具以及作为橡胶、塑料、树脂增强和添加材料。我们要加大这方面的投入、研究和开发。

4 结论

(1)17世纪以前,人们从自然界已获得了天然金刚石,因其外表特征以及光照下将它翻转时会发出五颜六色的光芒,很长一段时间里,它只是作为宝物和珍品予以收藏,同时也作为一种装饰品加以炫耀。

(2)17世纪至20世纪,因受到天然金刚石诱惑和利益的驱使,人们除了大力向地球广阔的自然界探宝,寻找天然金刚石矿藏外,同时全方位开展了对天然金刚石性质的研究和探索人工合金刚石方法的漫长之路。这个时期,在自然界找到了不少天然金刚石。有最重为3106克拉的大金刚石和有工业开采价值的大型原生矿及砂矿矿藏。

(3)20世纪50年代,人工合成金刚石的愿望终于得到实现。同时提出了多种方法。除静态高温超高压法外,还有外延生长法、动态法等。据初步估算,2014年度全世界人工合成各品级金刚石的产出量约200亿克拉,静态高温超高压法可生长出14.2克拉的金刚石单晶,外延生长法可获得厚20mm重10克拉金刚石单晶块。20世纪50年代至今,无论天然金刚石,还是人工合成金刚石,同样写下了光辉的一页,戴入史册。

(4)智慧的人类,将永不停步地查天勘地。未来我们的星际学家在探查外太空时,会发现某个星球、太空碎块中拥有金刚石。不但金刚石储藏量很多,而且有的金刚石体积很大。只要技术上的可能和允许,就可开采运回地球。我们的地质学家和地质工作者,在地球广漠的大地上,将会勘察到更多更大的具有工业开采价值的天然金刚石原生矿和砂矿矿藏,同时也会找到更多更大尺寸的天然金刚石。我们的装备制造专家将会加工制造出吨位更高、容积更大的高温超高压智能化液压机。在此基础上,我们的工艺师、就会生长出所设定的大尺寸单晶金刚石和规模化量产常规粒度的高中低级金刚石。同时,外延生长和将要出炉的形形色色的更简便的方法同样生长出所需尺寸的大单晶金刚石和规模量产常用粒级的高中低级的金刚石。

到那时,宝石级大单晶金刚石生长,就像现在加工玻璃和拉单晶一样,进行规模化生产,并加工成特定形状和尺寸用于特殊工业科技相关领域;像化妆品、衣帽鞋一样用来打扮男女;像装饰材料一样用来点缀住房、办公室、博物馆、会议厅、街道和高楼大厦;常规尺寸的高中低级金刚石像螺丝钉一样广泛应用在工业、农业、国防、交通、科技等各行各业;像柴米油盐一样走入千家万户,走入每个老百姓家庭。不是痴人说梦。随着天地合一联合开发的实现,金刚石历史的终点,其尺寸不管大小,其质量不管好坏,将作为一种非常普普通通的天然的或人造的物质,驻足在地球上,驻足在人类活动的方方面面。

参考文献

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