金刚石对顶砧装置发展至今出现了多种结构类型，一般由金刚石压砧、垫片和支撑导向装置构成，其结构示意如图2-3所示。两个金刚石对压的面称为砧面，预先在垫片的中间打孔，将样品和标压物质装在垫片的小孔中，合上压机后样品就被密封在两个砧面和垫片所形成的样品腔中，当通过外力挤压两个平行的金刚石压砧，由于金刚石砧面非常小(通常直径为50～1000μm)，样品腔中就能产生高压。

图2-3　金刚石对顶砧结构示意图

金刚石对顶砧是现代高压实验技术中最为重要的高压产生装置之一，其核心部分是由上、下两块相对放置的金刚石和中间放置的金属密封垫片组成，如图2-4所示。金属垫片放置在金刚石中间，需要用打孔设备(常见打孔设备有手工钻头、激光打孔机和电火花打孔机等)在金属垫片中心位置事先打出一个小孔。金属垫片上的小孔壁与上下两个金刚石压腔砧面形成的空间作为放置测试样品的样品腔。实验前，将样品、压强标定物以及传压介质都装入样品腔内。进行实验时，利用外力挤压上下两颗金刚石使其相互靠近，在金刚石相互靠近的过程中，作用在金刚石上的外力将会传导到密封垫片上，进而使样品腔内的样品受到压强的作用。金刚石对顶砧中使用的金刚石压砧具有较小的顶面积(压砧面积)和较大的底面积。众所周知，当压力一定的情况下，压强与受力面积成反比关系。根据该原理，即使施加于金刚石上的外部作用力很小，但是当作用于样品部分的面积足够小时，样品腔内就能够产生足够大的压强值。此外，金刚石具有极高的硬度，可以承受较大的外部压力，所以金刚石对顶砧很容易产生很高的压强。

虽然金刚石对顶砧的核心部分都相同，但是为了满足不同的实验条件或适应不同的实验环境，人们设计出了形状和结构差异较大的金刚石对顶砧装置。常见的类型有对称型、柱型、全景开放型和十字型等，如图2-5所示。

多数实验使用对称型金刚石对顶砧压机，部分需要高温的实验使用加装电阻丝外加热的四柱型金刚石对顶砧压机(图2-6)。

图2-4　金刚石对顶砧示意图(上)和实物图(下)

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图2-5　对称型DAC(a)，柱型DAC(b)，全景开放型DAC(c)，十字型DAC(d)

图2-6　对称型金刚石对顶砧压机(a)和四柱型金刚石对顶砧压机(b)

表2-1为常见金刚石压强的类型及其结构特征，可以根据不同要求选择合适的金刚石对顶砧压机。

表2-1　常见金刚石压强的类型及其结构特征

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