镍触媒催化剂的功能：

金属催化剂是石墨在高温高压下转化为金刚石时，能降低金刚石相变活化能和合成温度的一种材料。在没有催化剂的情况下，石墨转化为金刚石需要13 GPa的高压和2700℃以上的高温。加入催化剂后，金刚石合成的压力和温度可分别降低到5-6 GPa和1200-1400℃。

镍触媒催化剂的设计原则：

人造金刚石在高温高压下通过催化作用将碳元素的有序性从石墨结构转变为金刚石结构。因此，催化剂对金刚石[8]的合成压力、温度、抗压强度、晶体形态、颜色和产率有很大影响。结果表明，金属催化剂的选择应遵循以下四个原则[9]。

(1)结构对应原理:催化剂晶体致密表面或熔化后致密表面的原子排列与金刚石结构(111)表面碳原子的原子排列相同或接近；

(2)定向键合原理:催化剂致密表面上的原子可以使石墨层上的碳原子与之键合，键合垂直于石墨的六边形平面。

(3)低熔点原则:催化剂的熔点应尽可能低。

(4)易熔碳，与碳润湿性好。

镍触媒催化剂的制备：

目前市场上的粉末催化剂主要是通过快速凝固雾化制备的，包括惰性气体雾化和高压水雾化。

惰性气体雾化

惰性气体雾化[10-12]是制备高性能金属的重要方法。它广泛用于粉末催化剂的生产，特别是用于合成高级金刚石的粉末催化剂的生产。气体雾化技术的原理是金属熔体被雾化喷嘴产生的高速高压气流粉碎成微小液滴，然后球化、冷却固化成金属粉末。惰性气体雾化具有球形度高、含氧量低、环境污染小、冷凝结构快、成本低的优点。缺点是雾化成本高，惰性气体需要回收。

高压水雾化

高压水雾化[13-14]是一种以高压水为雾化介质直接粉碎液态金属或合金生产金属粉末的方法。高压水雾化要求设备投资少，成本低。虽然催化剂合金粉末的氧含量高，但是氧含量可以通过雾化过程控制和随后的还原处理来降低。水雾化催化剂合成的金刚石与气体雾化催化剂合金粉合成的金刚石质量相近。因此，水雾化法逐渐取代气体雾化法成为合成催化剂合金粉的主要方法。

催化剂材料的选择不仅影响合成过程(温度、压力和时间)，而且对金刚石晶体的形貌、颜色、混合产率等物理性能有很大影响。

从现有文献来看，镍触媒催化剂的发展趋势如下:

(1)开发新的催化剂配方，能有效降低金刚石合成的温度和压力，稳定性好，工艺性好，成本低。

(2)在现有催化剂配方的基础上，进一步优化催化剂各元素的配比，提高催化剂的催化性能。

(3)进一步研究催化剂中添加的微量元素与金刚石颜色的关系以及微量元素对金刚石性能的影响，从而控制和调整金刚石的颜色和性能。

(4)开发一系列适用于不同种类金刚石生长的特殊催化剂，如用于硬脆材料加工的自锐粉末催化剂；用于金刚石合成的细粒度高质量和高产率催化剂；用于金刚石合成的高质量和高强度粗颗粒催化剂；和具有半导体特性的金刚石合成。宝石级合成钻石等的催化剂和合成催化剂。