金刚石压砧（DAC）是目前唯一能在实验室稳定产生百万大气压级静态压力的设备，已成为高压科学研究的核心工具。以下从分类、选型和使用三个维度，提供一份技术指导。
一、金刚石压砧的分类
金刚石压砧的分类主要依据砧面几何设计，这直接决定了其压力极限、X射线通过能力和适用实验类型。
1. 标准型
这是最传统的设计，基于16面明亮式切割，尖端磨平形成砧面。其典型特征为砧面直径50-2000μm，孔径角约30°，台面晶向多为{100}。300μm砧面可达60GPa以上压力。适用于拉曼光谱、荧光光谱等常规高压实验，但由于孔径角较小，不太适合需要大角度X射线衍射的实验。
2. 改良型
在标准型基础上对冠部、腰棱几何进行优化，提升了机械稳定性。压力能力与标准型相近，适用场景基本一致。
3. Boehler型
这是由Reinhard Boehler发明的一项重要创新，与前者有根本性不同。其冠部为完整圆锥形，而非多面体，孔径角可从30°扩展到85°，专为大角度X射线衍射设计。支撑方式采用锥面与碳化钨底座精确配对，极大提高了超高压下的结构稳定性。它是进行高压原位X射线衍射实验的首选设计，也能兼顾光学实验需求。
除几何设计外，还有以下特殊类型：
荧光背景优化型：精选低荧光金刚石，用于微弱荧光信号检测。
超低波数型：优化金刚石荧光背景，适配超低波数拉曼测量。
多砧面型：在一颗金刚石上加工多个砧面，提高样品测试效率。
二、如何选用金刚石压砧
选型需从实验目标反推，按以下决策逻辑依次确定：
第一步：明确实验类型
若仅做拉曼、荧光等光谱实验，标准型或改良型即可胜任。
若需要高压原位XRD，必须选用Boehler型，其大开角是刚需。
若需要极紫外到红外宽光谱透过，则需选用IIa型低杂质金刚石。
第二步：确定目标压力范围
60GPa以下：300μm以上砧面的标准型足够。
60-100GPa：需选用300μm以下砧面，配合Boehler型设计更稳妥。
100GPa以上：必须使用Boehler型或专门设计的超高压砧面，且需配合二级砧技术。
第三步：选择砧面直径
砧面越小，压力越高，但样品空间越小。需在压力和样品量之间权衡。50μm砧面可达百GPa级，但样品体积仅皮升级；300μm砧面是多数实验的折中选择。
第四步：确认光学兼容性
检查金刚石在实验波段是否有吸收或荧光干扰。
若需偏振测量，需确认砧面晶向（通常{100}面为各向同性）。
三、使用技术指导
1. 安装与对准
金刚石压砧必须安装在与之匹配的碳化钨底座上。安装前用无水乙醇或丙酮清洁砧面和底座。两颗金刚石的砧面需精确对准，轴向错位应控制在5μm以内。对准后检测干涉条纹，300μm砧面在调平后干涉条纹应≤1.5个，以确保砧面平行。
2. 密封垫片制备
垫片通常用铼、钨或不锈钢等金属制成。预压至目标厚度的30-50%后，用激光或电火花在压痕中心加工样品孔。样品孔直径约为砧面直径的1/2到1/3。样品室内放入样品后，还需加入传压介质（如硅油、氖气或氦气）和压力标定物（如红宝石球）。
3. 加压操作
加压应缓慢均匀，每次旋转加压螺丝不超过1/8圈，避免剪切力对金刚石的冲击。密切监测压力变化，在接近目标压力时加压幅度应更小。超过50GPa后，每次加压后需等待数分钟让系统稳定。
4. 安全事项
金刚石虽硬但极脆，任何剪切或撞击都可能导致碎裂。操作全程佩戴护目镜。
加压过程中若听到异常声响，应立即停止并检查。
垫片在超高压下可能失效（爆垫），高压实验时始终保持警惕。
实验结束后，需缓慢卸压，避免压力骤降导致样品喷出或金刚石损坏。
5. 维护与存储
使用后用无水乙醇轻柔清洁砧面，光学显微镜下检查有无划痕或破损。存储时应将两颗金刚石分开，砧面朝上放置于洁净干燥处，避免互相碰撞。长期不使用时，建议在干燥氮气柜中保存，以防潮解或氧化影响金属底座。
合理选型与规范操作是获得高质量高压实验数据的前提。在具体实验中，对样品均匀性、传压介质选择和压力标定精度的把控同样关键，这些细节往往决定实验成败。如需针对特定实验条件的进一步讨论，可以随时提出。
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