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一顆鉆石“打磨出”一條產業鏈——河南人造金剛石產業觀察 當前快播

2023-07-04 08:37:32來源：經濟參考報  

沒有金剛鉆，不攬瓷器活。金剛石是自然界硬度最高的物質，素有“工業牙齒”之稱，而高品質的金剛石可用來制作鉆石。在人造金剛石技術尚未成熟前，天然金剛石身價不菲，鉆石更是奇貨可居。然而，多年來河南人造金剛石產業持續迭代升級，讓全球“鉆石自由”不再遙不可及。

世界人造金剛石看河南


(資料圖片僅供參考)

人造金剛石業內流傳著這樣一種說法：“世界金剛石看中國，中國金剛石看河南”。

此言不虛。來自中國機床工具工業協會超硬材料分會的數據顯示：目前我國人造金剛石產量占全球總產量的95％，而河南人造金剛石產量占全國的80％。

在商丘市柘城縣力量鉆石股份有限公司的車間里，一排排六面頂壓機正安靜運行，而其內部溫度高達1600℃，猶如一座座小火山，放置其間的石墨柱在歷經兩三周的高溫高壓后，可“孕育”出1克拉以上的高純度鉆石原石。

金剛石是一種由碳元素組成的礦物，是石墨的同素異形體，也是常見的鉆石的原身。石墨可以在高溫、高壓下形成人造金剛石。人造金剛石具有與天然金剛石相同的超硬、耐磨、抗腐蝕等優良性能，屬于高效、高精、半永久性、環保型先進無機非金屬材料，是生產用于對高硬脆、難加工材料進行鋸、切、磨、鉆等加工工具的核心耗材，使得在精密切削刀具、耐磨器件、半導體及電子器件、低磁探測、光學窗口、聲學應用、生物醫學、珠寶首飾等方面得到廣泛應用，享有“材料之王”的美譽。

“人造鉆石與天然鉆石相比，就像‘河里的冰’和‘冰箱里的冰’，幾乎沒有差別。”力量鉆石相關負責人介紹，公司當前最大可以生產出數十克拉的人造鉆石原石。

“柘城有著‘鉆石之都’的美譽，以前主要生產機械加工用金剛石，現在通過技術創新，構建了微粉、單晶、鉆石等金剛石制品全鏈條，產品附加值呈幾何級增長。”柘城縣高新區管委會主任孫若梅告訴記者，高新區已入駐金剛石超硬材料及相關配套企業110余家，培育鉆石毛坯及加工銷售鉆石400萬克拉，微粉產量和出口量分別占全國市場份額的70%和50%。

商丘市只是河南人造金剛石產能的富集地之一，鄭州、許昌、南陽等地市也是人造金剛石及其制品的重要產地，分布著中南鉆石、黃河旋風、四方達、鄭州華晶等多家行業龍頭和上市公司，而規模相對較小的企業更多。“企查查”檢索顯示，河南名稱包含“金剛石”的企業高達499家。

數量龐大的企業每年釋放出巨大產量。“據不完全統計，河南每年產出工業級人造金剛石約120億克拉，鉆石原石超過600萬克拉，其中相當一部分出口到印度等地切割加工，然后發往歐洲、北美等區域。”中國機床工具工業協會超硬材料分會秘書長孫兆達介紹。

60年從一顆鉆拓展出一條鏈

在鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司（以下簡稱“三磨所”）的草坪上，厚重的巖石基座上矗立著一件金燦燦的球形裝備，這是一臺見證了我國超硬材料工業發展的“功勛壓機”。

“1963年，我們在北京研制出中國第一顆人造金剛石，后來在濟南打造出這臺頂壓機。”王光祖今年90歲，是中國第一顆人造金剛石研制者之一。

王光祖回憶，因為金剛石中試基地設在鄭州，三磨所具備良好的超硬材料量產基礎，所以這臺頂壓機自然而然就落戶在了三磨所。

三磨所成立于1958年，現隸屬于世界五百強的中國機械工業集團有限公司，在業內有中國超硬材料“黃埔軍校”的美譽，據說全國一半以上的超硬材料研發創業人員均出自這里。

人造金剛石在三磨所實現工業量產后，中國人造金剛石產業不斷發生“裂變”，生產企業從三磨所輻射全國。經過數年的發展，生產工藝不斷進步，產業鏈條持續拓展，從一顆金剛石衍生出一條完整的產業鏈。

“人造金剛石原石、微粉、線鋸、鉆石、頂壓機，從設備到產品，河南企業不僅打通了產業鏈，而且一些行業龍頭在細分領域幾乎做到了極致。”一名業內資深人士介紹，當前正在向高端領域加快延伸。

記者走訪了解到，一些龍頭企業正加快布局前沿研究，黃河旋風用于半導體碳化硅切割的金剛石線鋸躋身國際一流，培育鉆石合成技術國內領先；中南鉆石致力于金剛石半導體新材料研究，已制備出大尺寸超高純金剛石半導體晶片和金剛石多晶散熱薄膜；惠豐鉆石已生產出5納米級金剛石微粉。

鉆石在人造金剛石領域的利潤率相當可觀，不少廠商正擴大產能和布局寶石加工。柘城縣已經引入三家鉆石首飾加工企業。去年國慶節期間，三磨所高端培育鉆石品牌DEINO黛諾開啟線上銷售。

創新引領塑造產業新優勢

在國內廠商加快布局人造鉆石產業的同時，來自海外的競爭不斷加劇。印度是我國培育鉆石的重要出口國，當前正大力扶持培育鉆石產業，打通生產、加工、銷售的全產業鏈。

據《印度時報》等外媒報道和龍頭企業負責人介紹，印度計劃將培育鉆石產值的全球占比從目前的15%提高至2025年的30%，鉆石切磨加工基地古吉拉特邦已對轄區內的培育鉆石企業，免除了未來5年的電力稅。去年8月，印度國家銀行還表示，開始向培育鉆石生產商提供貸款，優先用于培育鉆石生產設備的進口。

中國金剛石產業面臨的挑戰遠不止人造鉆石領域。業內人士坦承，盡管中國金剛石產業鏈最完整、產量最大，但在功能性金剛石領域的尖端研究仍面臨重大挑戰。

金剛石除具有優異的力學性能外，還擁有超高的熱導率、高載流子遷移率、高絕緣性、極佳的光學透過性、化學穩定性等眾多熱、光、聲、電、化學方面的優異性能，使得它在航空航天、新一代半導體、超大功率器件等尖端技術領域具有極佳的應用潛力。

業內科研人員介紹，金剛石材料的尖端應用對金剛石的純度、尺寸、制備和加工工藝提出了更高要求，高溫高壓法在某些方面就暴露出了局限性。而在期望值較高的CVD法（化學氣相沉積）領域，美日韓等國的部分研究已經取得了較大進展，英國元素六、韓國日進、美國DI等極少數企業具備了少量生產專用品種和部分高附加值產品的能力。

為延續在金剛石領域的優勢地位，《河南省“十四五”制造業高質量發展規劃》提出：“鞏固人造金剛石優勢，大力發展寶石級金剛石、高導熱高透光率多晶金剛石等，加快金剛石聚晶、高端刀具等高端制品研發制造，加快原輔材料、超硬材料及制品協同發展，打造全球超硬材料產業基地。”

在不久前河南召開的超硬材料產業高質量發展座談會上，河南省委書記樓陽生強調，超硬材料產業是河南省的優勢產業、潛力產業，前景廣闊、大有可為。

要切實增強責任感、使命感、緊迫感，集聚資源、攥指成拳，進一步補鏈延鏈強鏈，提升產業鏈現代化水平，推動更多產品進入中高端、成為關鍵環，實現優勢再造、換道領跑，努力打造超硬材料產業新高地。

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責任編輯：hnmd003

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