一颗钻石“打磨出”一条产业链——河南人造金刚石产业观察当前快播

2023-07-04 08:37:32来源：经济参考报

没有金刚钻，不揽瓷器活。金刚石是自然界硬度最高的物质，素有“工业牙齿”之称，而高品质的金刚石可用来制作钻石。在人造金刚石技术尚未成熟前，天然金刚石身价不菲，钻石更是奇货可居。然而，多年来河南人造金刚石产业持续迭代升级，让全球“钻石自由”不再遥不可及。

世界人造金刚石看河南

(资料图片仅供参考)

人造金刚石业内流传着这样一种说法：“世界金刚石看中国，中国金刚石看河南”。

此言不虚。来自中国机床工具工业协会超硬材料分会的数据显示：目前我国人造金刚石产量占全球总产量的95％，而河南人造金刚石产量占全国的80％。

在商丘市柘城县力量钻石股份有限公司的车间里，一排排六面顶压机正安静运行，而其内部温度高达1600℃，犹如一座座小火山，放置其间的石墨柱在历经两三周的高温高压后，可“孕育”出1克拉以上的高纯度钻石原石。

金刚石是一种由碳元素组成的矿物，是石墨的同素异形体，也是常见的钻石的原身。石墨可以在高温、高压下形成人造金刚石。人造金刚石具有与天然金刚石相同的超硬、耐磨、抗腐蚀等优良性能，属于高效、高精、半永久性、环保型先进无机非金属材料，是生产用于对高硬脆、难加工材料进行锯、切、磨、钻等加工工具的核心耗材，使得在精密切削刀具、耐磨器件、半导体及电子器件、低磁探测、光学窗口、声学应用、生物医学、珠宝首饰等方面得到广泛应用，享有“材料之王”的美誉。

“人造钻石与天然钻石相比，就像‘河里的冰’和‘冰箱里的冰’，几乎没有差别。”力量钻石相关负责人介绍，公司当前最大可以生产出数十克拉的人造钻石原石。

“柘城有着‘钻石之都’的美誉，以前主要生产机械加工用金刚石，现在通过技术创新，构建了微粉、单晶、钻石等金刚石制品全链条，产品附加值呈几何级增长。”柘城县高新区管委会主任孙若梅告诉记者，高新区已入驻金刚石超硬材料及相关配套企业110余家，培育钻石毛坯及加工销售钻石400万克拉，微粉产量和出口量分别占全国市场份额的70%和50%。

商丘市只是河南人造金刚石产能的富集地之一，郑州、许昌、南阳等地市也是人造金刚石及其制品的重要产地，分布着中南钻石、黄河旋风、四方达、郑州华晶等多家行业龙头和上市公司，而规模相对较小的企业更多。“企查查”检索显示，河南名称包含“金刚石”的企业高达499家。

数量庞大的企业每年释放出巨大产量。“据不完全统计，河南每年产出工业级人造金刚石约120亿克拉，钻石原石超过600万克拉，其中相当一部分出口到印度等地切割加工，然后发往欧洲、北美等区域。”中国机床工具工业协会超硬材料分会秘书长孙兆达介绍。

60年从一颗钻拓展出一条链

在郑州磨料磨具磨削研究所有限公司（以下简称“三磨所”）的草坪上，厚重的岩石基座上矗立着一件金灿灿的球形装备，这是一台见证了我国超硬材料工业发展的“功勋压机”。

“1963年，我们在北京研制出中国第一颗人造金刚石，后来在济南打造出这台顶压机。”王光祖今年90岁，是中国第一颗人造金刚石研制者之一。

王光祖回忆，因为金刚石中试基地设在郑州，三磨所具备良好的超硬材料量产基础，所以这台顶压机自然而然就落户在了三磨所。

三磨所成立于1958年，现隶属于世界五百强的中国机械工业集团有限公司，在业内有中国超硬材料“黄埔军校”的美誉，据说全国一半以上的超硬材料研发创业人员均出自这里。

人造金刚石在三磨所实现工业量产后，中国人造金刚石产业不断发生“裂变”，生产企业从三磨所辐射全国。经过数年的发展，生产工艺不断进步，产业链条持续拓展，从一颗金刚石衍生出一条完整的产业链。

“人造金刚石原石、微粉、线锯、钻石、顶压机，从设备到产品，河南企业不仅打通了产业链，而且一些行业龙头在细分领域几乎做到了极致。”一名业内资深人士介绍，当前正在向高端领域加快延伸。

记者走访了解到，一些龙头企业正加快布局前沿研究，黄河旋风用于半导体碳化硅切割的金刚石线锯跻身国际一流，培育钻石合成技术国内领先；中南钻石致力于金刚石半导体新材料研究，已制备出大尺寸超高纯金刚石半导体晶片和金刚石多晶散热薄膜；惠丰钻石已生产出5纳米级金刚石微粉。

钻石在人造金刚石领域的利润率相当可观，不少厂商正扩大产能和布局宝石加工。柘城县已经引入三家钻石首饰加工企业。去年国庆节期间，三磨所高端培育钻石品牌DEINO黛诺开启线上销售。

创新引领塑造产业新优势

在国内厂商加快布局人造钻石产业的同时，来自海外的竞争不断加剧。印度是我国培育钻石的重要出口国，当前正大力扶持培育钻石产业，打通生产、加工、销售的全产业链。

据《印度时报》等外媒报道和龙头企业负责人介绍，印度计划将培育钻石产值的全球占比从目前的15%提高至2025年的30%，钻石切磨加工基地古吉拉特邦已对辖区内的培育钻石企业，免除了未来5年的电力税。去年8月，印度国家银行还表示，开始向培育钻石生产商提供贷款，优先用于培育钻石生产设备的进口。

中国金刚石产业面临的挑战远不止人造钻石领域。业内人士坦承，尽管中国金刚石产业链最完整、产量最大，但在功能性金刚石领域的尖端研究仍面临重大挑战。

金刚石除具有优异的力学性能外，还拥有超高的热导率、高载流子迁移率、高绝缘性、极佳的光学透过性、化学稳定性等众多热、光、声、电、化学方面的优异性能，使得它在航空航天、新一代半导体、超大功率器件等尖端技术领域具有极佳的应用潜力。

业内科研人员介绍，金刚石材料的尖端应用对金刚石的纯度、尺寸、制备和加工工艺提出了更高要求，高温高压法在某些方面就暴露出了局限性。而在期望值较高的CVD法（化学气相沉积）领域，美日韩等国的部分研究已经取得了较大进展，英国元素六、韩国日进、美国DI等极少数企业具备了少量生产专用品种和部分高附加值产品的能力。

为延续在金刚石领域的优势地位，《河南省“十四五”制造业高质量发展规划》提出：“巩固人造金刚石优势，大力发展宝石级金刚石、高导热高透光率多晶金刚石等，加快金刚石聚晶、高端刀具等高端制品研发制造，加快原辅材料、超硬材料及制品协同发展，打造全球超硬材料产业基地。”

在不久前河南召开的超硬材料产业高质量发展座谈会上，河南省委书记楼阳生强调，超硬材料产业是河南省的优势产业、潜力产业，前景广阔、大有可为。

要切实增强责任感、使命感、紧迫感，集聚资源、攥指成拳，进一步补链延链强链，提升产业链现代化水平，推动更多产品进入中高端、成为关键环，实现优势再造、换道领跑，努力打造超硬材料产业新高地。

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