沒有金剛鉆，不攬瓷器活。金剛石是自然界硬度最高的物質(zhì)，素有“工業(yè)牙齒”之稱，而高品質(zhì)的金剛石可用來制作鉆石。在人造金剛石技術(shù)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(chǎn)業(yè)持續(xù)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

　　人造金剛石業(yè)內(nèi)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(jī)床工具工業(yè)協(xié)會超硬材料分會的數(shù)據(jù)顯示：目前我國人造金剛石產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的95%，而河南人造金剛石產(chǎn)量占全國的80%。

　　在商丘市柘城縣力量鉆石（301071）股份有限公司的車間里，一排排六面頂壓機(jī)正安靜運(yùn)行，而其內(nèi)部溫度高達(dá)1600℃，猶如一座座小火山，放置其間的石墨柱在歷經(jīng)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(yōu)良性能，屬于高效、高精、半永久性、環(huán)保型先進(jìn)無機(jī)非金屬材料，是生產(chǎn)用于對高硬脆、難加工材料進(jìn)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(dǎo)體及電子器件、低磁探測、光學(xué)窗口、聲學(xué)應(yīng)用、生物醫(yī)學(xué)、珠寶首飾等方面得到廣泛應(yīng)用，享有“材料之王”的美譽(yù)。

　　“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(guān)負(fù)責(zé)人介紹，公司當(dāng)前最大可以生產(chǎn)出數(shù)十克拉的人造鉆石原石。

　　“柘城有著‘鉆石之都’的美譽(yù)，以前主要生產(chǎn)機(jī)械加工用金剛石，現(xiàn)在通過技術(shù)創(chuàng)新，構(gòu)建了微粉、單晶、鉆石等金剛石制品全鏈條，產(chǎn)品附加值呈幾何級增長。”柘城縣高新區(qū)管委會主任孫若梅告訴記者，高新區(qū)已入駐金剛石超硬材料及相關(guān)配套企業(yè)110余家，培育鉆石毛坯及加工銷售鉆石400萬克拉，微粉產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)地，分布著中南鉆石、黃河旋風(fēng)（600172）、四方達(dá)（300179）、鄭州華晶等多家行業(yè)龍頭和上市公司，而規(guī)模相對較小的企業(yè)更多。“企查查”檢索顯示，河南名稱包含“金剛石”的企業(yè)高達(dá)499家。

　　數(shù)量龐大的企業(yè)每年釋放出巨大產(chǎn)量。“據(jù)不完全統(tǒng)計，河南每年產(chǎn)出工業(yè)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(dāng)一部分出口到印度等地切割加工，然后發(fā)往歐洲、北美等區(qū)域。”中國機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會超硬材料分會秘書長孫兆達(dá)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(yè)發(fā)展的“功勛壓機(jī)”。

　　“1963年，我們在北京研制出中國第一顆人造金剛石，后來在濟(jì)南打造出這臺頂壓機(jī)。”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?yàn)榻饎偸性嚮卦O(shè)在鄭州，三磨所具備良好的超硬材料量產(chǎn)基礎(chǔ)，所以這臺頂壓機(jī)自然而然就落戶在了三磨所。

　　三磨所成立于1958年，現(xiàn)隸屬于世界五百強(qiáng)的中國機(jī)械工業(yè)集團(tuán)有限公司，在業(yè)內(nèi)有中國超硬材料“黃埔軍校”的美譽(yù)，據(jù)說全國一半以上的超硬材料研發(fā)創(chuàng)業(yè)人員均出自這里。

　　人造金剛石在三磨所實(shí)現(xiàn)工業(yè)量產(chǎn)后，中國人造金剛石產(chǎn)業(yè)不斷發(fā)生“裂變”，生產(chǎn)企業(yè)從三磨所輻射全國。經(jīng)過數(shù)年的發(fā)展，生產(chǎn)工藝不斷進(jìn)步，產(chǎn)業(yè)鏈條持續(xù)拓展，從一顆金剛石衍生出一條完整的產(chǎn)業(yè)鏈。

　　“人造金剛石原石、微粉、線鋸、鉆石、頂壓機(jī)，從設(shè)備到產(chǎn)品，河南企業(yè)不僅打通了產(chǎn)業(yè)鏈，而且一些行業(yè)龍頭在細(xì)分領(lǐng)域幾乎做到了極致。”一名業(yè)內(nèi)資深人士介紹，當(dāng)前正在向高端領(lǐng)域加快延伸。

　　記者走訪了解到，一些龍頭企業(yè)正加快布局前沿研究，黃河旋風(fēng)用于半導(dǎo)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(shù)國內(nèi)領(lǐng)先；中南鉆石致力于金剛石半導(dǎo)體新材料研究，已制備出大尺寸超高純金剛石半導(dǎo)體晶片和金剛石多晶散熱薄膜。

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

　　創(chuàng)新引領(lǐng)塑造產(chǎn)業(yè)新優(yōu)勢

　　在國內(nèi)廠商加快布局人造鉆石產(chǎn)業(yè)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(dāng)前正大力扶持培育鉆石產(chǎn)業(yè)，打通生產(chǎn)、加工、銷售的全產(chǎn)業(yè)鏈。

　　據(jù)《印度時報》等外媒報道和龍頭企業(yè)負(fù)責(zé)人介紹，印度計劃將培育鉆石產(chǎn)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(qū)內(nèi)的培育鉆石企業(yè)，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(chǎn)商提供貸款，優(yōu)先用于培育鉆石生產(chǎn)設(shè)備的進(jìn)口。

　　中國金剛石產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)遠(yuǎn)不止人造鉆石領(lǐng)域。業(yè)內(nèi)人士坦承，盡管中國金剛石產(chǎn)業(yè)鏈最完整、產(chǎn)量最大，但在功能性金剛石領(lǐng)域的尖端研究仍面臨重大挑戰(zhàn)。

　　金剛石除具有優(yōu)異的力學(xué)性能外，還擁有超高的熱導(dǎo)率、高載流子遷移率、高絕緣性、極佳的光學(xué)透過性、化學(xué)穩(wěn)定性等眾多熱、光、聲、電、化學(xué)方面的優(yōu)異性能，使得它在航空航天、新一代半導(dǎo)體、超大功率器件等尖端技術(shù)領(lǐng)域具有極佳的應(yīng)用潛力。

　　業(yè)內(nèi)科研人員介紹，金剛石材料的尖端應(yīng)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(xué)氣相沉積)領(lǐng)域，美日韓等國的部分研究已經(jīng)取得了較大進(jìn)展，英國元素六、韓國日進(jìn)、美國DI等極少數(shù)企業(yè)具備了少量生產(chǎn)專用品種和部分高附加值產(chǎn)品的能力。

　　為延續(xù)在金剛石領(lǐng)域的優(yōu)勢地位，《河南省“十四五”制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展規(guī)劃》提出：“鞏固人造金剛石優(yōu)勢，大力發(fā)展寶石級金剛石、高導(dǎo)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(fā)制造，加快原輔材料、超硬材料及制品協(xié)同發(fā)展，打造全球超硬材料產(chǎn)業(yè)基地。”

　　在不久前河南召開的超硬材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展座談會上，河南省委書記樓陽生強(qiáng)調(diào)，超硬材料產(chǎn)業(yè)是河南省的優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)、潛力產(chǎn)業(yè)，前景廣闊、大有可為。

　　要切實(shí)增強(qiáng)責(zé)任感、使命感、緊迫感，集聚資源、攥指成拳，進(jìn)一步補(bǔ)鏈延鏈強(qiáng)鏈，提升產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化水平，推動更多產(chǎn)品進(jìn)入中高端、成為關(guān)鍵環(huán)，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢再造、換道領(lǐng)跑，努力打造超硬材料產(chǎn)業(yè)新高地。