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【高新区新质生产力IP】种一颗“金刚石”种子,7天给你一颗钻石
来源:本站  时间:2024-03-08 00:57  
作为超硬材料的代表,人造金刚石拥有最高的热导率、极宽的禁带宽度、高载流子迁移率、高绝缘性、极佳的光学透过性、化学稳定性与抗辐照性等众多热、光、声、电、化学优异性能。围绕这些性能,三磨所正在进行高端产品研发和布局,开辟超硬材料产业的新天地。

3月1日,郑州高新区,梧桐街121号。走进郑州磨料磨具磨削研究所有限公司(以下简称“三磨所”),院内一角,一台金色圆球形“功勋压机”很是惹眼。


1965年底,正是这台由中国自主研发的“六面顶压机”的诞生,打破了国外技术垄断,让中国超硬材料产业从无到有、由弱变强,从此有了“世界金刚石看中国,中国金刚石看河南”。走进三磨所展厅,这其中,还有一颗颗培育钻石,熠熠生辉,肉眼看来和天然钻石毫无区别。


钻石究竟是怎么培育出来的?中国机床工具工业协会超硬材料分会秘书长、三磨所总经理助理孙兆达揭晓了答案:六面顶压机可以模拟出地幔层的温度和压力环境,将高纯石墨从二维结构转变为钻石的三维结构,在种子上不断生长变大。“可以说,种一颗‘金刚石’种子,7天给你一颗钻石。”此外,还能通过CVD(化学气相沉积)人造钻石设备,以钻石薄片为种子,不断注入氢气和甲烷等,适当加热加压。钻石薄片慢慢被催化成长,最终“长”成钻石。孙兆达说,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。今年,由“尔滨”引发的晒特产热潮中,河南就凭借这些“种”出来的闪亮新特产,让天南海北的网友们大开眼界。如果你被“送钻石”闪花了眼,认为培育钻石只能做珠宝首饰,那只能说你对它了解的还太少。三磨所展厅内,一系列由其自主研发的“高、精、尖、专”超硬材料制品,令人目不暇接——可以磨出镜面光度的“硅片减薄砂轮”、可以在头发丝上开7道槽的超薄切割砂轮、可精确“剪裁”大尺寸硅片的“划片刀”、可满足芯片“切、磨、抛”加工需求的全系制品……


展板上,还有对纳米金刚石的相关介绍,让人看了心潮澎湃:具有金刚石和纳米材料的双重特性……可广泛应用于生物医药、超级润滑等领域。

“钻”出新未来:化妆品里可能会出现金刚石粉

事实上,经过60余年的创新发展,超硬材料早已不局限于“工具”范畴。作为超硬材料的代表,人造金刚石拥有最高的热导率、极宽的禁带宽度、高载流子迁移率、高绝缘性、极佳的光学透过性、化学稳定性与抗辐照性等众多热、光、声、电、化学优异性能。围绕这些性能,三磨所正在进行高端产品研发和布局,开辟超硬材料产业的新天地。2023年,由其牵头的高性能工具全国重点实验室,围绕航空航天、电子信息、新能源等多个领域,突破了30多项关键共性技术难题。在孙兆达看来,随着技术不断进步、成本进一步降低,超硬材料产业的应用领域还将不断扩大。比如,机油里如果添加金刚石粉,能降低发动机的损耗,促进燃油节能环保;化妆品里加入金刚石粉,可以让我们的皮肤更加光泽细嫩;利用纳米级金刚石,来诊断和治疗癌症……

开辟新赛道,抢占制高点

在全国领先、全球独具优势的超硬河南,在推出产业链“1+5”行动方案、举办首届金刚石产业大会、组建省超硬材料协会、揭牌超硬材料产业技术研究院等多重利好的加持下,正在迎来更多可能。蕴藏着巨大新质生产力的超硬材料行业,也已到加速完善产业生态、提高核心竞争力的关键期。在孙兆达看来,在新型工业化的要求下,超硬材料产业在聚焦技术进步和绿色发展的同时,要结合新质生产力的核心内涵,不断拓展应用领域,同时加速产业集聚,“一是瞄准金刚石作为散热和光学材料,和相关下游应用领域开展联合课题,加速多种金刚石材料的应用,引导其定向降本;二是和文旅产业结合,做好培育钻石消费领域的宣传,让更多人知道国货之光,以此吸引中游加工、打磨、设计等团队进入。同时,在郑州等地建立线下集中销售平台,形成消费产业生态。”不久的将来,也许,在家门口,你就能买到会发光的河南新特产,体验一把“克拉自由”。

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