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金刚石技术革命将带来哪些工业巨变

2023-5-12 20:43 收藏邀请

金刚石是目前世界上已知的最硬材料，河南在金刚石、立方氮化硼等超硬材料领域也足够硬气，产能占到了全球的70%以上。5月5日，河南省委书记楼阳生在哈工大郑州研究院调研时提出，要创新合作模式，完善协同机制，加快 ...

金刚石是目前世界上已知的最硬材料，河南在金刚石、立方氮化硼等超硬材料领域也足够硬气，产能占到了全球的70%以上。

5月5日，河南省委书记楼阳生在哈工大郑州研究院调研时提出，要创新合作模式，完善协同机制，加快成果转化利用，推动超硬材料产业链高端化现代化。当天下午，大河报·豫视频科创河南记者在哈工大郑州研究院，对话国家杰出青年基金获得者朱嘉琦教授，他告诉记者，一流科研技术协同创新产业发展，服务国民经济主战场，他和他的团队，有着迫切的使命感。

【产业】

河南超硬材料在全球很硬气

超硬材料主要是金刚石和立方氮化硼。在超硬材料领域，河南可谓是非常硬气。

据河南省工信厅提供的数据显示，我省人造金刚石和立方氮化硼产量，分别占全国的80%、95%。我国金刚石单晶产量占全球总产量95%左右

依托哈工大郑州研究院，红外薄膜与晶体团队长期从事金刚石晶体与器件技术的研发。团队学术带头人朱嘉琦教授告诉记者：“数据最能说明问题。”

朱嘉琦教授说，河南超硬材料的产量占到全球的70%以上。单从产量占比上来说，河南超硬材料产业在全球处于绝对的优势地位。

河南超硬材料能发展壮大起来，有多方面因素。朱嘉琦教授分析说，一方面是过去数十年房地产行业的发展，带来了磨料、磨具这些建材加工、切割工具需求指数级增长。另一方面，半导体行业的迭代升级，也带动了CVD金刚石产业的发展。他表示，目前找不到比金刚石更硬的材料了。河南超硬材料产业，主要用到的是金刚石的力学性能。

科创河南记者了解到，河南省作为超硬材料行业研究开发中心、产业化基地和技术、人才的辐射源，形成了以超硬材料及制品为核心、原辅材料和专用设备仪器为基础、公共技术服务体系为支撑的发展格局，拥有较为集中和相对完善的产业链条。

【探索】

金刚石有多重性，可谓是天选之材

金刚石不只是超硬，还有着没有被广泛开发、应用的多面特性。

“实验证明金刚石光学性能、电学性能俱佳，这种优异的综合性基础材料，能带给我们颠覆性的工业革命。”朱嘉琦教授告诉记者，“天选材料”只是工业制造革命的一个环节，另外还有无数先进科技用于前后道工艺。

朱嘉琦教授是国家杰出青年基金获得者，长期从事金刚石晶体材料、透明件材料以及高导热复合材料等研究，其团队在国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的支持下，在英寸级单晶金刚石、金刚石增强导热器件、日盲紫外探测、核素电池等方面取得了阶段性成果。

“任何一次产业变革都离不开基础材料的供给，有了基础材料才会有器件和装备。”朱嘉琦教授说。作为“天选材料”的金刚石，目前只被开发了一种力学性能。金刚石导热散热复合材料也是目前所有已知顶级半导体材料，如果能将其他性能也开发出来，超硬材料产业链必将实现优势再造。

“仅是力学性能，便造就了这么大产业。如果其他性能开发出来，河南未来超硬材料产业可谓是一片蓝海。”朱嘉琦教授激动地说。

【创新】

技术加持将带来划时代改变

材料是工业发展的基础和先导，朱嘉琦说，技术创新加持下，超硬材料领域技术创新所带来的变革，会远超我们的想象。

“我们要做的，就是改变世界。”他说。现在人造金刚石的生产制造，是模拟高温高压的地壳环境，在石墨触媒的作用下长成金刚石，但技术不止一招鲜。

朱嘉琦说，如果有新的技术来解决人造金刚石培育过程中的高温高压不足的问题，这无异于从蒸汽时代到电气时代，是颠覆性的技术革命。生产制造技术提高了，就可以生产出更多的金刚石，金刚石作为基础材料，就可以广泛地应用在工业制造领域。

同时，人工钻石作为消费品，也会以更低廉的价格飞入寻常百姓家。人们出行中乘坐的地铁、高铁上配备更多的金刚石设备，耐压性能更高更好，500公里每小时的速度将不再只是想象。

来源:磨料磨具

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