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    【转载】钻石原来是这样“长”出来的……

    • 发布时间:2022-02-19
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    很多人只知道河南是产粮大省。却不知道,河南还是人造钻石产量大省,产量妥妥全国第一,也是世界第一。

    人造钻石是如何生产出来的?应用在哪些重点领域?


    人造钻石在“托盘”上“长出来”、高压锅里“压出来”

    2月18日下午,顶端新闻·河南商报记者来到了郑州磨料磨具磨削研究所有限公司(简称“三磨所”),探究人工钻石是如何造出来的,来一次#创新科技大揭秘#。

    (CDV合成钻石成品展示)

    在一台CVD(Chemical Vapor Deposition化学气相沉积)人造钻石机器内,人造钻石正在一个“托盘”上缓慢“生长”。

    (CDV合成钻石成品展示)

    现场技术人员介绍,机器内含碳气体在特定的温度和压力下被激发分解,形成等离子态碳原子,并在基体上沉积交互生长成聚晶金刚石,也就是钻石。

    “CVD方法制造钻石大概一个半月可以出一盘。”三磨所总经理助理孙兆达介绍。

    (三磨所开发的六面顶压机模型展示)

    另外一种,相对“传统”的人造钻石制造工艺是采用六面顶压机制作,原理有点儿类似“高压锅”。用六面顶压机制作钻石,效率更高,大概一周就能出一“锅”。

    虽然速度慢,但CVD方法不需要金属元素催化剂,生产出的钻石会更加“纯粹”,更适合用于高精尖设备以及装饰类钻石使用场景。

    (人造钻石制作的首饰)

    普通人对于钻石的认知,多限于珠宝首饰。其实,钻石作为超硬材料磨具是支撑先进制造技术的必备工具,被誉为现代工业的“牙齿”,广泛应用于航空航天、国防军工、高档数控机床、电子信息、高铁、石油与天然气钻井、海洋装备等国家重大工程、国民经济和尖端科学技术领域。


    人造钻石全球市场看中国,中国市场看河南

    在人造钻石市场有一句话:超硬材料及磨具全球市场看中国,中国市场看河南。为啥这么说?

    因为,根据相关机构公布的数据,中国金刚石单晶产量占全球总产量的95%左右,稳居世界第一,而河南人造金刚石的产量占到全国80%。

    而更值得河南人了解的是,中国第一颗人造金刚石、第一颗立方氮化硼分别于1963年、1966年在郑州磨料磨具磨削研究所诞生。

    而后国内超硬材料磨具产业经过60余年的发展,走出了一条“从无到有、从小到大、由弱变强”的自主创新之路,形成了全球最完整的产业链,并在产业规模上逐步占据了世界绝对优势地位。

    河南省是中国超硬材料及磨具当之无愧的产业发源地、技术中心、辐射源和产业化基地。

    如今,三磨所研发的产品广泛应用于汽车、制冷、电子、光伏等领域。

    2015年,超硬材料磨具国家重点实验室正式在三磨所成立。未来,实验室立足中国,放眼全球,将在新一轮科技革命和超硬材料制品产业变革中努力抢占科技制高点。

    其中,最值得期待的就是金刚石在半导体领域的应用研究。金刚石具有高硬度、超宽带隙、出色的载流子迁移率和优异的导热性能,是实现“后摩尔”时代电子、光电子和量子芯片的基础性材料之一,已是业界公认的“终极”半导体材料。

    由于与现有的半导体材料硅相比,金刚石各项参数遥遥领先,这就意味着未来基于金刚石可以开发出耐高压,耐高温,速度快,功耗低的芯片,大幅提高器件性能上限,引发半导体产业革命。


    顶端新闻·河南商报记者 郭丁然

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