超硬材料行業發展規劃（三）：指導思想與目標（點擊閱讀）

　　4 主要任務
　　建立健全技術創新體系，加強創新能力建設；進一步激發行業國家工程中心與重點實驗室等國家隊活力，加強共性基礎研究；推進學術、技術、標準、產品等全方位的國際化網絡建設，增強行業的國際話語權；積極推進智能制造及互聯網在業內的應用，提高行業的現代化水平；進一步鞏固超硬材料單晶、鋸切鉆進工具等領域的國際優勢地位，推進行業產品的國際品牌建設；補足精密磨具、超硬材料功能性應用等短板，堵住進口并開拓國際市場。
　　4.1 加強市場細分工作
　　以市場為導向，以技術創新為基礎，對超硬材料及其制品應用目標市場進行深入細分，特別是國防軍工、搶險救災等國家重大需求領域的細分，按照應用領域的系列需求，發展系列化的配套超硬材料及其各種各類專尖特工具，注重開發高技術、高附加值、尖端小眾市場，推動行業各子領域強者更強，弱者漸強。加快市場細分相對應的國家、行業、團體及地方標準的制定，力爭能為任何一個細分市場提供完整的符合標準的切磨拋解決方案。
　　4.2 推進智能制造
　　要推進智能制造，必須大力開發具有感知、分析、推理、決策、控制功能的高度自動化裝備，把先進制造技術、信息技術、自動化和智能技術進行高度集成與深度融合。
　　對于超硬材料行業，材料生產的自動化水平相對較高，金剛石鋸片、線鋸生產自動化水平相對較高，首先鼓勵和支持這些領域大力推進智能設計與制造；其他制品領域自動化水平相對較低，有些主要工序單機自動化還沒有實現，連機成線實現自動化應成為“十三五”期間的主要目標，力爭2025年前即“十四五”末能夠部分實現設計與制造智能化。大力推進行業專用設備與檢測儀器的自動化與智能化水平，這是各種各類產品制造智能化的前提與基礎；大力推進各類超硬材料制品的混料、成型、燒結、后加工等各工序的高度自動化；大力推進數字化車間、數字化工廠、數字化企業的建設。
　　4.3 加快推進互聯網+的應用
　　互聯網與物聯網的發展異常迅猛，大大改變了人們的生活。但互聯網+的概念提出不久，互聯網+制造業才剛剛起步，真可謂方興未艾！我們首先要解放思想，研究開發互聯網與產業的深度融合、與用戶及用戶行業的深度融合。在國家“互聯網行動計劃”推動下，以協會網站為主要平臺，設置足夠能力服務器（包括云存儲），建立建全本行業與相關行業及企業網絡平臺掛靠系統，積累并形成行業大數據，逐步建立建全行業技術、經濟、貿易等數據全庫；大力使用互聯網技術，推動移動互聯網、大數據、云計算、物聯網等新一代信息技術，逐步建立起教育培訓、研究設計、產供銷、售前售后服務等各個環節與互聯網的深度融合，努力打造超硬材料+互聯網+物聯網=無堅不摧、攻無不克的光輝典范。
　　4.4 加強行業基礎與應用科研平臺建設
　　國家及地方政府越來越多地支持產學研用相結合的大型科研攻關及基礎研究項目，對單部門小型研發項目支持力度越來越小，為了適應新時期的新形勢。“十三五”期間可考慮嘗試由行業協會組織擬定未來基礎研究項目，招標研究團隊，發揮現有國家重點實驗室、國家工程中心及高校、地方及企業重點實驗室的作用，向政府爭取行業大項目資金支持，向企業爭取研發條件支持。制定相關管理辦法及條例，建立科研機構及企業與協會的項目合作關系、成果分成等政策。成果接產單位對協會支持的有應用價值的成果進行有償使用。
　　4.5 開發研究方向
　　（1） 超粗（寶石級，粒徑﹥5mm）及超細（≦5nm）粒度金剛石單晶，粗粒度（粒徑﹥0.5mm）CBN單晶，金剛石與CBN多晶，大塊體（粒徑≧10mm）納米超硬材料聚晶（NPD，NPCBN），高端微米及亞微米超硬材料聚晶，高端CVD、PCVD超硬材料膜，新型復合超硬材料；
　　（2） 支撐國家重大工程和戰略性新興產業需求的高端超硬材料切磨拋工具，替代傳統工具、推動應用領域智能化改造與節能減排環保生產的新型超硬材料工具，替代進口的高精高效高速新型超硬材料工具；搶險救災等特殊細分專業應用復雜形狀、特殊性能超硬材料工具；
　　（3） 產品生產工藝技術升級改造、節能減排、提高效率、提高制造精度等新技術，3D打印及精密增減材制造新技術；
　　（4） 各種超硬材料工具的在線監測診斷、可靠性評價技術,
　　（5） 生產裝備及生產過程自動化智能化升級改造技術，基于互聯網的裝備遠程診斷、監測控制、預警等新技術；
　　（6） 利用互聯網、大數據、云計算、物聯網等新一代信息技術，建設行業技術、經濟、貿易等數據庫及公共服務平臺。

　　5 重點發展的應用領域
　　隨著高硬韌耐熱合金，碳纖維等復合難加工材料的不斷出現，節能減排、環保生產要求的不斷升級，新工藝技術不斷創新應用，高速、超高速、高效、精密、超精密、高可靠性、長壽命以及綠色化生產成為加工制造領域的新要求，對加工工具的性能要求也日益提高，具有極端性能的超硬材料及其各種各類加工工具迎合了這種需求，為高技術加工制造領域提供著不可多得的加工手段。超硬材料類產品已經越來越多地應用到國民經濟的各個領域，包括航空航天、國防軍工、電子信息、清潔能源、汽車、家電、生物工程、建筑建材等涉及國家安全及戰略性新興產業等領域。本行業將要在這些重點應用領域突破一批關鍵技術。
　　5.1 航空航天領域
　　在航空航天領域鈦合金、高溫合金、碳纖維復合等新型難加工材料應用越來越多，它們的高效加工難題突出。超硬材料行業要支撐航空航天領域的發展，必須突破技術難關，為該領域開發并提供高精高效切磨拋工具及隱身防腐材料。國內目前主要采用的是傳統磨具和刀具進行加工，存在加工效率低，工具損耗快，加工工件精度低等問題，國外已采用超硬材料工具替代傳統工具對上述材料進行高效精密加工。“十三五”期末國內超硬材料磨具和刀具（含刀具用復合超硬材料）要在該領域大面積應用，市場占有率力爭達到50%以上。
　　5.2 國防軍工領域
　　國防軍工領域具有超大、超微、超精、高可靠性、長壽命等特殊要求，所用材料也具有特殊性，超硬材料行業有責任和義務持續為這些領域開發特殊切磨拋工具及隱身防腐材料，如航母發動機、飛機發動機、飛機剎車片、導彈整流罩等專用加工工具，軍機與導彈等隱身防腐材料，以滿足國防建設的需要。
　　5.3 電子信息領域
　　半導體芯片的制造采用金剛石磨具實現芯片背面硅材料的納米級精度和表面粗糙度的高效超精密加工，采用金剛石超薄砂輪進行切割封裝；為進一步提高生產效率，越來越多地將單片金剛石超薄砂輪加工改為多片甚至上百片砂輪成組加工。“十三五”期間要持續提高該類工具水平，更廣泛地替代進口產品，期末要能為該領域提供成套微細精密切磨拋工具，直至提供切磨拋解決方案。
　　5.4 清潔能源領域
　　水電、風電、核電、光伏發電、LED照明等均屬清潔能源領域，任何一種清潔能源均用到超硬材料工具，其中光伏發電和LED照明行業所用切磨拋金剛石工具最為微細精密。目前這些領域所用發達國家進口工具占主要部分，國內工具處于次要地位。“十三五”期間要實現成套工具技術國產化，期末國內工具要處于主導地位，國內市場占有率達到70%以上。
　　5.5 汽車制造領域
　　超高速磨切削技術在汽車關鍵零部件的制造中得到推廣應用。為避免超高速條件下基體對機床主軸帶來負荷過大以及基體本身徑向膨脹過大對加工效果的影響，要求超高速CBN砂輪實現輕質化；汽車發動機關鍵零部件之一的凸輪軸，出現由單一材料的整體式向裝配式（主軸與凸輪分別為不同材料）方向發展的趨勢，要求CBN砂輪實現工件一次裝夾完成不同材料的數毫米大余量的高速、超高速、高效加工；汽車連桿的雙端面磨削，采用陶瓷CBN砂輪替代普通磨具加工，不但磨削效率大幅提高，而且實現免修整加工；汽車發動機殼體鑄件毛坯，采用超硬磨具替代普通磨具實現低粉塵高效去毛刺加工。“十三五”期末國內超硬材料磨具和刀具（含刀具用復合超硬材料）要在該領域大面積應用。
　　5.6 家用電器制造領域
　　家電領域也是超硬材料工具的傳統服務領域，隨著人們生活水平的提高，對家電質量提出了更高要求，節能、環保、低噪音、長壽命是家電業追求的更高目標，新工藝也不斷出現，如空調、冰箱壓縮機主要零部件缸套、滑片用固結磨具雙端面磨削技術替代了傳統加工工藝，對磨具的平面度、平行度、耐用度提出了比普通磨具高幾個數量級的要求。“十三五期間”要持續加強跟蹤該行業的日益提高的高新要求，突破該領域高端產品制造技術并能夠為其提供新型成套磨削服務。
　　5.7 生物工程等功能性應用領域
　　利用納米金剛石的生物相容性、低毒性、熒光效應等特性,在藥物載體材料、生物成像工具、蛋白質組學質譜測定法、熒光探針材料以及量子探針等生物醫藥領域突顯出其愈來愈重要的作用；金剛石膜生物傳感器是用生物活性材料(酶、蛋白質、DNA、抗體、抗原、生物膜等)與物理、化學傳感器的有機結合，主要應用于生物科學、臨床醫學、生物工程和環境保護等領域。
　　納米金剛石微粒尺寸遠小于紅外和雷達波波長，它對這種波長的透過率比常規材料要強得多，這就大大減少波的反射率；此外它的比表面積比常規粗粉大了3~4個數量級，對紅外光和電磁波的吸收率也比常規材料大得多，使得紅外探測器和雷達接收到的反射信號變得很弱，因此很難發現被探測目標，起到了隱身作用。美國等國家多年前已將超微細金剛石制成吸波材料應用在隱身飛機上，我國也在超硬材料行業的支撐下，強力推進著該技術。
　　在環保方面，利用摻硼金剛石電極的寬電化學勢窗、低背景電流、極好的化學穩定性及強抗表面沾污能力，在廢水處理中應用比常規電極具有無可比擬的優異特性。
　　在光學方面，利用金剛石膜的寬光譜透過率高、硬度高、摩擦系數小、化學穩定性好等優點，作為多種光學材料如硅、鍺、玻璃、硫化鋅、氟化鎂、碲鎘汞、氯化鉀等的增透/保護膜，起到抗磨損、抗腐蝕、抗潮解和抗氧化的作用，已被應用于太陽能硅電池、高功率CO2激光器窗口、潛望鏡紅外(IR)窗口、飛機前視紅外窗口、導彈頭罩窗口和宇航探測器等。
　　此外，金剛石在聲學、熱學、電學等諸多方面均有無可比擬的優越性，而且得到了前期應用。“十三五”期間要加強這些功能性應用領域的開發，努力降低成本，擴大應用面，為高科技大發展奠定良好基礎。
　　5.8 先進工具制造領域
　　高端工具制造領域是金剛石工具的傳統應用領域，但新型高端先進工具不斷出現，對超硬材料砂輪的要求不斷提高，如旋轉式整體硬質合金刀具加工，目前國外采用金剛石砂輪大切深、快進給一次性完成主槽的高效成型磨削，并不斷追求提高加工效率；此外，隨著工具精度的不斷提高，對砂輪的自銳性、耐磨性也提出了更高的要求。“十三五”期間要持續加強跟蹤工具行業日益提高的高新要求，突破該領域高端產品制造技術并能夠提供新型刀具、復雜組合刀具的成套磨削服務。
　　5.9 油氣田及礦物勘探采掘領域
　　突破井深在4000米以上、定向與水平井的復雜硬質地層、海洋油氣田勘探采掘用PDC合成與鉆頭制造技術。
　　5.10 建筑建材領域
　　建筑領域用鋸切鉆進工具鞏固其世界先進水平地位，開發更高效、更長壽命、加工噪音更低的高新技術產品，進一步擴大發達國家專業級市場占有率。
　　石材礦山開采金剛石工具化，開發出更節能環保的、適合不同礦山開采的更細繩鋸、鏈鋸等產品和工藝技術，提高荒料成材率，降低廢物排放量。
　　石材、陶瓷墻地磚加工金剛石工具化、特別是精磨拋光工具，最大限度地減少或杜絕具有典型高耗能重污染資源性碳化硅磨塊的使用，達到墻地磚生產節能減排的目的。

　　6 產業政策建議
　　如前所述，超硬材料及其各類制品是支撐國家重大需求及高新技術領域發展不可或缺的材料與工具，是綠色環保、高速高效高精類產品，是替代高耗能、重污染、資源性的傳統切磨拋工具的絕佳選擇，該領域是我國在世界制造業中為數不多的具有強大競爭力的優勢產業，理應得到大力支持。
　　期望國家對本行業的支持包括但不限于以下方面：
　　6.1 建議國家將超硬材料及制品明確列入國家“十三五”規劃
　　國務院發布的《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》，在第三部分：重點發展方向和主要任務中明確提出“……積極發展高純石墨、人工晶體、超硬材料及制品。”工信部發布的《新材料產業“十二五”規劃》也明確提出：“鞏固人造金剛石和立方氮化硼超硬材料、激光晶體和非線性晶體等人工晶體技術優勢，大力發展功能性超硬材料和大尺寸高功率光電晶體材料及制品。”建議國家仍將超硬材料及制品明確列入國家“十三五”規劃并加大對該產業的政策性支持力度。
　　6.2 對國產創新應用及替代進口高檔超硬材料制品實施稅收優惠政策
　　建議政府對用于軍工、航空航天、電子信息等領域的擁有中國自主知識產權的替代進口高新技術超硬材料制品實施稅收優惠政策，將其增值稅率由17%下調為13%（對農機生產企業已有先例），以支持企業對關系到國家安全類產品的科研開發投入及創新成果產業化，支持超硬材料產業的創新發展。
　　6.3 鼓勵采用國產高端超硬材料產品
　　建議國家鼓勵國防軍工及戰略性新興產業采購國產高端超硬材料產品，對軍工、航空航天、電子信息、汽車及戰略性新興產業等主要用戶采用國產高檔超硬材料產品的，實施創新應用補貼政策，補貼額度不低于其采購額的30%。
　　6.4 提高超硬材料產品的出口退稅水平
　　2012年國務院發布的“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃已明確列入超硬材料產業，“十三五”規劃建議中仍在重點支持發展之列，但出口退稅率卻一直很低，只有5%。
　　建議政府將超硬材料類產品出口退稅率按戰略性新興產業產品提高到13%，進一步提高超硬材料產品的國際市場占有率，推動出口產品的結構調整升級。
　　6.5 加大對超硬材料行業創新體系建設的支持
　　建議國家積極推進超硬材料類國家重點實驗室與工程技術中心等國家隊大力開展基礎研究，支持行業自主創新及協同創新的體系建設，增強行業發展后勁；支持相關地方、高校、企業重點實驗室建設；對已有及在建超硬材料類公共服務平臺加大支持力度；優先并加大力度支持技術戰略聯盟、公共信息等平臺建設；優先并加大力度支持產學研用聯合攻關項目；優先并加大力度支持成套切磨拋解決方案項目及建設公共切磨拋數據庫。（完）