盡管已經退休5年了，呂智仍閑不下來。桂林地質礦業研究院（簡稱“桂林地礦院”）仍保留著他的一間辦公室，以前的他是以桂林地礦院一把手的身份，把控地礦院的發展方向；現在的他，任職廣西政府智囊團的參事，忙著超硬材料及制品企業數字化轉型及行業高質量發展的推進。

       超硬材料及制品具有“超硬”的特點，作為破解難加工材料加工難題的“鑰匙”，是推動中國現代工業發展不可或缺的特殊材料。

       對于超硬材料及制品企業數字化轉型和高質量發展，呂智認為是很有必要的。從上個世紀80年代剛入行至今，他見證著超硬材料及制品行業從小而散到大而強的變遷，“我們國家的金剛石市場份額已經占全球的95%，在全球內已經少有競爭對手。但在高端方面的應用，仍存在差距。”

       呂智回憶起超硬材料界泰斗芶清泉先生的囑托，“他說一定要在超硬材料領域做下去，超硬材料今后一定會有大前途的。”

       中國超硬材料及制品的應用變遷史，正在印證芶清泉先生的判斷。上個世紀70年代磨料級的金剛石出現，應用于普通機加工。到了80年代，超硬材料開始進入地質勘探領域，90年代的超硬材料則被導入建材加工中。如今，更是走進光伏、3C電子加工、半導體加工等行業，邁入越來越精密和高端的工業應用。

       “未來超硬材料將會更多應用于航空航天、工程施工及開發金剛石功能特性等。”呂智對行業的前景信心滿滿，已退休的他仍割舍不下對超硬材料及制品的情感。在呂智看來，行業要縮減差距，走向高端制造，還需進行企業的數字化轉型。退休的他正在致力于這一工作的推進。

       1、接受專業培養 攻克工業關鍵材料

       1984年，我國物理學家芶清泉先生在成都科技大學辦了一個只有10多個學員的研究班。這個研究班有點奇怪，既不發畢業證，也不安排工作，而且只辦了一屆。來到這個班參加培訓的學員都是已經參加工作的，他們的專業背景五花八門，有搞物理的，有搞地質的，有搞化學的，但他們學習的內容都只有一個，那就是超硬材料的應用研究及工程化。

       這個班開設了兩年后，中國第一批受過超硬材料系統教育的人才奔向了祖國各地，成為一方超硬材料的骨干力量。

       從這個研究班走出來的，就包括了來自桂林礦地院的呂智。

       呂智回憶道，上世紀80年代，國內的超硬材料剛剛形成工業化生產，各地興起了大批以生產小直徑金剛石鋸片為主的生產企業，但全是零散的小企業，并且只有少數企業剛上了少量的壓機。“那時候是超硬材料的‘春秋戰國’時代。”

       當時，國外已經成立了超硬材料的“專業正規部隊”，如GE公司磨料磨具部，元素六等都已經形成比較大的規模，并已開始生產高品質的金剛石。“地質鉆探等都需要用到品級較高的金剛石，國內做不出來，只能花好幾倍的價格向國外購買。”

       芶清泉先生清楚地意識到，超硬材料是工業不可或缺的重要材料，看到國內超硬材料發展的落后現狀，決心培養一批專業人才，將超硬材料發展壯大。于是開設了那一屆專業培訓班。

       作為學員之一，畢業于中南大學礦冶學院的呂智在畢業之初并未料到會與超硬材料結下如此深厚的緣分，更未意識到超硬材料對工業的重要性。1982年，呂智被分配到桂林地礦院，冶金物理化學專業畢業的他進入桂林礦地院實驗廠進行金剛石的研發，半年后，一臉迷茫的他找到研究室主任表示專業不對口，并要求調換工作。

       研究室主任勸他：“再干半年試試！”

       半年后的呂智并未再提出調換崗位的要求。他發現，超硬材料是很特殊的材料，由于它“超硬”的特性，成為工業生產中難以替代的材料。

       那之后，呂智參加了超硬材料研究班。芶清泉先生的一番囑托更是讓他堅定了在超硬材料行業深耕下去的決心，“芶清泉先生說，一定要在超硬材料領域做下去，超硬材料今后一定會有大前途的。”

       事實證明，在桂林礦地院工作期間，呂智一點一點見證了芶清泉先生的預言成真。

       2、30余載披風歷雨 從人才匱乏到朝高精尖發展

       從1982年進入桂林礦地院的實驗廠一線開始，呂智一直堅持干到了2016年。從技術員到課題組成員、課題組組長，一直到廠長助理、廠長、院長，呂智的事業軌跡一步一腳印，清晰可見。

       超硬材料的重要性也在呂智心底逐漸清晰。

       上世紀70-80年代，超硬材料及制品專業的人才匱乏，行業的發展更是倚仗科研單位的技術支撐。桂林礦地院作為科研院所，主要負責研發和成果轉化，并免費提供給行業。隨著技術研究的深入，桂林礦地院在行業取得的影響力越來越大，以至于后來形成了北方以三磨所為首主攻超硬材料，南方以桂林礦地院為首主攻超硬材料制品的局面。

       為了推動成果轉化，桂林礦地院專門成立了特邦公司。特邦公司在業界的知名度很高，為超硬材料行業輸送出許多重要的成果，如推出的金剛石繩鋸，為礦山開采提升開采率到90%，為這一行業節省石材資源價值達到上千億元。這一成果在國內三家較大的企業落地，并占領了國內70%-80%的市場。

       超硬材料的成果正出現在越來越多的領域，呂智總結了超硬材料的發展階段，“從沒有金剛石、沒有設備到造出磨料級金剛石，這是國內金剛石發展的第一階段。”

       進入80年代后，金剛石質量大為提高，被導入到地質勘探等領域，這是金剛石發展的第二階段。

       第三個階段出現在90年代，發展特點是開始導入到石材、建材等領域，需求量上升很快，市場規模迅速打開。這時，擁有壓機的企業達到數百家，行業集中度得以提升。

       從2000年至今，開始導入高端應用領域如光伏、電腦手機加工、汽車等領域的加工，開始步入高質量發展階段。

       超硬材料的應用越來越廣，并朝著高精尖方向發展。但想再進一步發展，需要學術界的介入，而行業的交流僅限于企業與企業之間打交道，缺乏學術層面的引導，“需要產學研進行充分的協同。”

       2011年，呂智提出，要讓超硬材料及制品行業加入到中國材料學會大家庭，建立起企業與學術界的橋梁。于是，他與桂林地礦院的教授級高工林峰著手籌備“中國材料研究學會超硬材料及制品專業委員會”（簡稱“專委會”）。

       他與林峰找到時任理事長黃伯云院士講述了想法，得到了黃伯云院士的支持，專委會順利地成立了。呂智擔任專委會的主任委員。

       專委會的成立，對于超硬材料行業而言意義重大。作為高精尖材料，其發展戰略可以通過學會提交到國家部委層面。而且有了學術界的參與，行業的發展、關鍵問題、瓶頸等問題的解決，又多了一些重要的途徑。

       3、亟需試錯機會 縮小與國外差距

       報告顯示，2020年中國持續主導著全球超硬材料行業發展，占據超硬材料90%以上市場。在超硬材料領域，中國享有較大話語權。

        “中國已經是超硬材料大國，但離超硬材料強國仍有差距。”呂智對《大國之材》表示，由于國內的金剛石規模占據全球大部分份額，導致國外產品喪失成本優勢，基本退出超硬材料制造市場。

       另外，早期國內外超硬材料生產設備形成兩條路線，國外是兩面頂壓機，國內是六面頂壓機。最終國內自主知識產權的六面頂壓機獲得了市場的認可。國產超硬材料的市場地位得以進一步鞏固。

       盡管如此，差距仍不容忽視。

       資料顯示，國外人造金剛石制品制造企業的高端產品優勢明顯，具有品牌效應，市場上占據重要地位。

       尤其是在超硬制品方面，粗加工制品處于壟斷地位，但高端制品仍依靠進口，價格居高，精加工制品整體存在差距，并且許多核心技術仍由國外掌控，國內原創技術不多。

金剛石繩鋸

       “在高端應用上面我們與國外相比仍有差別，比如半導體加工工具，我們仍以進口為主，70%以上進口依賴。”呂智對《大國之材》表示。

       硅晶體材料加工、IC封裝材料切斷加工、光電子元器件模塊、視聽顯示器件模塊的部件加工等，隨著IC集成度越來越高，相應的加工工序對超硬材料工具要求也在提高。“半導體加工用的金剛石粒度要求比較細，可能就要用到微米級的。”

       呂智分析認為，存在差距的原因在于試錯機會少、試錯成本高。以半導體加工工具為例，在流水線上試用加工工具，出現問題將導致客戶遭受大的損失，而不去試錯則無法導入使用，陷入惡性循環。

       “這些差距，我們有機會趕上的，只是需要時間。”呂智說。

       除此之外，國外人造金剛石生產企業向超硬復合材料PCD、PDC、PCBN等高端工具市場轉移。呂智分析道，PCD方面，地質勘探等用途的差距不大，在刀具方面的還有兩到三年的追趕期。

       PCBN也是如此，帶襯底的存在差距，主要在于低立方氮化硼的含量與細粒度、穩定性等與國外存在差距，仍有數年的追趕時間。

       在這位耕耘三十多載的老兵看來，差距只需時間就能彌補。

       對超硬材料的未來發展，呂智十分看好。

       呂智認為，未來超硬材料將深入航空航天的應用，如航空航天用的高溫合金、鈦合金、金屬間化合物、先進陶瓷等新型難加工材料應用越來越多，需要金剛石工具進行加工，而目前航空航天材料仍以硬質合金刀具為主。“另外，工程施工、首飾用的大單晶金剛石、功能金剛石等，都將有很好的前景。”

       如今呂智已經退休，但仍然致力于進一步推進金剛石的應用研究，應用調研與文章發表，他一樣不落。他認為金剛石在電學、光學、熱學、聲學等諸多方面也具有十分獨特的優異性能，至今尚未得到有效開發，應該充分發揮出它的功能屬性，才能走進更廣闊的天地。

       呂智所確信的，一如當初芶清泉先生對他說過的。

       【人物簡介】

       呂智，博士，教授級高工，享受國務院特殊津貼專家，廣西政府參事，中國材料研究學會超硬材料專業委員會主任委員，全國超硬材料專家委員會副主任，《超硬材料工程》主編，長期從事超硬材料及制品的研發以及科研院所管理工作。曾任中國有色桂林礦產地質研究院院長、國家特種礦物材料工程技術研究中心主任。獲省部級科技成果獎勵12項，2015年作為“高效加工金剛石工具的開發與應用”項目第一完成人，榮獲廣西科技進步特別貢獻獎，出版專著《超硬材料工具設計和制造》。近幾年在全國性的學術會議上做“超硬材料技術發展現狀與趨勢”“超硬材料在精密加工中的應用”“功能金剛石的應用現狀和產業化前景”“半導體加工用金剛石工具現狀與熱點”“超硬材料行業幾個熱點問題”等主旨報告。