——獻(xiàn)給我國(guó)人造金剛石誕生六十周年

鄭州磨料磨具磨削研究所 王光祖 張新民 黃祥芬

中南杰特超硬材料有限公司 王福山

       今年是中國(guó)第一顆人造金剛石誕生六十周年，全國(guó)各企業(yè)，高等院校，科研院所的精英們從祖國(guó)的四面八方云集中國(guó)金剛石之都——鄭州，隆重慶祝中國(guó)超硬材料行業(yè)這個(gè)偉大的節(jié)日！

       群雄歡聚一堂，暢所欲言，一代一代超硬人，敢于擔(dān)當(dāng)，善于攻堅(jiān)，鑄就的豐功偉績(jī)和滿懷激情地，共同獻(xiàn)計(jì)獻(xiàn)策，描繪超硬材料事業(yè)未來(lái)發(fā)展的更加璀璨奪目的藍(lán)圖。

       為此，我們必須堅(jiān)定創(chuàng)新自信，緊抓創(chuàng)新機(jī)遇，自覺(jué)肩負(fù)起光榮歷史使命，加快超硬材料工業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的重任。

       1.簡(jiǎn)要回顧

       首先特別需要告訴我們后人的是，當(dāng)我們高興的向世界宣告，人造金剛石在中華大地誕生了時(shí)，那些妄圖扼殺我國(guó)百?gòu)U待興工業(yè)于搖籃的對(duì)手們，懷疑并沮喪地說(shuō)，在科學(xué)技術(shù)，工業(yè)經(jīng)濟(jì)都相當(dāng)落后的中國(guó)，也能把他們認(rèn)為的高技術(shù)材料金剛石在不到三年的時(shí)間內(nèi)，搞出來(lái)了，并成為世界掌握這一高技術(shù)的笫六個(gè)國(guó)家，簡(jiǎn)直就不可思議。

       60年來(lái)，充滿艱辛的創(chuàng)業(yè)歷程，留下了無(wú)數(shù)可歌可泣，感人肺腑的故事，形成了有自己特色的行業(yè)精神。特別值得歌頌發(fā)揚(yáng)光大的是敢為天下的勇氣，頑強(qiáng)拼搏的毅力，誠(chéng)實(shí)守信的精神和團(tuán)結(jié)協(xié)作的風(fēng)尚，這些已經(jīng)成為我們超硬人的風(fēng)骨，成為我們能夠戰(zhàn)勝各種艱難險(xiǎn)阻，取得輝煌業(yè)績(jī)的巨大力量，是我們的一筆寶貴的精神財(cái)富。

       60年來(lái)，我們建立了龐大的現(xiàn)代化的超硬材料及其應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，還建立了一批超硬材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，國(guó)家工程技術(shù)研究中心，國(guó)家級(jí)的產(chǎn)業(yè)基地，企業(yè)工程研究中心以及產(chǎn)學(xué)研戰(zhàn)略同盟，院士工作站，博士后工作站等多種科技創(chuàng)新和應(yīng)用研究平臺(tái)，培養(yǎng)和聚集了一批創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)精英，初步形成了一支宏大的高素質(zhì)人才隊(duì)伍，開(kāi)展了具有前瞻性超硬材料基礎(chǔ)研究。國(guó)家的這些戰(zhàn)略部局為今后行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，為實(shí)現(xiàn)超硬材料強(qiáng)國(guó)夢(mèng)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

       2.關(guān)于立方氮化硼(CBN)的展望與建議

       CBN除硬度僅次于金剛石外，重要的是，它具有與金剛石不同的電、光、聲、熱與化學(xué)特性，這些特性為其開(kāi)發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

       納米孿晶結(jié)構(gòu)CBN工業(yè)界期盼己久的超級(jí)刀具材料。

       CBN薄膜是CBN合成領(lǐng)域的重要發(fā)展，并成為新的研究熱點(diǎn)，為CBN開(kāi)辟了一個(gè)全新的應(yīng)用領(lǐng)域。

       用爆炸法制得到的CBN既有較高的硬度，又有較好的韌性，是用來(lái)制造CBN研磨膏和拋光的理想材料。

       與傳統(tǒng)的制造CBN的方法相比，水熱法合成CBN具有成本低，反應(yīng)過(guò)程易于監(jiān)控，污染少和反應(yīng)體系均勻性好等優(yōu)點(diǎn)，特別是對(duì)大生長(zhǎng)單晶體十分有利。水熱法制造CBN微晶成功，為CBN的制備開(kāi)辟了一種新的技術(shù)路線。

       從跟隨著到領(lǐng)跑者，在CBN單晶，聚晶生產(chǎn)中成為全球的產(chǎn)量大國(guó)，制造強(qiáng)國(guó)和研發(fā)的引領(lǐng)者，鑄造了中國(guó)CBN行業(yè)的輝煌。在發(fā)展綠色制造的新業(yè)態(tài)的引領(lǐng)下，CBN材料已經(jīng)從磨切加工等工程應(yīng)用轉(zhuǎn)向更廣泛的聲光電基礎(chǔ)材料領(lǐng)域的功能應(yīng)用開(kāi)發(fā)，CBN晶體的美麗散射光環(huán)還向我們預(yù)示著更加神秘的王國(guó)，待我們?nèi)ヌ剿鳎Ｔ钢袊?guó)CBN產(chǎn)業(yè)的明天更加輝煌。

       3.高品級(jí)大單晶金剛石應(yīng)用前景廣闊

       如果高品級(jí)大單晶金剛石技術(shù)實(shí)現(xiàn)突破，用金剛石材料制作出的芯片，但愿及早成為研發(fā)新型高性能計(jì)算機(jī)的的重要支撐;通過(guò)研究金剛石摻入的環(huán)保材料，可以高效降解有害物質(zhì)，將污水直接處理成符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的清潔水，也許可以因此破解生物制藥行業(yè)處理國(guó)際性難題，開(kāi)發(fā)同為碳基構(gòu)成的金剛石超硬材料，替代金屬制成心臟起搏器，骨關(guān)節(jié)置換部件，不僅可以克服人體對(duì)金屬材料產(chǎn)生的排異反應(yīng)，而且極其堅(jiān)固耐用，這許能成為醫(yī)療產(chǎn)業(yè)一個(gè)新的突破口？

       國(guó)內(nèi)超硬人協(xié)同感興趣的同仁，正在把一個(gè)個(gè)“問(wèn)號(hào)”，變成創(chuàng)新發(fā)展的’“句號(hào)”和“嘆號(hào)”’。基于金剛石的優(yōu)異光電熱和化學(xué)性能的研發(fā)，目前大多數(shù)處于理論研究和實(shí)驗(yàn)室探索中，但也許在不久的將來(lái)，這些“奇思妙想”’將占據(jù)創(chuàng)新發(fā)展的制高點(diǎn)，拓展新的產(chǎn)業(yè)發(fā)展空間，為整個(gè)超硬材料行業(yè)乃至國(guó)家制造業(yè)，開(kāi)辟出一片片廣闊富饒的“藍(lán)海”。

       4.量子與半導(dǎo)體的應(yīng)用開(kāi)發(fā)

       4.1探索具有劃時(shí)代意義的金剛石量子技術(shù)航船已經(jīng)起航，并正在征程的路上。

       4.2為什么量子科技這么火，如此重要？竟然驚動(dòng)全球科學(xué)家，甚至國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人！其原因是首先要明白一個(gè)基礎(chǔ)而重要的問(wèn)題，那就是什么是量子？什么是量子科技？

       4.3金剛石在現(xiàn)已知材料中唯一集光電熱聲磁于一體優(yōu)秀的材料，這樣的獨(dú)特性能優(yōu)勢(shì)是由其先天性的內(nèi)因所決定的，是它材料無(wú)法比擬的。

       4.4剛石量子科技的發(fā)展，在新型材料發(fā)展中是毋庸置疑是大有用武之地的。量子科技的蓬勃發(fā)展，對(duì)我們超硬人是機(jī)遇，也是挑戰(zhàn)。超硬人應(yīng)該發(fā)揚(yáng)敢為人先、敢于擔(dān)當(dāng)?shù)墓?jiān)克難精神，積極參與其中開(kāi)發(fā)量子金剛石新的用應(yīng)領(lǐng)地。

       隨著金剛石半導(dǎo)體技術(shù)的不斷發(fā)展，未來(lái)必將突破n型摻雜技術(shù)，大尺寸高質(zhì)量單晶制備及高平整度、高均勻性等瓶頸問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)更高功率性能的金剛石電子器件、金剛石半導(dǎo)體器件比硅芯片更薄，基于金剛石的電子產(chǎn)品很可能成為高能效電子產(chǎn)品的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，將對(duì)一些高新行業(yè)產(chǎn)生顯著影響，包括更快的超級(jí)計(jì)算機(jī)、先進(jìn)的雷達(dá)和電信系統(tǒng)、超高效混合動(dòng)力汽車(chē)、極端環(huán)境中的電子設(shè)備以及下一代航空航天電子設(shè)備等。

       5.納米金剛石是納米材料家族中的一個(gè)重要成員，它不僅保留著金剛石的綜合優(yōu)異特性，而且還有對(duì)人體無(wú)害的良好的生物兼容性；對(duì)雷達(dá)波、紅外紫外光有巨大的透射率和吸收率，優(yōu)異的冷陰極場(chǎng)發(fā)射效應(yīng)，表面有許多羧基、烴基、羰基等功能團(tuán)，很容易同金屬、橡膠、塑料聚合物、織物表面緊密結(jié)合等等，從而為納米金剛石的應(yīng)用提供技術(shù)基礎(chǔ)和發(fā)展空間。

       6.科學(xué)家預(yù)言，CVD金剛石薄膜將成為，金剛石材料未來(lái)發(fā)展的主流，其不僅可以帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，更為重要的是CVD金剛石薄膜可以把金剛石材料全方位特性發(fā)揮到極致，如應(yīng)用在機(jī)械加工業(yè)、汽車(chē)、信息、能源領(lǐng)域以及國(guó)防軍事武器和尖端技術(shù)等，有效改變整個(gè)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)。

       集電學(xué)、光學(xué)、力學(xué)聲學(xué)和熱學(xué)等眾多特異性能于一身的金剛石薄膜，是國(guó)家重要戰(zhàn)略材料。開(kāi)發(fā)和研究金剛石薄膜材料的關(guān)鍵是對(duì)其核心制造技術(shù)熱絲化學(xué)氣相沉積系統(tǒng)的研制與開(kāi)發(fā)。這種技術(shù)可實(shí)現(xiàn)在異型基材和金屬材料表面沉積金剛石薄膜的目的，可保證我國(guó)的追高端制造業(yè)，環(huán)保行業(yè)和能源行業(yè)的大力發(fā)展。

       7.殷切期待

       7.1院士工作站和博士工作站，要為企業(yè)培養(yǎng)既有基礎(chǔ)理論知識(shí)又有工匠本領(lǐng)的技術(shù)人才上下功夫；

       7.2技術(shù)研討會(huì)的報(bào)告要增大對(duì)企業(yè)發(fā)展有指導(dǎo)意義與價(jià)值的內(nèi)容上下功夫；

       7.3科學(xué)研發(fā)單位要在提高科技成果變生產(chǎn)力的進(jìn)度上下功夫；

       7.4要在超硬材料功能應(yīng)用上下功夫；

       7.5要在超硬材料工具品牌我有人無(wú)上下功夫；

       7.6要在自主創(chuàng)新、創(chuàng)新、再創(chuàng)新上下功夫；

       7.7要在組建若干產(chǎn)品具有特色的領(lǐng)軍企業(yè)上下功夫；

       7.8要在DLC涂層的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化以及拓展其應(yīng)用領(lǐng)域上下功夫；

       7.9要在加大采用MPCVD培育飾鉆研發(fā)力度并盡快產(chǎn)業(yè)化上下功夫；

       7.10要在傳承發(fā)揚(yáng)光大、獨(dú)立自主、自力更生、艱苦創(chuàng)業(yè)，實(shí)干興邦上下功夫。