9月20日,第六屆中國(鄭州)國際磨料磨具磨削展覽會暨2023金剛石產業大會在鄭州開幕,來自全球金剛石領域具有影響力的院士、專家學者、企業家等,圍繞金剛石領域的前沿技術、產業趨勢和熱點問題發表演講并進行高端對話,推動金剛石制造關鍵技術邁上新臺階。
活動現場,中國機床工具工業協會超硬材料分會秘書長孫兆達發布了《中國人造金剛石產業地圖(2023年)》。
金剛石是目前已知的最堅硬的物質,同時在聲光電磁熱等方面均具備優異的性能,被譽為“材料之王”,是21世紀最有潛力的材料之一。
人造金剛石作為結構性材料,主要用于制造各類金剛石工具,由于其高效、精密、綠色環保等特點,被廣泛用于航空航天、汽車、電子信息等國防和國民經濟重點領域,被譽為“現代工業的牙齒”,是現代化制造業必不可少的工具。
進入新千年以來,行業開始探索人造金剛石由工具性材料向功能性材料轉變。
孫兆達表示,人造金剛石作為功能性材料,在聲、光、電、磁、熱等多個領域:如寬禁帶半導體功能器件、熱沉材料、光學窗口、污水處理、生物醫學等方面都有廣闊的應用前景。但就目前來說,人造金剛石結構性材料應用占比超過90%,功能化應用占比不足10%。
“從全國產業分布區域來看,河南省擁有超硬材料全產業鏈優勢,精密加工領域主要集中在長三角和珠三角,鋸切鉆進類工具主要集中在福建、廣東、江西、湖北、湖南等地。”孫兆達說,就河南省而言,全省人造金剛石產業以鄭州市為中心,許昌市、商丘市、信陽市、南陽市、焦作市、洛陽市等分布著行業相關的產業企業,這些企業在全國都非常具有競爭力。
從產業規模來看,中國人造金剛石單晶產量占全球的95%。2022年美國進口人造金剛石中,中國金剛石占比達到78%;歐盟28國進口人造金剛石中,中國金剛石占比達到75%;印度進口人造金剛石中,中國金剛石占比達到90%;日本進口人造金剛石中,中國金剛石占比達到81%。
對于行業的未來發展,孫兆達提出,要持續鞏固超硬材料全球領先優勢,加強原輔材料開發與供給;加快大腔體六面頂壓機及關鍵部件研發,保持高溫高壓制備全球領先地位;鞏固人造金剛石、立方氮化硼單晶/微粉規模優勢。
同時,要彌補高性能超硬材料及制品劣勢,圍繞高速、高效、超精密加工用系列超硬材料及制品,開展關鍵技術攻關,加速其在國民經濟各領域的應用。
面對培育鉆石蓬勃發展,孫兆達提出,要搶抓培育鉆石產業風口,提升毛坯合成與生長、鉆石毛坯高效切磨拋等技術水平,加強大尺寸、高品級、多色彩、低成本產品研發。拉長中下游產業鏈條,推動生產制造與展示交易融合發展。
在功能性金剛石材料研發方面,中國要圍繞金剛石聲光熱電等特性,加強戰略性、顛覆性、前沿性技術研發攻關,加速推進其在濾波器、光學窗口、電極片、熱沉片以及第四代半導體器件等領域的應用,占領碳基新材料未來發展制高點。
行業的快速發展,離不開政策的支持。孫兆達建議,政府要從技術攻關、行業人才培養、財政資金、各產業間協調、進出口貿易管理、行業有序管理6個方面進行政策支持,推動行業高質量發展。