大象新聞?dòng)浾?米方杰

超硬材料及制品是支撐先進(jìn)制造技術(shù)的必備工具，被譽(yù)為現(xiàn)代工業(yè)的“牙齒”，經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，作為超硬材料發(fā)源地的河南已經(jīng)成為了全球超硬材料的領(lǐng)航者。超硬材料也從工具應(yīng)用擴(kuò)展到了功能應(yīng)用上，并且隨著培育鉆石市場(chǎng)的“火熱升溫”，河南超硬材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展也越發(fā)受到關(guān)注。作為我國(guó)自主發(fā)展、具有全球競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)的特色長(zhǎng)板產(chǎn)業(yè)，河南超硬材料產(chǎn)業(yè)將走向何方，未來(lái)又該在哪些方面進(jìn)行著力呢？

【1】超硬材料的發(fā)展 ?將為河南產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供“硬支撐”

經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，河南實(shí)現(xiàn)了由我國(guó)超硬材料的研究開發(fā)中心向超硬材料及制品的研究開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化基地轉(zhuǎn)型，初步形成了一個(gè)以超硬材料為先導(dǎo)、制品為核心、原輔材料和專用設(shè)備儀器為基礎(chǔ)、公共技術(shù)服務(wù)體系為支撐、產(chǎn)業(yè)群體比較集中和相對(duì)完善的特色高技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈，成為我國(guó)超硬材料大省，為我國(guó)成為全球超硬材料生產(chǎn)大國(guó)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

作為一種新材料，超硬材料引領(lǐng)著我國(guó)高端制造業(yè)的發(fā)展。中國(guó)機(jī)床工具工業(yè)協(xié)會(huì)超硬材料分會(huì)秘書長(zhǎng)孫兆達(dá)表示，超硬材料及制品是支撐先進(jìn)制造技術(shù)的必備工具，當(dāng)下河南正大力發(fā)展制造業(yè)，而超硬材料是支撐制造業(yè)升級(jí)必不可少的一個(gè)“關(guān)鍵鏈”，超硬材料行業(yè)的發(fā)展將為河南產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供起“硬支撐”。

“超硬材料及制品是迄今為止人類發(fā)明的極端堅(jiān)硬的材料及工具，層出不窮的各種新型材料只能用它們才可加工，”在河南省金剛石及制品工程技術(shù)研究中心總工程師、中國(guó)珠寶玉石協(xié)會(huì)培育鉆石分會(huì)名譽(yù)會(huì)長(zhǎng)王秦生看來(lái)，超硬材料及制品對(duì)高新技術(shù)材料及各類制成品的發(fā)展提供著強(qiáng)力支撐。

【2】超硬材料刀具和精密磨具 依然是重要的發(fā)展方向

值得關(guān)注的是，目前超硬材料也從工具應(yīng)用、功能應(yīng)用擴(kuò)展到了民用消費(fèi)，培育鉆石的成功讓其進(jìn)入了群眾生活，目前河南培育鉆石供不應(yīng)求。

雖然培育鉆石市場(chǎng)前景廣闊，但不管是王秦生還是孫兆達(dá)在接受采訪時(shí)都表示，并不建議將其作為超硬材料的“主要”發(fā)展方向。“河南培育鉆石市場(chǎng)發(fā)展前景廣闊，但培育鉆石屬于消費(fèi)市場(chǎng)，目前技術(shù)已經(jīng)非常成熟，”王秦生表示，只要培育鉆石有市場(chǎng)，企業(yè)便會(huì)加大生產(chǎn)力度，在遵循市場(chǎng)規(guī)律情況下，政府做好服務(wù)即可。

“經(jīng)過(guò)50多年的發(fā)展，以人造金剛石為代表的超硬材料依然屬于新材料，”在孫兆達(dá)看來(lái)，雖然過(guò)去這些年里，人們對(duì)人造金剛石的探索和應(yīng)用主要集中在“工具”方面，但目前對(duì)其開發(fā)利用依然有限。

?“超硬材料的工具河南歷來(lái)有優(yōu)勢(shì)，下一步還要繼續(xù)放大這一優(yōu)勢(shì)?！蓖跚厣榻B說(shuō)，一直以來(lái)，超硬材料企業(yè)賣的不僅是產(chǎn)品，更是“核心技術(shù)”。在工業(yè)領(lǐng)域，超硬材料刀具在世界發(fā)達(dá)國(guó)家代替普通道具已經(jīng)超過(guò)了10%，但是中國(guó)還不到10%，超硬材料刀具和精密磨具依然是一個(gè)重要的發(fā)展方向。

王秦生同時(shí)表示，雖然河南超硬材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，但還有著中高檔產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力薄弱、產(chǎn)品專用化程度和精細(xì)化程度不夠、中低端產(chǎn)品產(chǎn)能過(guò)剩且同質(zhì)化嚴(yán)重、產(chǎn)品應(yīng)用實(shí)驗(yàn)室欠缺或不夠完善、前沿技術(shù)研究薄弱及未來(lái)可持續(xù)發(fā)展動(dòng)力不足等問題。

【3】專家建議把超硬材料功能化應(yīng)用的開發(fā) 作為戰(zhàn)略方向

經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，超硬材料的性能正在不斷地被發(fā)現(xiàn)，它的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地被擴(kuò)展，當(dāng)下在不斷擴(kuò)展工具應(yīng)用的同時(shí)，超硬材料也進(jìn)入到了“功能時(shí)代”， 在采訪中，孫兆達(dá)和王秦生都建議，河南把超硬材料功能應(yīng)用的開發(fā)作為一個(gè)戰(zhàn)略方向。

孫兆達(dá)表示，金剛石作為極限材料，除具有優(yōu)異的力學(xué)性能外，還擁有最高的熱導(dǎo)率、極寬的禁帶寬度、高載流子遷移率、高絕緣性、極佳的光學(xué)透過(guò)性、化學(xué)穩(wěn)定性與抗輻照性等眾多熱、光、聲、電、化學(xué)優(yōu)異性能，被譽(yù)為“材料之王”，在航空航天、核工業(yè)、第四代半導(dǎo)體、超大功率器件等尖端技術(shù)領(lǐng)域具有極佳的應(yīng)用潛力。

“目前金剛石膜散熱片已應(yīng)用于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星相控陣組件；金剛石光學(xué)窗口具有紫外至微波的廣譜透過(guò)性，用于飛行器窗口、高能激光武器窗口及核反應(yīng)堆窗口等極端領(lǐng)域。而硼摻雜金剛石電極在電化學(xué)傳感器、污水處理等領(lǐng)域已取得了突破性進(jìn)展，壽命是傳統(tǒng)電極的數(shù)十倍?！睂O兆達(dá)介紹說(shuō)，隨著包括金剛石在內(nèi)的超硬材料各種功能性的廣泛開發(fā)和應(yīng)用，超硬材料將在國(guó)計(jì)民生中發(fā)揮更為重要的戰(zhàn)略支撐作用。而持續(xù)推進(jìn)超硬材料功能應(yīng)用的開發(fā)，是作為全球超硬材料領(lǐng)航者的河南必須肩負(fù)起的一項(xiàng)重任。

王秦生同樣表示，超硬材料產(chǎn)業(yè)的體量雖然不大，但以人造金剛石為代表的超硬材料及制品卻滲透到了各個(gè)領(lǐng)域，包括國(guó)防軍工、航空航天、尖端科技等，超硬材料不僅是支撐我國(guó)戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進(jìn)基礎(chǔ)材料，更是活躍在國(guó)家重大關(guān)鍵領(lǐng)域中的“精良利器”，某種意義上來(lái)說(shuō)是屬于戰(zhàn)略性物資。

【4】龍頭企業(yè)已開始布局 有望在超硬材料功能應(yīng)用上實(shí)現(xiàn)新突破

“建議政府要在政策和資金方面給予扶持，引導(dǎo)省內(nèi)超硬材料龍頭企業(yè)加大在功能應(yīng)用方面的科研投入力度，”王秦生表示，超硬材料功能應(yīng)用的科研，需要投入更多的時(shí)間和精力以及資金，不像做培育鉆石會(huì)立馬有利潤(rùn)，因此需要政府加大扶持力度。在其看來(lái)，超硬材料如果能在聲光電熱等應(yīng)用方面實(shí)現(xiàn)突破，其產(chǎn)業(yè)規(guī)模將至少放大十倍以上。

記者在采訪中了解到，鄭州三磨所等超硬材料行業(yè)的龍頭企業(yè)已經(jīng)把超硬材料的功能應(yīng)用作為主要的發(fā)展方向。三磨所針對(duì)電子信息、汽車、航空航天、國(guó)防軍工、家用電器、光伏、LED、風(fēng)能等行業(yè)研究開發(fā)出一系列制品，突破了多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，取得了一批高水平的成果。值得一提的是，三磨所開發(fā)出的芯片“切、磨、拋”加工全系超硬材料制品，打破了我國(guó)高檔精密超硬材料制品主要依靠進(jìn)口的局面，對(duì)我國(guó)芯片加工產(chǎn)業(yè)的獨(dú)立自主可控、保障芯片產(chǎn)業(yè)技術(shù)安全具有重要意義。

“培育鉆石只是我們的一個(gè)小項(xiàng)目，并不是我們主要的發(fā)展方向，”鄭州三磨所相關(guān)負(fù)責(zé)人介紹說(shuō)，目前，他們正加快推進(jìn)基于金剛石優(yōu)異的光、電、熱和化學(xué)性能的自主研發(fā)，力求為未來(lái)全行業(yè)的發(fā)展開辟出更多優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)業(yè)“賽道”。

與此同時(shí)，記者獲悉，在黃河旋風(fēng)未來(lái)的規(guī)劃中，將通過(guò)合作生產(chǎn)交易共同打造具有全國(guó)影響力的集工業(yè)用金剛石、線鋸與培育鉆石、鉆石打磨、首飾加工、第三代半導(dǎo)體材料研發(fā)、自主品牌培育、電商等上下游于一體的超硬材料產(chǎn)業(yè)園區(qū)。