河南撑起中国硬核产业

  跟铅笔芯相似的碳粉能“种”出钻石，你相信吗？如今，在全球人工培育的钻石里，有将近一半产自中国，其中的80%又产自中原大地。本质上没区别，外形上一样闪耀，价格却只有天然钻石的三分之一。“钻石自由”背后，是河南庞大、完善的超硬材料基础。

  说起钻石，我们第一步想到的肯定是那句“钻石恒久远，一颗永流传”的广告语。曾经，钻石以稀缺而倍显珍贵，现如今这个“高大上”的全球大生意中，河南所生产的钻石已经占全球钻石产量的40%，占中国钻石产量的80%。黄河旋风超硬材料事业部合成五厂办公室主任梁辉表示：“培育钻石的原材料生产于六面顶压机，它生产的条件要达到6万个 大气压强，温度保持在1300℃~1500℃，其中1万个大气压强就等于一头非洲野象坐在一个人的手指头上。”黄河旋风的厂房内，500台缸径750的六面顶压机平稳运行。在电脑的操控下，柔软的石墨，在 高温中被“千锤百炼”，“脱胎换骨”，变成了世界上硬度最高的钻石。黄河旋风钻石事业部马跃和记者说：“培育钻石是通过科学技术手段模拟天然钻石在自然界中的生长环境，在实验室中人工培育而来，培育钻石毛坯经过打磨之后，它就会变成闪闪发亮的钻石。在物理化学光学等特征上，实验室培育钻石和天然钻石是一模一样的。”

  河南钻石的传奇故事要从上世纪60年代说起。钻石的原石，也就是金刚石，人送外号“材料之王”。作为自然界已知的最硬材料，它在机械加工、石料加工、石材加工、地质勘探、石油钻探等工业领域都必不可少。黄河旋风董事长庞文龙表示：“我国超硬材料产业经过60年的艰苦奋斗，现在已经成为世界超硬材料生产大国，其人造金刚石的产量位居全球第一，已经具有全球最完整的产业链，其相关的制品是在国防军工、 航空航天、芯片产业、汽车制造等重要领域，实现精密、超精密加工的关键必备工具。”金刚石行业有句话：“世界金刚石看中国，中国金刚石看河南。但上世纪50年代，人造金刚石的生产技术还被国外垄断，当时郑州三磨所被委以重任。三磨所退休研究员孙少华透露：“新中国成立后，我们的祖国的金刚石是受制于国外的，我们的精细加工是做不到的，从立项到1963年，我们生产研制出来我们的祖国第一颗人造金刚石，从此我们走向了持续不断的发展壮大的道路。”从受制于人，到输出全球，河南作为我国超硬材料及制品产业的发源地，加强支持引导，优化产业体系，发布了《河南省加快材料产业优势再造换道领跑行动计划(2022~2025年)》，要建成具有世界影响力的万亿级新型材料产业集群，推动超硬材料产业由大变强，高精尖发展。中国机床工具工业协 会超硬材料分会秘书长孙兆达表示：“到2025年，超硬材料行业将依托于全国重点实验室、工程技术中心以超硬材料重要的供应基地和地位更加稳固。”

  河南以金刚石为代表的超硬材料优势显著，不仅要通过人工培育，不断把金刚石产业“做大”，更要把它的“品质”做到最好。为此，2022年郑州 大学金刚石实验室和四方达超硬材料公司，通过“揭榜挂帅”方式，共同开展专题科研攻关。在四方达超硬材料公司的实验室里，双方的科研人员正在对用微波等离子化学气相沉积法培育的最新一批人造金刚石进行仔细的检测分析。郑州大学金刚石光电材料与器件实验室博士林超男表示：“颜色、净度、克重，然后还有切工，这4个方面方向就是钻石的4c，它的级别越高，这个钻石的价值就越高。我们1.5克拉以上的是可以稳定产出的，切磨出来的钻石的颜色已经接近无色D色。”

  据了解，国际标准的钻石颜色分级体系中，将颜色按英文字母 D-Z 划分了 23 个等级，从 D、E、F、G、H 到 Z 颜色依次递减。D级为最高等级，纯净无色，堪称完美。河南四方达超硬材料股份有限公司实验室项目负责人张春林表示：“我们实验室之前做出来的成品颜色都是 G、H级别的，但是经过近两年上百次的实验，不断调整实验参数，最终达到了最高级别 D 色。产品颜色每升一级，对于普通人来说看起来差别不大，但是对我们来说都是一个质的飞跃。”为实现这种质的飞跃，通过“揭榜挂帅”，科研和生产单位直接在厂区内共建实验室，从技术研究到输出量产，不仅实现空间上的无缝连接，更是产业的补链、延链。

  以金刚石为代表的超硬材料，被誉为“最硬最锋利的工业牙齿”，也是公认的“终极半导体”。超硬材料产业是河南最具特色的产业，与这个行业关联的研究所、高校、出口机构、设计院以及龙头型企业大都聚集在河南，也正因此，河南形成了全球最完整的超硬材料产业链，并逐步占据了世界非常大的优势地位，可以说河南拿捏着全球超硬材料的命脉。从空间站宇航员的防辐射面罩，到南水北调工程巨型盾构机的钻头，河南制造的人造金刚石作为最锋利的“工业牙齿”，揽下了一个又一个的“瓷器活”，为国防军工、航空航天、半导体芯片等国家重大关键领域拓展应用，突破技术瓶颈提供了“精良利器”。采访中，记者看到了我国超硬材料行业从0到1，直到站上了全球顶端。随着不停地改进革新，一颗人造金刚石撑起了中国的“硬核”产业。

  大象新闻首席评论员夏继锋：钻石恒久远，一颗永流传。在情人眼里，钻石是爱情的象征，而在科研人员的眼里，钻石是碳原子的组合体，是金刚石、是自然界最硬的矿物质。多个方面数据显示，中国金刚石单晶产量占到全球的95%，其中八成又属于河南造。所以我们常说世界超硬材料、中国超硬材料看河南。今天，我们请到了超硬材料模具国家重点实验室主任刘明耀先生。河南的超硬材料产业很强，在产业链上还存在哪些不足？我们如何“锻长板”“补短板”呢？来听听刘主任的看法。

  超硬材料磨具国家重点实验室主任刘明耀：目前无论是国内还是国外，金刚石的开发与应用，其实是加工工具来使用，而金刚石在光、声、电、热等方面具有的独特优异性能，还远远没有正真获得充分的开发。金刚石功能化材料的开发与运用，是我们河南超硬材料产业链高质量持续发展需要强力打造的重点。目前河南省的超硬材料产业链在产业体系方面还存在一些不足，比如说在超硬材料的 制品方面、钻具和切具方面，还存在着规模化不足的问题。

  大象新闻首席评论员夏继锋：现在河南把超硬材料的产业链作为全省重点产业链进行培育，对此您有哪些建议和想法？

  超硬材料磨具国家重点实验室主任刘明耀：首先要做好顶层设计，制定好产业链发展规划。其次要加强机制创新，促进产、学、研、用协同联动，加强前沿基础关键核心技术的研发。要加强省内外、国内外的技术合作与交流，尤其是与产业链下游的合作。加大人才队伍的建设，尤其是领军人才队伍的建设力度。为产业链下游公司可以提供完整的解决方案服务，为高水平质量的发展提供技术支撑。

  大象新闻首席评论员夏继锋：如果把超硬材料比作一颗钻石，那么我们期待河南牌的钻石不仅仅在产量和品质上位居全球的顶端，更在这颗钻石背后的上下游形成坚不可摧的超硬链条。

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