IM体育造出全国八成人造金刚石河南超硬材料行业如何再进阶?
栏目:行业资讯 发布时间:2023-12-30
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 IM体育今日之河南比以往任何时候都需要创新,比以往任何时候都重视创新,也比以往任何时候都渴求人才。  2021年12月28日,在重建重振河南省科学院揭牌仪式上,河南向全世界科学家发出诚挚邀请;刚刚召开的河南省委十一届二次全体(扩大)会议暨省委经济工作会议上,明确提出在2022年要让“企业创新主体地位更加凸显”。  成果转化,是科技创新链条的关键一环,这需要强化协同攻关、贯通产学研用,需要科学家

  IM体育今日之河南比以往任何时候都需要创新,比以往任何时候都重视创新,也比以往任何时候都渴求人才。

  2021年12月28日,在重建重振河南省科学院揭牌仪式上,河南向全世界科学家发出诚挚邀请;刚刚召开的河南省委十一届二次全体(扩大)会议暨省委经济工作会议上,明确提出在2022年要让“企业创新主体地位更加凸显”。

  成果转化,是科技创新链条的关键一环,这需要强化协同攻关、贯通产学研用,需要科学家和企业家携手努力。

  值2022河南两会召开之际,大河财立方联合顶端新闻推出“科学家%uD7企业家,创新河南 智创未来”特别策划,通过一场场“云对话”IM体育,探讨科学家和企业家的创新责任,呈现他们的积极行动,为推动河南种业、数字产业、新能源汽车等领域的创新发展营造浓厚氛围。

  自1963年郑州三磨所成功研制出中国历史上第一颗人造金刚石后,河南超硬材料行业就插上了腾飞之翼,走上了持续进阶之路。河南也因此成为中国超硬材料大省。

  公开数据显示,我国金刚石单晶产量占全球总产量的95%左右,稳居世界第一,而河南人造金刚石的产量占到全国80%。在培育钻石领域,中国的产能约占全球培育钻石总产能的50%,其中又有八成属于“河南造”。

  尽管产能突出,但河南人造金刚石行业的产值却并不与之匹配,距离高质量发展目标仍有很大空间。在河南深入实施创新驱动战略背景下,河南超硬材料行业如何实现再进阶?

  2021年9月24日,深交所一声悠长的钟鸣,河南省力量钻石股份有限公司(以下简称力量钻石)宣告上市,成为河南省第93家A股上市公司。这也意味着河南人造金刚石行业上市“三巨头”,从此变身“四小龙”,构成全国独一份的上市格局。

  超硬材料被誉为“工业的牙齿”,是支撑国民经济建设和发展的重要基石。经过近60年的发展,我国已成为超硬材料生产大国。河南省作为超硬材料行业技术策源地和研发中心,也形成了以超硬材料及制品为核心、原辅材料和专用设备仪器为基础、公共技术服务体系为支撑的发展格局,拥有较为集中和相对完善的产业链条。

  一组数据显示,河南金刚石和立方氮化硼产量分别占全国的80%、95%,而我国金刚石单晶产量占全球总产量95%左右。在金刚石合成领域,中南钻石、黄河旋风、郑州华晶、力量钻石占据全球近70%的市场份额;在微粉领域,商丘柘城微粉产业集群占据国内微粉市场的80%;在立方氮化硼(CBN)领域,河南产量占全球总产量70%左右,其中郑州中南杰特和富耐克国内市场占有率达70%左右。

  郑州、许昌长葛、商丘柘城、焦作、南阳方城等地形成了超硬材料产业集聚地,诞生了郑州三磨所(国机精工)、中南钻石(中兵红箭)、黄河旋风、郑州华晶、力量钻石、四方达、富耐克、惠丰钻石等一批行业龙头企业。

  规模优势的背后,是强大的技术支撑。河南拥有国内唯一的国家级超硬材料产业基地“国家火炬计划河南超硬材料产业基地”,有超硬材料行业的国家级重点实验室IM体育、企业技术中心、工程技术中心、质量检验中心、生产力促进中心和全国标准化技术委员会等国家级平台,有郑州三磨所、机械研究所、金属制品研究院等一批从事相关研究的国家级研究院所。郑州大学、河南工业大学、河南理工大学、中原工学院、郑州职业技术学院等高校也为超硬材料行业发展提供了深厚的基础理论研究,培养和输送了大量专业技术人才。

  “预计2021年全省工业金刚石单晶产量100亿克拉、金刚石微粉50亿克拉、立方氮化硼6亿克拉、培育钻石500万克拉,包含各类超硬材料制品和装备,全省超硬材料及制品行业产值预计超过400亿元,是全国乃至全球超硬材料行业的中心。”三磨所总经理助理、超硬材料协会秘书长孙兆达说。

  “钻石恒久远,一颗永流传”。虽然人造金刚石具有非常多优异的物理化学性能,但普通大众最为熟悉的,还是培育钻石。尤其是随着技术发展,无论是物理特性还是化学特性都与天然钻石一样的培育钻石,正呈现出逐渐取代天然钻石的趋势,曾经培育钻石的全球顶级珠宝商也陆续推出自己的培育钻石品牌。多位业内人士称培育钻石的春天来临。

  “培育钻石在欧美市场刚刚起步,但在中国,由于消费者的认知度还不太够,市场尚处于萌芽阶段。目前中国的培育钻石仍以出口为主,国内市场销售比例较低。”黄河旋风总工程师王裕昌预计,培育钻石市场将使河南超硬材料产业规模实现翻倍增长。

  不论是业内还是学界,河南多数人士表示认同这一看法,但从长远考量,并不建议将培育钻石作为超硬材料的“主要”发展方向。

  “虽然近三年由于国际培育钻石市场需求异军突起,带动了金刚石单晶供不应求,但是培育钻石属于消费市场,一旦市场疲软将会导致磨料级金刚石严重供大于求,带来负面效果。”河南工业大学材料科学与工程学院副院长栗正新说,河南应在保持培育钻石优势的同时,把超硬材料功能应用的开发作为一个战略方向。

  人造金刚石作为超硬材料代表,除具有优异的力学性能外,还拥有最高的热导率、极宽的禁带宽度、高载流子迁移率、高绝缘性、极佳的光学透过性、化学稳定性与抗辐照性等众多热、光、声、电、化学优异性能,不仅是支撑我国战略性新兴产业发展的先进基础材料,更是活跃在国防军工、航空航天、半导体芯片等国家重大关键领域中的“终极材料”。

  “到目前为止,因为大颗粒金刚石的价格还很高,纯度不太够,技术也不算成熟,我们对金刚石的功能应用开发有限,制品和复合超硬材料发展滞后。”黄河旋风总工程师王裕昌告诉记者,当下行业对超硬材料的应用开发只是“冰山一角”,发展空间巨大。

  数据显示,在制品和复合材料领域,河南省整体规模偏小,仅占国内市场份额的20%左右,且制品的种类比较少,应用领域比较窄,有待于向高品级、多品种、系列化、专用化方向发展。

  “近年来,行业研发与生产匹配度不断提高,成果和技术转化速度不断加快。但我们也应该看到,在一些超硬材料制品的高端领域,如超精、高精加工方面,我们与国外还存在一定的差距,在超硬材料的功能化应用领域需持续研究和探索。”河南省人大代表、力量钻石总工程师张存升说。

  孙兆达告诉记者,目前河南省超硬材料企业以上游原材料产品居多,高端超硬材料制品及功能化应用产品较少,存在产品以低价大量销往国外,部分高端产品仍需从国外高价进口的现象。中高档产品竞争力薄弱,产品专用化程度和精细化程度不够,部分中低端产品产能过剩。与此同时,还存在产品应用实验室欠缺或不够完善、前沿技术研究薄弱及未来可持续发展高端人才支撑不足等问题。

  河南新兴材料也缺乏应用土壤和销售渠道。功能金刚石材料和培育钻石作为行业新军,受到了各方面的关注,但是目前在应用和销售方面依赖于传统领域,没有建立以河南省为中心的制造、加工、销售、应用的产业链条,处于产业链的高风险、低附加值阶段。

  “高端人才也较为缺乏。由于超硬材料及制品在高端化和功能化方面的拓展市场前景广阔,但行业知名度和人才需求方向的转变等问题制约,人才的需求量和保有量严重倒挂。”孙兆达表示,产业集中度也有待进一步提高。

  征途漫漫,惟有奋斗。创新驱动、转型升级、高质量发展也是超硬材料行业发展的主题,随着河南深入实施“十大战略”,为超硬材料行业也带来了利好。通过创新提高金刚石产品的附加值和性价比,将会为河南超硬材料行业开拓更大发展前景。

  在此过程中,张存升建议,政府在政策和资金等方面给予扶持,引导省内超硬材料龙头企业加大在金刚石应用方面的科研投入力度;建议组建企业和学校的创新联合体,把技术研发、人才培养、市场应用有序衔接起来,形成快速高效的转化机制,共同打造好河南超硬材料研发和制造中心;同时,进一步加大对超硬材料功能化应用研发的支持,发挥超硬材料在声、光、电、热等应用领域的独特优势,做大产业、做长链条、做优品牌,为河南未来先进制造、智能制造和高质量发展提供有力支撑。

  栗正新提出了类似的看法,“产学研用政金要有效协作,以市场为导向、以技术为驱动、以资本为纽带,采用新机制、新方式,开展高精密加工金刚石制品、功能金刚石等重大项目研究开发。”他还建议,大力开展超硬材料行业“专精特新”企业建设行动,成立人造金刚石期货市场,调控市场,鼓励创新,逐步消除同质低价的顽瘴痼疾,实现行业高质量发展。

  “河南要巩固超硬材料优势,补齐制品短板,针对培育钻石等领域实施增链补链策略,抵御环境变化冲击;加强人才队伍建设,夯实行业发展基础;完善创新体系,实现重点技术突破;跟踪信息技术发展,全力推工业互联网建设;加强标准与质量工作,推进产品品质升级;开展超硬材料产业发展研究,保障产业发展战略的连续性;建好国内外交流服务平台,推动企业开拓广阔市场。”孙兆达也从多个方面分享了建议。

  力量钻石总工程师张存升:经过多年的创新发展,公司在金刚石单晶、金刚石微粉、培育钻石等产品方面取得了多项核心技术突破。未来公司将进一步加大对科技创新的投入力度,聚焦主业,把技术做精、产业做强,持续探索人造金刚石在新兴领域的产业化应用,为河南未来先进制造和高质量发展贡献力量。

  三磨所总经理助理孙兆达:公司将继续沿着这条“高、精、尖、专”的道路走下去,在高端超硬材料制品方面不断填补行业空白,全方位带动行业和公司的发展。在此基础上,基于金刚石在热、光、声、电、化学等方面的优异性能,“材料之王”在航空航天、核工业、第四代半导体IM体育、超大功率器件等尖端技术领域具有极佳的应用潜力,公司将不断推进金刚石功能化产品的开发和应用。

  黄河旋风总工程师王裕昌:培育钻石在今后几年将进入快速发展通道,我们要抓好机遇,做好高温高压和CVD等合成技术的开发运用。同时加紧创新研发,大力拓展金刚石的功能应用,这是河南超硬材料行业优势再造赋予研发人员更加艰巨的任务。

  2021年10月,河南省人民政府办公厅发布《关于印发河南省先进制造业集群培育行动方案(2021~2025年)的通知》,提出要打造先进钢铁材料、新型铝合金、钨钼钛合金、尼龙新材料、新型耐材、超硬材料等千亿级产业链,培育碳基新材料、特种金属材料、第三代半导体材料、先进功能材料等未来新材料产业链。推动由基础材料大省向先进材料强省跨越。到2025年,建成具有世界影响力的万亿级新型材料产业集群。