令人吃惊的中国金刚石:年产200亿克拉占全球九成,还有70%机器闲置

2019-03-18 04:04:28AI财经社
超硬材料工程 2019年2期
关键词:刚果微晶人造

作为世界最大的合成金刚石生产国,中国已连续15年占据世界合成金刚石产量首位,产量甚至达到全世界总产量的90%。毫无疑问,大批量高品质合成钻石的出现,对于天然钻石行业来说,是一场巨大的挑战。

随着技术的发展,近年来合成钻石的产能和品质迅速提升。在物理和化学成分上,合成钻石与天然钻石并无不同,都是纯粹的碳结晶。不仅如此,与天然钻石相比,合成钻石的成分更为纯粹,杂质和缺陷更少。也就是说,合成钻石除了价格便宜、品质更高之外,与天然钻石没有任何区别。

点石成金的故事只能存在于神话故事中,这是因为金元素(Au)在自然界中本身就是稀少的存在。但作为钻石组成成分的碳元素,广泛分布在自然界中。这就意味着一旦人们找到碳元素变成钻石的关键方法,就可以源源不断地生产钻石。

世界上第一颗人造金刚石诞生于瑞典的斯德哥尔摩,一家名为ASEA的电气公司领导研发小组,于1953年成功合成了金刚石微晶。但由于该公司的目标是生产大颗粒宝石级金刚石,不足1毫米的微晶在他们看来是失败的,于是没有申请专利。第二年,这项荣誉被美国人抢走。美国通用电气公司组建的一个研究小组历经3年的实验,成功获得金刚石。

20世纪60年代,中国最早开始进入合成金刚石领域。在此之前,由于金刚石资源贫乏,只能依靠从苏联或刚果进口,但中苏关系破裂和刚果独立后,中国的金刚石来源被切断。这严重影响了精密制造和国防工业的发展。为摆脱这种困境,1960年10月国家开启“人造金刚石试验研究”项目。三年后,在自主生产的高压装置上,中国成功合成金刚石,经测定后确认,与天然金刚石的数据相同。

最早的合成钻石虽然成分与天然钻石一样,但是颜色上始终无法达到宝石级的无色透明状态,多为黄色和棕色。因此长期以来,合成钻石最主要的用途是在工业和科技上。作为超硬材料的金刚石,不仅能用于切割材料,其高硬度、高导热率、高化学稳定性等特性,还使得金刚石成为极佳的光学材料和半导体材料。(AI财经社)

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