一臺機器成就河南人造金剛石地位，鄭州三磨所還有大目標

成立于1958年的鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司（以下簡稱三磨所），是我國磨料磨具行業(yè)*的綜合性研究開發(fā)機構。成立60多年來，三磨所先后生產(chǎn)出中國*顆人造金剛石和立方氮化硼等一系列填補國內*的超硬材料制品、行業(yè)專用生產(chǎn)和檢測設備儀器。

在三磨所的院內，展示著一臺黃色的圓球形機器。這是1965年老一輩科技工作者研發(fā)出的中國*臺人造金剛石機器，名叫“鉸鏈式六面頂壓機”。

就是這樣一臺機器，打破了國外技術的壟斷，徹底改變了世界人造金剛石產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格局，也拉開了中國人造金剛石產(chǎn)業(yè)*大國的序幕，這臺機器是鄭州三磨所名副其實的創(chuàng)業(yè)信物。

中國*臺人造金剛石生產(chǎn)機器

故事要從上個世紀50年代講起，當時新中國剛剛成立，一切百廢待興。

那時的中國，在人造金剛石領域還是一片*，在精密制造和國防工業(yè)方面經(jīng)常被“卡脖子”。鄭州三磨所就是在這樣的背景下誕生了。

據(jù)鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司黨委副書記、紀委書記王偉濤介紹，當時我國工業(yè)用金剛石主要依靠國外進口，因國際環(huán)境變化，國外對中國進行封鎖，導致我國工業(yè)用金剛石的來源幾乎被掐斷。要發(fā)展，中國就要去創(chuàng)造自己的金剛石。

1960年10月，當時的*機械工業(yè)部設立了代號為“121”的攻關課題組，向鄭州三磨所等機構下達了研究人造金剛石的進軍令。

經(jīng)過老一輩科技工作者失敗、改進、再失敗、再改進的艱苦探索，1963年終于在進口的兩面頂壓機上，成功研制出了中國*顆人造金剛石。

在欣喜之余，卻也面臨著新的問題。人造金剛石合成技術研制出來了，可是怎樣實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)？怎樣完成生產(chǎn)工藝和設備的完全自主化？

“1965年，老一輩科技工作者們創(chuàng)新性地研發(fā)出中國*臺‘鉸鏈式六面頂壓機’，并在鄭州市實現(xiàn)了人造金剛石在六面頂壓機上的合成制造，當年產(chǎn)量即達到10000克拉�！蓖鮽�濤說。

隨后的30年間，該壓機共合成金剛石約150萬次，為中國超硬材料產(chǎn)業(yè)化奠定了堅實的裝備基礎，也為中國基礎工業(yè)走向世界前沿提供了重要的支撐。

由于“六面頂壓機”在人造金剛石合成效率和成本上優(yōu)于兩面頂壓機，徹底改變了世界人造金剛石產(chǎn)業(yè)發(fā)展的格局，才造就了今天中國在世界超硬材料行業(yè)的地位。這臺機器就作為“功勛壓機”擺放在了三磨所院內。

中國超硬材料70%產(chǎn)自河南

人造金剛石、立方氮化硼等超硬材料有哪些特點？主要應用在哪些領域？

在普通人眼里，金剛石可以打磨成鉆石，用來裝飾。但在工業(yè)領域，以人造金剛石為代表的超硬材料，不僅是支撐我國戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展的先進基礎材料，更是活躍在國防軍工、航空航天、半導體芯片等國家重大關鍵領域中的“*材料”。

據(jù)了解，超硬材料是人造金剛石、立方氮化硼及以這兩種材料為主要成分制成的復合材料的統(tǒng)稱，其中金剛石是世界上*硬物質。由超硬材料制成的各類高性能工具（切、磨、研、拋等）與功能部件統(tǒng)稱為超硬材料制品。

王偉濤稱，超硬材料及制品是支撐先進制造技術的必備工具，被譽為現(xiàn)代工業(yè)的“牙齒”。

由鄭州三磨所研究開發(fā)出的“高精度超薄超硬材料磨具成套制造技術”“汽車關鍵零件加工用高效陶瓷CBN磨具”“硅片減薄砂輪”“微孔陶瓷工作盤”“CNC多軸聯(lián)動用砂輪”等高技術產(chǎn)品，改變了我國*精密超硬材料制品主要依靠進口的局面，并取得了良好的經(jīng)濟效益和社會效益。

其針對電子信息、汽車、航空航天、國防軍工、家用電器、光伏、LED、風能等行業(yè)研究開發(fā)出的一系列“高、精、尖、專”超硬材料制品，突破了多項關鍵技術，取得了一批高水平的成果。

2020年，中國人造金剛石產(chǎn)量突破200億克拉，占全球95%以上，是名副其實的人造金剛石*大國。

“目前，中國的人造金剛石、立方氮化硼、復合材料這三款產(chǎn)品加起來，占世界95%以上的市場規(guī)模，而中國的超硬材料有70%產(chǎn)自河南�！蓖鮽�濤說。

推動金剛石更多領域應用

自成立以來，三磨所承擔了大量國家、�。ú浚�、市級科研項目，先后取得各類科研成果1320項，獲得國家、�。ú浚┘壐黝惪萍吉勴�166項。其用一系列“高、精、尖、�！背�硬材料制品及專用設備，填補著國內行業(yè)的*，也推動著我國超硬材料行業(yè)從無到有、從小到大、由弱漸強。

三磨所在快速發(fā)展的同時，也帶動著河南超硬材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。如今，河南已有中南鉆石、黃河旋風、四方達、力量鉆石等眾多知名的超硬材料生產(chǎn)企業(yè)，他們活躍在中國及世界的舞臺上。

在攜手行業(yè)共同發(fā)展的同時，三磨所也在通過術創(chuàng)新來推動產(chǎn)業(yè)升級。目前，三磨所把目光瞄向了硼摻雜電極材料、金剛石超寬禁帶半導體材料、超精密加工刀具材料、高性能散熱材料、光學窗口材料、納米金剛石等領域。

王偉濤說，金剛石作為極限材料，除具有優(yōu)異的力學性能外，還擁有*高的熱導率、極寬的禁帶寬度、高載流子遷移率、高絕緣性、*的光學透過性、化學穩(wěn)定性與抗輻照性等眾多熱、光、聲、電、化學優(yōu)異性能，被譽為“材料之王”，在航空航天、核工業(yè)、第四代半導體、超大功率器件等*技術領域具有*的應用潛力。

金剛石是“*半導體材料”，其器件性能理論上是現(xiàn)有硅基的數(shù)萬倍，但關鍵核心技術、產(chǎn)業(yè)化技術尚未突破。

“接下來，三磨所在超硬材料方面將朝著高速、高效、高精密、綠色加工方向發(fā)展，圍繞這個方向去進行技術創(chuàng)新；同時，圍繞金剛石‘光、學、電、熱、磁’等功能進行產(chǎn)品布局�！蓖鮽�濤說。