人造金刚石领域再迎技术突破。
　　“吉林大学”微信公众号11日发文称，已发现了高温高压下石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径，并“首次”合成出高质量六方金刚石块材。该成果不仅提供了一种纯相六方金刚石人工合成的有效途径，给出了其独立存在的有力证据，为突破立方金刚石的应用局限提供了可能。
超硬材料新突破！
　　钻石，即金刚石，不仅是人们喜爱的宝石，更是集极高硬度、极耐磨、极高热导率等优异性能于一体的材料，被称为“最锋利的工业牙齿”。
　　吉林大学物理学院高压与超硬材料全国重点实验室、综合极端条件高压科学中心刘冰冰教授、姚明光教授团队联合中山大学朱升财教授等近日取得了重大突破，发现了高温高压下石墨经由后石墨相形成六方金刚石的全新路径，并“首次”合成出高质量六方金刚石块材，发现其具有高出立方金刚石的极高硬度和良好的热稳定性。该研究成果已在全球著名的学术期刊《Nature Materials》上发表。
　　具体而言，该研究是在30GPa、1400℃的条件下，成功制备出毫米级高取向六方金刚石块材。发现了六方金刚石具有出色的物理性质，硬度高达155±9GPa，超过天然金刚石的40%以上，真空环境下其热稳定性可以达到1100℃，优于纳米金刚石的900℃。
　　据介绍，人工合成纯相六方金刚石是长期未能攻破的科学难题，该成果不仅提供了一种纯相六方金刚石人工合成的有效途径，给出了其独立存在的有力证据，也为超硬材料和新型碳材料添加了性能更为优异的新成员，为突破立方金刚石的应用局限提供了可能。
　　“从研究结果上看，硬度超过天然金刚石的40%是很不得了的事情。”对于这一技术突破，超硬材料产业链人士向记者表示，目前金刚石的主要用途是耐磨材料，应用领域主要在磨料、磨具上，未来如能量产，按硬度指标测算，用量会减少40%以上。
　　上述人士也介绍，一般而言，金刚石是立方结构，此次技术突破，是晶体结构发生了根本性的转变。“我认为，已经不能简单地把它当作是金刚石了，从晶体结构来看，可能导热性也会更好，未来量产后还会应用到半导体散热等领域。”
产业化道路任重道远
　　近年来，我国人造金刚石领域的技术突破频出。
　　去年12月，北京大学东莞光电研究院发布最新研究成果，该院与南方科技大学、香港大学组成的联合研究团队，在金刚石薄膜材料制备和应用方面取得重要进展，成功开发出能够批量生产大尺寸超光滑柔性金刚石薄膜的制备方法。这被视为在金刚石薄膜技术领域的一大飞跃，为未来金刚石薄膜在电子、光学等多个领域的应用提供了新的可能性。
　　今年2月10日，宁波大学物理科学与技术学院潘益龙研究员联合燕山大学高压科学中心田永君院士团队及南京理工大学研究人员，成功合成出硬度达276GPa的超细纳米孪晶金刚石块材，再度刷新材料硬度纪录。
　　“金刚石领域技术持续突破，不仅展示了其在材料科学中的重要性，也为未来在电子信息、航空航天等领域应用开辟了新的可能。”国家超硬材料产业基地首席专家、中国机械工程学会金刚石及制品分会名誉理事长王秦生介绍，我国是人造金刚石主要生产国，人造金刚石产量占全球总产量90%以上。技术层面，我国自主研发的六面顶压机及整套生产技术，更是国际领先。
　　对于近期业内不断涌现的新技术，王秦生也表示，目前人造金刚石的制备方法主要为高温高压法（HTHP）和化学气相沉积法（CVD），其他新方法的产业化仍面临技术成熟度、设备材料匹配度以及成本控制等难题。
　　王秦生举例称，六方金刚石或CBN（立方氮化硼）均需10万帕以上的压力，比现在立方金刚石需要的压力高出一倍。能否产业化，关键在于所需超高压设备及模具，取决于其技术经济综合指标是否具有可行性。
　　“新材料开发周期，国际上有‘双十法则’（ten years,ten million），新材料的产业化，也需要经过三个阶段：小试（实验室成果）、中试（小批量生产验证）、产业化（大批量工业化生产）。只有在解决关键设备及配套材料的同时，降低生产成本、提高生产效率的问题，新技术才能真正进入实现大规模商业化生产和应用阶段。”王秦生表示。
　　据悉，上市公司层面，力量钻石、黄河旋风、惠丰钻石、国机精工、中兵红箭、四方达、沃尔德等人造金刚石主要企业已纷纷加大技术创新和研发投入。
　　中兵红箭介绍，公司功能金刚石产品可用于半导体、光学、散热、量子等领域。力量钻石日前披露，其全资子公司与台湾捷斯奥企业有限公司签订半导体高功率金刚石半导体项目，致力于研究半导体散热功能性金刚石材料。光莆股份也披露，公司投资的化合积电公司的金刚石热沉片可用于芯片散热。
　　作者：王乔琪
（文章来源：上海证券报）