超硬材料新“赛道”刮起智造“旋风”，未来发展有四大机遇 -山东化工网

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超硬材料新“赛道”刮起智造“旋风”，未来发展有四大机遇

文章来源：贤集网更新时间：2024-04-17 16:02:35

“超硬材料到底有多硬核？”

“金刚石目前有多少应用场景？”

超硬材料是国内的战略性、基础性产业，被誉为材料之王、工业牙齿、终极半导体。

今年2月我国首口万米深井突破9900米，在此次勘探过程中，四方达的聚晶金刚石复合片就有应用。四方达正在加速推进功能性金刚石产线建设，预计今年上半年可批量化生产。近年来，河南牢记习近平总书记“奋勇争先、更加出彩”的殷殷嘱托，在中部地区崛起的发展进程中不断迈出坚实步伐。目前，包括超硬材料在内的河南7大先进制造业集群、28个重点产业链正加快构建，新兴产业不断壮大，具有高科技、高效能、高质量特征的行业推动新质生产力加快形成。

以5G为代表的新一代信息通信技术与工业经济深度融合，为工业乃至产业数字化、网络化、智能化发展提供了新的方向，也契合了新型工业化的发展趋势。

超硬材料刮起智造“旋风”

在河南黄河旋风股份有限公司（以下简称黄河旋风）智能化车间可以看到，一名工人正在电脑显示屏前进行“人机对话”。该公司通过5G专网对2000台高端六面顶压机进行数字化升级，将柔软的石墨在1300摄氏度的高温中变成世界上硬度最高的物质——金刚石。

全球超硬材料看中国，中国超硬材料看河南，黄河旋风便是超硬材料行业的佼佼者。该公司生产的“旋风”牌人造金刚石及制品，被广泛应用在航空航天、石油钻探、军工装备、仪器仪表、机械加工、精密制造、清洁能源、地质勘探、高速铁路、建筑建材等领域，远销欧洲、美洲、东北亚、东南亚等地。

该公司与河南联通合作，斥资5亿元打造了全国超硬材料行业首个“5G+智慧工厂”项目，采用5G、全自动化数据采集及大数据分析等技术，搭建金刚石质量大数据优等品率提升研发平台，提高金刚石生产良品率，构建数据采集、实时监控、分析和机器学习系统，全面优化2000余台空压机设备，通过智能感知、连接控制和分析决策，降低员工劳动强度，实现了生产数字化、信息数据化。

“金刚石纯度高，生产过程不能有瑕疵。我们根据金刚石行业的数字化、网络化、智能化等需求，开创金刚石行业首个‘质量大数据+AI智能应用’项目，对内形成‘数据+流程’双模驱动的数字化企业转型升级抓手，对外形成上下游产业链资源优化配置、智慧协同平台，最终打造形成‘引领行业、带动上下游产业链’的‘产品+服务’一体化协同服务平台。”黄河旋风“5G+智慧工厂”项目负责人李晓广告诉记者，依托“5G+智慧工厂”项目，该公司已实现金刚石合格率整体达到99.6%，工艺符合率整体达到87%，原材料损耗同比降低21%，工人人均合格率提升至87%，金刚石单块产量整体提升12%。这一系列改进实现了黄河旋风人造金刚石合成生产从“量变”到“质变”的跨越。

数字化转型是抢抓新一轮科技革命和产业变革新机遇的迫切需要，也是加快推动新型工业化、形成新质生产力的战略选择。下一步，黄河旋风将抢抓机遇、聚焦主业、练好内功，抓住人工智能“牛鼻子”，加快形成新质生产力，在高科技含量、高附加值的生产领域扩大产能、叫响品牌。

超硬材料在中国的发展可划分为四个阶段

1963年到1984年超硬材料处于从无到有的艰难发展阶段，全中国金刚石产量仅为1000万克拉；1984年到2000年进入快速发展阶段，中国金刚石已经成长为世界领军者。从数量上看，中国金刚石产量已经是世界最大的，但是在质量水平上与国外仍有差别；2000年到2008年处于从弱到强的转型升级过程，中国金刚石的产量为世界第一，质量水平也完全达到发达国家的标准；2008年至今正处于持续创新引领世界的阶段，这是立方氮化硼的发展阶段，它在超硬材料中的占比较低。

随着超硬材料行业的不断发展，超硬材料的装备也不断升级。

六面顶压机是中国独有的超硬材料装备。其压力从20世纪60年代的6兆牛发展到当前的78兆牛，压力增长了13倍；其金刚石合成腔体直径从10毫米发展到现在70毫米，增长了7倍；其产量从每个周期0.8克拉发展到现在600克拉以上，增长了750倍。

实际上，装备的升级也预示着行业的发展。2013年到2022年，国家规上企业的平均利润率为6.2%，其中超硬材料行业平均利润率为15.3%。

那么，未来超硬材料产业发展又有哪些机遇？

未来超硬材料产业发展有四大机遇

一是超硬材料迎来了前所未有的政策红利，从中央到地方各级政府都在积极支持超硬材料产业发展。

二是全球制造业智能化发展趋势，为超硬材料行业开拓了更加广泛的市场。

三是培育钻石是历史发展的必然，“钻石恒久远，一颗永流传”正在走入历史。从材料消耗上看，天然钻石是培育钻石的1000万倍；从碳排放上看，天然钻石的碳排放是培育钻石的20万倍。

四是超硬材料的功能化应用市场更加广泛，尤其是金刚石的声光电热等功能性应用，将再造数个甚至数十个现有规模的超硬材料市场。

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