中國(guó)人造金剛石行業(yè)現(xiàn)狀

中國(guó)人造金剛石行業(yè)現(xiàn)狀\t"/market/202204/_blank"顯示，人造金剛石主要產(chǎn)品包括工業(yè)金剛石和培育鉆石，兩類(lèi)產(chǎn)品均由同樣的壓機(jī)生產(chǎn)，只是工藝配方有所不同，在工業(yè)金剛石領(lǐng)域，不同的技術(shù)路徑對(duì)應(yīng)的主要應(yīng)用場(chǎng)景也有所不同，其中高溫高壓法生產(chǎn)的金剛石單晶及微粉多用于制作鋸切、鉆進(jìn)、磨削等工具性產(chǎn)品，CVD法生產(chǎn)的金剛石單晶多用于芯片、傳感器等制作功能性產(chǎn)品。HPHT與MPCVD制備工藝對(duì)比HPHT（高溫高壓法）MPCVD（微波等離子體化學(xué)氣相沉積法）生產(chǎn)設(shè)備六面頂壓機(jī)微波等離子體發(fā)生器原料石墨芯柱（由石墨粉、金屬觸媒等組成）及合成塊經(jīng)過(guò)拋光、酸處理去除表面雜質(zhì)的晶種，補(bǔ)充氮?dú)饣蚝獾榷栊詺怏w，注入甲烷、氫氣等反應(yīng)條件頂錘向內(nèi)擠壓形成5-6GPa高壓，生長(zhǎng)艙溫度達(dá)到1200°C左右真空室壓強(qiáng)為大氣壓的1/10，微波加熱至約1000°C反應(yīng)過(guò)程碳素從高濃度區(qū)向低濃度區(qū)擴(kuò)散，低溫籽晶過(guò)飽和而結(jié)晶甲烷分解出碳原子，形成等離子體降落在底部晶種上沉淀結(jié)晶優(yōu)勢(shì)成本較低、生產(chǎn)效率高無(wú)極放電、純度高、產(chǎn)出金剛石面積大劣勢(shì)雜質(zhì)含量較高、金剛石體積受限研發(fā)成本較高、技術(shù)要求高1、人造金剛石產(chǎn)量穩(wěn)居全球第一中國(guó)是全球最大的人造金剛石生產(chǎn)國(guó)，金剛石單晶產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的90%以上，并且具有高溫高壓工業(yè)級(jí)金剛石的定價(jià)權(quán)。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2020年，中國(guó)超硬材料行業(yè)總產(chǎn)值達(dá)50億元，金剛石產(chǎn)量200億克拉，其中金剛石單晶及微粉產(chǎn)量達(dá)145億克拉，寶石級(jí)單晶244萬(wàn)克拉，人造金剛石產(chǎn)量為207億克拉，金剛石復(fù)合片587萬(wàn)片。2、人造金剛石生產(chǎn)技術(shù)不斷提升中國(guó)人造金剛石產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展與合成壓機(jī)大型化、硬質(zhì)合金頂錘優(yōu)質(zhì)化、粉末觸媒和間接加熱工藝的工業(yè)化等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)步密不可分。目前，中國(guó)在高溫高壓法人造金剛石領(lǐng)域有領(lǐng)先的技術(shù)優(yōu)勢(shì)和規(guī)模成本優(yōu)勢(shì)。HPHT法制備工業(yè)級(jí)金剛石產(chǎn)品及場(chǎng)景梳理制品分類(lèi)主要金剛石產(chǎn)品工具應(yīng)用場(chǎng)景用途鋸切工具金剛石單晶/金剛石微粉鋸片、鋸條、繩鋸、線鋸、刀具工程石材切割、磨削、拋光、鉆孔鉆進(jìn)工具金剛石單晶地質(zhì)、油井、工程鉆頭礦產(chǎn)資源石油、煤炭、天然氣及其他礦產(chǎn)資源的勘探和采掘磨削工具金剛石微粉砂輪、切割片、砂帶、研磨膏、研磨液精密機(jī)械制造用于鏜孔、銑削、研磨等極端技術(shù)工藝家用電器制冷電器的活塞、氣缸、上下軸承座加工光伏用于硅棒截?cái)唷⒐桢V開(kāi)方、硅片切割同時(shí)，中國(guó)所采用自主研發(fā)的六面頂壓機(jī)經(jīng)過(guò)不斷的研發(fā)突破和技術(shù)改進(jìn)，其在壓機(jī)噸位、同步性和控制系統(tǒng)等方面不斷提升。并且，隨著硬質(zhì)合金技術(shù)進(jìn)步以及壓機(jī)性能參數(shù)的改善，頂錘質(zhì)量不斷優(yōu)化，錘耗大幅降低。中國(guó)壓機(jī)大型化、頂錘直徑及錘耗變動(dòng)情況階段油缸直徑（mm）壓機(jī)單錘噸位（MN）頂錘直徑（mm）錘耗（kg/萬(wàn)克拉）1966-19842306-875300-301985-1992300、3208-108030-151993-1997400、4601210415-81998-2004500-65013-24122-1608-＜32005-2015700-85025-48/62160-188＜3-＜1此外，隨著國(guó)內(nèi)六面頂壓機(jī)合成人造金剛石技術(shù)不斷取得突破性進(jìn)展，與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)水平差距不斷縮小，中國(guó)人造金剛石整體質(zhì)量明顯提升，在工藝指標(biāo)和質(zhì)量指標(biāo)上均取得了較大進(jìn)步。中國(guó)人造金剛石生產(chǎn)水平的發(fā)展情況階段合成腔體/Φ（mm）單產(chǎn)（ct/次）抗壓強(qiáng)度（N）熱沖擊韌性TTI錘耗（kg/萬(wàn)克拉）1966-198410-180.8-520-1502-13300-301985-199218-235-9130-15013-1530-151993-199723-309-60150-20015-2015-81998-200430-4060-100200-30040-688-＜32005-2015≥50≥200400-500以上68-89＜3-＜13、培育鉆石加速崛起近年來(lái)，中國(guó)對(duì)鉆石飾品的消費(fèi)需求呈逐年上升趨勢(shì)，截止2020年國(guó)內(nèi)鉆石飾品的需求量增長(zhǎng)至707億元，2016-2020年的年復(fù)合增長(zhǎng)率為2。52%，總體增長(zhǎng)較為穩(wěn)定。而在鉆石飾品需求逐年增長(zhǎng)及天然鉆石產(chǎn)量減少的背景下，性?xún)r(jià)比更高的培育鉆石在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)迎來(lái)廣闊的發(fā)展空間。培育鉆石作為一個(gè)具有高科技屬性的產(chǎn)業(yè)，得到許多企業(yè)的青睞。因此，隨著新進(jìn)入者的增加及科技的進(jìn)步，培育鉆石的成本優(yōu)勢(shì)逐漸明