从多倍镜下看到的无中生有“人造钻石”。新华每日电讯记者张浩然 摄
“四十年磨一钻”吸引世界眼光 前不久，闪耀世界石记者从郑州出发，河南驱车两百多公里来到商丘市柘城县。驶入城中，一个巨型钻石模型竖立在城市广场，折射出金刚石产业在这个城市的分量。 在浓厚的七夕氛围中，记者走进河南业达峰新材料公司（以下简称业达峰）。戒指、项链、耳坠……琳琅满目的钻石饰品陈列在展厅，供客商和消费者选购。 “来这里出差，没法陪老婆过七夕，准备在这买颗钻石，回家给她一个惊喜。”从安徽合肥来柘城出差的汪先生边说边细心地挑选饰品。 一旁由5名青年组成的直播带货团队，正在拍摄展厅内的钻石饰品。“柘城钻石名气越来越大，我们准备开设抖音账号，搞直播销售。”团队负责人王先生说。 “七夕前，全国各地来订购钻石饰品的客户数量明显增加。”业达峰负责人朱勇超向记者介绍，人造钻石与天然钻石相比，就像“河里的冰”和“冰箱里的冰”，几乎没有差别。培育钻石价廉物美，正在走进寻常百姓家。
柘城县县长余化敏介绍，柘城县金刚石超硬材料产业企业有120余家，构建了单晶、微粉、培育钻石、金刚石制品全链条，世界首个培育钻石产品标准就由柘城参与制定。 一度以辣椒、肉牛闻名的柘城县，是一个典型的平原农业县，当地无山少矿，发展金刚石产业地域优势并不明显。它究竟靠什么创造了无中生有、由小变大的神话？ 把时间的指针拨回到20世纪80年代初期。 柘城县委、县政府号召在外能人返乡创业，时任郑州磨料磨具磨削研究所聚晶金刚石研究工程师的冯金章受邀返回柘城县邵园乡，参与创办全县第一家金刚石厂——邵园金刚石厂。此时距1963年12月6日我国在顶压机上研制成功第一颗人造金刚石，已经过去了20年左右。 冯金章返乡创办金刚石厂没几年，便因病去世。尽管邵园金刚石厂昙花一现，却为柘城培养了一批金刚石技术骨干。他们从家庭作坊创业起步，相继开办了大大小小的金刚石企业。 现已年近古稀的王占西，当年便是第一批“吃螃蟹的人”。他在1986年创办了柘城县钻石工具厂，一直延续至今。72岁的王学柱曾在邵园乡经营一个农机修配门市铺，机缘巧合，帮邵园金刚石厂安装顶压机，自此与金刚石生产设备结缘，成为柘城县金刚石生产装备的首批创业者。 伴随市场经济的曙光，敢想敢闯的柘城人四处开拓市场，寻找销路，不仅视野广了，更有了强烈的市场意识。“只要是生产金刚石的地方，就有柘城人跑去买原料。”王占西回忆起创业初期的艰辛，仍唏嘘不已。刺骨寒冬，他身穿军大衣，跑到北京参加展会，在展馆外摆地摊推销金刚石微粉，因心疼钱，他住在地下室的小旅馆。 王占西说，柘城金刚石产业之所以无中生有，一步步壮大，离不开柘城县委、县政府发展金刚石产业的“定力”，一任接着一任干，才铸就了“钻石之都”的金字招牌。 早在2006年，柘城县便成立工业园区，配套软硬件设施，重点围绕金刚石产业，“筑巢引凤”，吸引金刚石企业进园区。2009年，柘城把工业园区提升为产业集聚区，建立柘城县超硬材料生产基地，加大招商引资力度，完善基础设施，出台优惠政策，进一步整合金刚石产业链企业进园区，推进产业集约化、集群化发展，逐步扭转了原来“小、散、乱”的作坊式生产格局。 一些金刚石生产企业积极抢抓机遇，不断发展壮大。其中，惠丰钻石从家庭作坊起步，一步步成长为国内最大的金刚石微粉生产企业，一年生产30亿克拉金刚石微粉，被工信部授予专精特新“小巨人”称号。 余化敏说，近年来，为进一步推动超硬材料产业转型升级，柘城县贯彻新发展理念，构建新发展格局，确立“单晶做强、微粉做精、制品做优、钻石做亮”的总体思路，着力延链补链强链，又规划了5000余亩的金刚石产业园“新蓝图”，目前部分项目已建成投运。 在柘城县新建的金刚石产业园（一期二期），记者看到12栋厂房已达到入驻条件，另有12栋厂房正进行主体工程建设。据了解，该项目于去年1月启动建设，总建筑面积63万平方米。目前，柘城金刚石产业园已签约汉显科技、深圳聚晶、中南大学研究院CVD钻石项目、惠丰微粉等11个项目，预计年产值突破100亿元。 “四十年磨一钻。”如今，柘城县已构建起包含金刚石原辅材料、工业级金刚石单晶、金刚石微粉、宝石级金刚石、金刚石制品、钻石首饰等年产值超200亿的产业集群，被科技部评为国家超硬材料及制品高新技术产业化基地，走出了一条传统农区不依赖资源发展壮大工业的新路子。在今年的柘城县政府工作报告中，柘城县又制定了打造500亿级金刚石超硬材料产业集群的新目标。 “三化”融合挺进价值链中高端 2021年9月24日上午9点25分，深交所一声悠长的钟鸣，力量钻石宣告上市。随后，惠丰钻石上市，由此，柘城创造了一年上市两家培育钻石概念公司的行业佳话。 这背后，转型升级是最有力的推手。 柘城县支持企业实施“生产换线”“机器换人”“设备换芯”等三大改造，加快新技术、新工艺、新设备推广应用，再造产业新优势。走进柘城县国家超硬材料及制品高新技术产业化基地，一幅数字化、绿色化、高端化的“三化”融合新图景展现眼前。 数字化成为企业转型升级的重要标志。在惠丰钻石智能工厂，一座标准化车间内300台微粉自动分选机和30多台高速冷冻离心机正满负荷运转，但见机器不见人。 据记者了解，惠丰钻石在采购、生产、仓储、销售、发货、结算等环节构建了全链条的数字化系统，多种数据集合到这个“智慧大脑”。车间生产设备也接入了该系统，实现金刚石微粉的分选分级参数的实时传输，对产品质量进行全流程监控预警。 “与老厂区相比，新厂区的微粉分选设备更加智能，之前是人工分选金刚石微粉，现在是自动化分选，质量和效率都大幅提高。得益于新设备、新技术更新迭代，公司已实现50纳米金刚石微粉的工业化批量生产，并破解了20纳米级微粉量产技术难题，有效实现了国产替代。”惠丰钻石相关负责人说。 绿色化理念深植企业生产全过程。在力量钻石的生产车间，一排排六面顶压机正安静运行，而其内部温度高达1400℃－1500℃，犹如一座座小火山，放置其间的石墨柱在历经两到三周的高温高压后，可“孕育”出10到20克拉的人工培育钻石原石。 力量钻石相关负责人介绍，公司拥有1600台六面顶压机，其中1400台是800毫米缸径的大型六面顶压机。与传统小型六面顶压机相比，人员投入和原材料消耗基本持平，尽管能耗提高了1.2倍，但产能却提高了2倍到2.5倍，平均单位能耗降低了一半左右。此外，经过近10年坚持不懈的技术攻关，公司把高耗能的金刚石提纯电解周期先从14天压减到10天，又压减到7天，更加节能环保。 考虑到金刚石生产高耗能特点，力量钻石在新厂房的顶部全部安装了新能源光伏板，践行绿色发展理念。“目前，公司新能源光伏的总装机容量已达6兆瓦，初步测算，年发电量720万度左右。后续新建厂区也将全部安装太阳能光伏板，充分利用绿色电能，在大幅降低能耗的同时，有效节约生产成本。”力量钻石相关负责人说。 高端化成产品新特点。记者采访发现，在柘城金刚石产业转型升级过程中，部分新产品填补国内空白，保持着较高的市场占有率。柘城县高新区管委会主任孙若梅介绍，在金刚石微粉方面，柘城县年产量和出口量分别占全国的70％和50％，其中纳米级金刚石微粉在国内精密仪器打磨抛光市场，保持着较高市场占有率。 惠丰钻石研发生产的人造单晶金刚石微粉广泛应用于航空航天、装备制造、光学仪器、精密陶瓷、医疗器械等领域，于2021年12月被工信部认定为第六批制造业单项冠军产品。 在金刚石单晶方面，力量钻石研发生产的IC芯片超精加工用特种异型八面体金刚石，拥有自主知识产权，打破了国外垄断，填补了多项国内技术空白。该公司生产的线锯用金刚石微粉，处于行业领先地位。 孙若梅介绍，目前，柘城金刚石产业拥有省级专精特新中小企业15家，国家级专精特新“小巨人”企业2家。未来，柘城将力争用1至2年时间，把培育钻石生产企业的六面顶压机总量发展到5000台，做到全国第一。同时，柘城县还将往下游发力，重点发展培育钻石、金刚石制品，支持企业革新技术，开发新产品，推动金刚石从传统磨削锯钻等工具向半导体、尖端医疗、航空航天等功能性用途拓展，使柘城超硬材料产业挺进中高端。 加速创新瞄准功能金刚石新赛道 今年6月，在美国拉斯维加斯举办的珠宝博览会上，力量钻石展出一粒50克拉的产品，吸引了与会厂商的目光。这是柘城县金刚石产业自主创新、技术突破的一张闪亮名片。 “目前，公司已实现1到30克拉培育钻石的批量化生产。近年来，基于30克拉培育钻石的技术积累，公司强化技术创新，在实验室条件下，培育出了50克拉的钻石。这对公司来讲是一个里程碑，未来将持续投入研发，加快技术攻关，主动竞逐功能性钻石新赛道。”力量钻石相关负责人说。 “过去，金刚石多用作磨料磨具生产，属于传统工业，随着近年来宝石级大单晶的市场开拓，行业孕育出了新的市场空间。一些企业正瞄准第四代半导体、高性能散热材料、光学窗口材料等开展技术攻关，进军新赛道。”孙若梅说。 惠丰钻石也在原有的金刚石微粉基础上延伸产业链，加快打造培育钻石规模化生产能力，其CVD培育钻石业务已初具规模。 “CVD法合成的金刚石，具有尺寸大、低杂质浓度、高结晶质量等优点，在航空航天、新一代半导体、超大功率器件等尖端科技领域具有较大的应用潜力。”惠丰钻石相关负责人说。 余化敏表示，当前，柘城县金刚石产业正从“跟”到“创”迈进，大力推进自主创新，着力攻克前沿技术，推动金刚石产业从机械用金刚石向功能用金刚石转型。 “政府搭台、企业唱戏，政府服务、企业发展，政府主导、企业主体”——在超硬材料发展中，柘城县探索出一条产、学、研紧密结合的校企合作新路，在科技攻关、成果转化、科技咨询、人才引进、人才培训及项目推荐落户等方面，与16家国内大学和科研院校开展合作，并每年举办一次全国性产业论坛。 为推进规模以上工业企业研发活动全覆盖，柘城县鼓励企业建立自主研发创新中心，为此设立了3000万元科技创新基金，支持重点企业建设企业技术中心、工程技术中心、重点工程实验室、院士工作站等研发平台，鼓励企业引进新技术、加强科技研发、改进生产工艺，提高产品档次和附加值。 截至目前，柘城县培育超硬材料高新技术企业32家，建成省级工程技术研究中心16家，建成河南省人造金刚石质量监督检验中心以及微纳米金刚石粉体材料院士工作站1处、博士后研发基地2处。 “钻石恒久远，一颗永流传。”戴比尔斯公司通过广告，将钻石与爱情、承诺和珍贵联系在一起，创造了钻石饰品销售神话。如今，柘城通过产业化，将培育钻石与新技术、新产业和新业态相结合，正开创功能性钻石产业应用的新图景。（记者王圣志 孙清清 牛少杰 张浩然）
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