Огляд розвитку промисловості синтетичних алмазів у Китаї

Алмаз є найтвердішою речовиною серед багатьох природних продуктів, які зараз зустрічаються на землі. Крім того, що він використовується як ювелірні вироби, алмаз має широкий спектр промислового використання, наприклад, як дрібні абразивні матеріали, ріжучі інструменти високої твердості, різні типи свердел, матриці для волочіння дроту та компоненти багатьох точних інструментів.

Спочатку алмази були тільки в природних алмазних копальнях. Існує два основних способи отримання синтетичного алмазу:високотемпературний метод високого тискуіметод хімічного осадження з газової фази (CVD).. У 1950-х роках Сполучені Штати успішно виробляли синтетичний алмаз із графітом як сировиною під високою температурою та тиском. Перший синтетичний алмаз у Китаї був синтезований у 1963 році методом високотемпературного високого тиску, якому виповнилося 53 роки.

 

Технологія методів високої температури та високого тиску була дуже зрілою, що становить основний напрямок у світі. Зараз Китай займає 90 відсотків світового ринку. Річний видобуток алмазів високого тиску та високих температур у Китаї становить близько 14 мільярдів каратів, переважно алмазного порошку, який широко використовується.

 

Алмазом обробляються пилкові диски (алмазна і порошкова металургійна обробка), абразиви, шліфувальні круги, мармур, кераміка, ріжучі пластини, лінзи та інші надтверді матеріали. Алмаз не може обробляти залізо та нікель, оскільки залізо реагує з алмазом. Решту кольорових металів можна обробити алмазом.

 

 

Алмазна промисловість Китаю в основному зосереджена в провінції Хенань, головним чином завдяки Інституту абразивного шліфування Чженчжоу, широко відомому як "Інститут трьох шліфувань" у галузі. Технологія Інституту послідовно розвинула три великі алмазні підприємства в Китаї:HUANGHE WHIRLWIND DIAMOND, ZHONGNAN DIAMOND і ZHENGZHOU HUAJING(CDT CO., LTD., наша алмазна сировина надходить від цих трьох основних постачальників і має з ними широкі відносини співпраці), які також є трьома найбільшими підприємствами у світі. Наразі обсяг алмазного порошку, виробленого в Китаї, становить 140-15 мільярдів каратів на рік, а обсяг ринку становить приблизно 10 мільярдів юанів.

 

Однак масштаби ринку суміжних галузей промисловості дуже великі, тобто алмазний порошок застосовується для пилкових дисків, дротяних пилок, ріжучих інструментів, абразивів, свердл та інших галузей промисловості. У 2013 році масштаб світового ринку становив близько 35 мільярдів доларів США, і на Китай припадало понад 60 відсотків, близько 100 мільярдів юанів.

 

Після більш ніж 50 років розвитку Китай є великою країною у виробництві та застосуванні алмазів, але не сильною країною. Наразі вона потребує термінової трансформації та модернізації.

 

У Китаї немає проблем із виробництвом алмазів, але технологія подальшої обробки та можливість глибокої обробки дуже погані. Проблема, з якою стикається вітчизняна алмазна промисловість, полягає в тому, що високоякісні технології знаходяться за кордоном, а основні матеріали знаходяться в Китаї, який дуже схожий на вітчизняну рідкоземельну промисловість. Наприклад, у Китаї важко виконати класифікацію та відсіювання алмазного порошку, особливо для відсіювання продуктів невеликого розміру (кілька мікрон і нижче), розподіл розмірів є відносно великим. В даний час порошок експортується в зарубіжні країни, а потім експортується назад після класифікації та скринінгу. Китай є найбільшим виробником сонячної енергетики, але дротяна пилка для обробки пластин в основному імпортується з-за кордону.

Крім того, близько 90 відсотків інших високоякісних інструментів, особливо надточних, імпортуються. Точність профілю зарубіжних надточних інструментів може бути менше 50 нм і їх можна масово виробляти, а ось вітчизняних – лише 200 нм із значним розривом. Випадки застосування надточних інструментів: задня частина алюмінієвого сплаву мобільного телефону iPhone прямо фрезерується цим надточним інструментом, який є дуже яскравим без полірування; Інший випадок – це автомобільний вузол високоякісних автомобілів, виготовлений із алюмінієвого сплаву з високим вмістом кремнію. Загальні інструменти важко піддаються обробці, тому різати їх можна тільки алмазними інструментами. Яскравість після різання алмазними інструментами може бути відносно високою.

 

Подібні інструменти також контролюються іноземними державами; Існують також інструменти для різання оптичних лінз, які також залежать від імпорту та заборонені іноземними державами. Причина полягає в тому, що цей вид інструменту можна використовувати не тільки для обробки оптичних лінз, але також для різання радарного відбивача, оболонки гіроскопа та інших військових полів.

Таким чином, подальша індустрія високого класу всієї алмазної промисловості є дуже дефіцитною в Китаї, включаючи вибір порошкових алмазних матеріалів і підготовку великого монокристалічного алмазу.

 

Об’ємний монокристалічний алмаз виробляється за допомогою мікрохвильової плазмової CVD при низькій температурі та низькому тиску. Зараз 100 відсотків вітчизняних алмазів імпортуються.

 

 

 

Індустріалізація в Китаї ще не реалізована. Основна проблема все ще в обладнанні, особливо некваліфікованому вакуумному обладнанні в нашій країні, яке не може використовуватися для виробництва великого монокристалічного алмазу. Крім того, навіть якщо імпортне обладнання можна придбати (дороге, близько 3 мільйонів юанів), немає відповідного процесу підготовки, і ризик, з яким стикаються інвестори, відносно високий. Крім того, таке обладнання, експортоване з Японії до Китаю, дозволено використовувати лише в наукових дослідженнях або в галузі виробництва напівпровідників. Не дозволяється використовувати великі алмази для точних інструментів.

Таким чином, дослідницька група Цзяннань перш за все розглядає питання про те, чи можна виготовити обладнання для отримання великого монокристалічного алмазу всередині країни. Завдяки зусиллям дослідницька група Jiangnan модернізувала та трансформувала вітчизняне обладнання та успішно реалізувала виробництво великого монокристалічного алмазу, реалізувавши локалізацію обладнання. Вони також інкубували цю технологію в компанії з виробництва такого обладнання. Тоді ж було створено другу компанію, яка виготовляла великі діаманти на цьому вітчизняному обладнанні. Це перша лінія з виробництва великого монокристалічного алмазу в Китаї та п’ята компанія з цією технологією у світі. Крім того, Yellow River Cyclone нещодавно оголосила, що інвестує в обладнання та технологію виробництва великого монокристалічного алмазу.

Розробка великого монокристалічного алмазу є сприянням розвитку вітчизняної алмазної промисловості. В даний час ринок великого монокристалічного алмазу становить близько 40 мільярдів юанів. Окрім традиційної індустрії інструментів, очікується, що в майбутньому буде дуже великий простір і перспективи для розвитку напівпровідників, комп’ютерних мікросхем та інших галузей.