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鄭州華晶金剛石股份有限公司

研制出中國第一顆人造金剛石,鄭州三磨所三個廠址為何都是“121號”

關鍵詞 超硬材料 , 三磨所|2021-10-15 11:35:17|來源 大河財立方
摘要 在位于鄭州高新區的鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司(以下簡稱三磨所)院內,展示著一臺金黃色的六面體機器。這是老一輩科技工作者于1965年研發出的中國第一臺鉸鏈式六面頂壓機——超硬材料...

今年6月,國務院召開常務會議,部署“十四五”時期,縱深推進大眾創業萬眾創新。9月7日,河南省委工作會議提出錨定“兩個確保”, 實施“十大戰略”,尤其把構建一流創新生態,全力建設國家創新高地作為重點工作,要求“加快動能轉換,堅持項目為王,壯大市場主體、創新主體”,將為雙創賦予澎湃動能。

作為每年一度的雙創重頭戲,2021年全國大眾創業萬眾創新活動周將于10月19日至25日舉行,主會場設在鄭州。作為建設中的國家中心城市,鄭州市近年立足創新驅動發展戰略,“雙創”風起云涌,催生了大量市場主體,在支撐就業、促進新動能成長、增強經濟內生動力上,起到重要作用。

鄭州市有哪些雙創成果?它們有著怎樣的創業經歷和故事?“2021年全國雙創活動周”即將啟動之際,恰逢河南省第十一次黨代會即將召開,大河報·大河財立方推出“鄭州創造101”特別報道,關注101家鄭州企業的創業創新故事。

在位于鄭州高新區的鄭州磨料磨具磨削研究所有限公司(以下簡稱三磨所)院內,展示著一臺金黃色的六面體機器。

這是老一輩科技工作者于1965年研發出的中國第一臺鉸鏈式六面頂壓機——超硬材料合成裝置。雖歷經風雨,卻是中國人造金剛石立方氮化硼等超硬材料發展史的最好見證。

而作為承載中國超硬材料研發生產使命的三磨所,自1958年幾十平方米的“籌備處”開始,從無到有、從小到大、由弱漸強,繪就著中國超硬材料的輝煌畫卷。

突破“卡脖子”問題

研制出中國第一顆人造金剛石

2020年,中國人造金剛石產量突破200億克拉,占全球產量的95%以上,是名副其實的人造金剛石第一大國。
在普通人眼里,金剛石可以打磨成鉆石,用作裝飾。但在工業領域,以人造金剛石為代表的超硬材料及制品,不僅是支撐我國戰略性新興產業發展的先進基礎材料,更是活躍在國防軍工、航空航天、半導體芯片等國家重大關鍵領域中的“精良利器”。

然而,上個世紀50年代,中國在人造金剛石領域還是一片空白,在精密制造和國防工業方面經常被“卡脖子”。

新中國成立初期,國家百廢待興。隨著我國工業體系的逐步建立,對工業用金剛石的需求日益劇增。由于我們不掌握人造金剛石合成技術,且天然金剛石成本高,我國天然金剛石儲量又少,所以經常受制于人。

據三磨所黨委副書記、紀委書記王偉濤介紹,當時我國工業用金剛石主要依靠進口,后因國際環境變化,國外對中國進行封鎖,導致我國工業用金剛石的來源幾乎被掐斷。要發展,中國就要去創造自己的金剛石。

1960年10月,當時的第一機械工業部設立了代號為“121”的攻關課題組,向三磨所等機構下達了研究人造金剛石的進軍令。

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經過老一輩科技工作者失敗、改進、再失敗、再改進的艱苦探索,1963年終于在兩面頂壓機上,成功研制出了中國第一顆人造金剛石。

欣喜之余,卻也面臨著新的問題。人造金剛石合成技術研制出來了,可是怎樣實現產業化生產?怎樣完成生產工藝和設備的完全自主化?

“1965年,老一輩科技工作者創新性地研發出中國第一臺‘鉸鏈式六面頂壓機’,并在鄭州市實現了人造金剛石在六面頂壓機上的合成制造,當年產量即達到10000克拉。”王偉濤說。

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隨后的30年間,該壓機共合成金剛石約150萬次,為中國超硬材料產業化奠定了堅實的裝備基礎,也為中國基礎工業走向世界前沿提供了重要的支撐。

由于“六面頂壓機”在人造金剛石合成效率和成本上優于兩面頂壓機,徹底改變了世界人造金剛石產業發展的格局,才造就了今天中國超硬材料行業世界霸主的地位。這臺機器就作為“功勛壓機”擺放在了三磨所院內。

大河報·大河財立方記者注意到,三磨所的三個廠區地址分別是華山路121號、梧桐街121號、科學大道121號,都在提醒自己不忘“121”攻關課題組的使命,持續為中國超硬材料行業的技術進步與產業發展做出重要貢獻。

產品能在頭發絲上開七道槽

廣泛應用在汽車、電子等多個領域

那么,人造金剛石、立方氮化硼等超硬材料有哪些特點?主要應用在哪些領域?

據了解,超硬材料是人造金剛石、立方氮化硼及以這兩種材料為主要成分制成的復合材料的統稱。由超硬材料制成的各類高性能工具(切、磨、拋工具等)統稱為超硬材料制品。

王偉濤稱,超硬材料及制品是支撐先進制造技術的必備工具,被譽為現代工業的“牙齒”。

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由三磨所研究開發出的“高精度超薄超硬材料磨具成套制造技術”“汽車關鍵零件加工用高效陶瓷CBN磨具”“硅片減薄砂輪”“CNC多軸聯動用砂輪”等高技術產品,改變了我國高檔精密超硬材料制品主要依靠進口的局面,并取得了良好的經濟效益和社會效益。

其針對電子信息、汽車、航空航天、國防軍工、家用電器、光伏、LED、風能等行業研究開發出的一系列“高、精、尖、專”超硬材料制品,突破了多項關鍵技術,取得了一批高水平的成果。

“在汽車行業,三磨所生產的超硬材料制品,應用于汽車動力總成、轉向系統關鍵零部件的磨削加工。”王偉濤說,產品具有磨削效率高、加工精度高、工件尺寸一致性好、砂輪使用壽命長等優點,產品遠銷歐美等國家和地區。

“頭發絲的直徑是10微米,我們的產品能夠做到在頭發絲上開7道槽,達到世界先進水平,可以直接替代國外進口產品。”三磨所科技發展部部長孫冠男說,三磨所開發出的芯片“切、磨、拋”加工全系超硬材料制品,對我國芯片加工產業的獨立自主可控、保障芯片產業技術安全具有重要意義。

從一個研究機構發展到一片產業

三磨所將深挖金剛石功能性優勢

60多年來,三磨所用一系列“高、精、尖、專”超硬材料制品及專用設備,填補著國內行業的空白,也推動著我國超硬材料行業從無到有、從小到大、由弱漸強。

三磨所成立以來,承擔了大量國家、省(部)、市級科研項目,先后取得各類科研成果1450余項,獲得國家、省(部)級各類科技獎項170余項。

三磨所在快速發展的同時,也帶動著河南超硬材料產業的發展。如今,河南超硬材料產量占全國的80%以上,河南已有眾多知名的超硬材料生產企業,他們活躍在中國及世界的舞臺上。

在攜手行業共同發展的同時,三磨所也在通過術創新來推動產業升級。目前,三磨所把目光瞄向了硼摻雜電極材料、高性能散熱材料、光學窗口材料等金剛石功能化應用領域。

王偉濤表示,接下來,三磨所將繼續朝著高速、高效、高精密、綠色加工、金剛石功能化應用方向發展。

 

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