一顆天然鉆石,需要在地下160公里至480公里深的高溫高壓環境中,歷經至少1億年才能形成。如今,位于圍場經濟開發區內的河北天乾地坤科技有限公司(以下簡稱“天乾地坤”),不到一個月就能“種”出比天然鉆石品質更優的培育鉆石。
鉆石也能“種”出來?5月27日,記者走進天乾地坤,一探究竟。
切片、灼蝕、酸洗,鉆石“育種”車間內,工作人員正在加工處理一塊塊黑色不透明的金剛石薄片?!般@石是碳元素組成的單晶體,其原石被稱為金剛石?!惫径麻L劉端說,經過處理,金剛石會成為透亮的晶種。
劉端拿起兩個圓形鉬臺,指著臺面上分布著的大小均勻的方塊介紹:“方塊用于放置晶種,就像一個個種坑,它的大小決定鉆石能長多大?!逼渲?,分布著7×7毫米方塊的鉬臺,用于培育1克拉左右的鉆石;分布著10×10毫米方塊的鉬臺,用于培育3克拉左右的鉆石。
目前,我國鉆石培育多采用高溫高壓技術,這一技術雖具有技術成熟、產量高等優勢,但培育的鉆石最大不過1克拉多。
作為一家從事物聯網、區塊鏈、智能硬件研發生產的高新技術企業,天乾地坤在自動化控制系統開發、硬件系統集成等方面已深耕多年。
因生長環境可控,硬度、亮度等指標均優于大部分天然鉆石,培育鉆石日漸受到消費者追捧。廣闊的發展前景,讓天乾地坤看到巨大商機。
3年前,該公司與國內相關科研機構合作,投入近3000萬元研發經費,研制出具有自主知識產權、可培育3克拉以上鉆石的“種植神器”。
公司院內一個集裝箱便是鉆石“種植車間”。進入集裝箱,工作人員將放滿晶種的鉬臺小心翼翼地放入一臺生長爐。透過生長爐上的觀察孔向內看去,一塊塊晶種正在900℃高溫環境下經歷神奇轉變。
“我們采用的是微波等離子氣相沉積法,就是通過自主研發的控制系統,不停向爐內注入一定比例的氫氣、甲烷等氣體。經過加熱,這些氣體中的碳原子會以每小時6到10微米的速度一層層地沉積在晶種上,形成均勻的鉆石層?!眲⒍苏f,每200小時需要將鉬臺取出,對晶種表面進行清洗,再放入生長爐,直到鉆石層厚度達到要求。
經過近一年的試生產,集裝箱“種植車間”經受住了高溫高寒等惡劣條件考驗,每臺設備每月大約可“種”出鉆石80克拉左右。劉端透露,他們“種”出的鉆石最大的超6克拉。
集裝箱“種植車間”除了安裝快、成本低,還具備就近消納綠電的能力?!凹b箱配備有儲能裝備,可放置在風電或光伏發電場附近,就近把綠電當‘水源’?!眲⒍酥钢a車間屋頂上的光伏板說,該公司“種”出的每顆鉆石“喝”的都是綠電。
記者了解到,在天乾地坤,為擴大“種植”規模,一座可容納上百臺生長設備的鉆石“農場”即將開工建設。