材料新探索,许昌的超硬材料“旋风”因何而起,又将刮往何处?

新材料前沿潜力股 2023-10-31
1977 字丨阅读本文需 5 分钟

超硬材料被誉为“材料之王”“终极半导体”,也是河南省为数不多的全国领先、全球独具优势的产业,已成为一张闪亮的产业名片。金刚石就是超硬材料的中坚力量。

在中国超硬材料的军团中,位于长葛市的上市企业河南黄河旋风股份有限公司便是佼佼者。作为国内金刚石及制品全产业链布局的企业,在产压机共 3000 余台, 产能规模行业第二,是国内培育钻石/工业金刚石行业的龙头企业之一。

在“链主”企业黄河旋风的带动下,许昌金刚石制造及制品加工相关企业已达30余家,2022年主营业务收入超200亿元,是我国及亚洲重要的人造金刚石及制品生产基地。

那么,许昌这股超硬材料“旋风”因何而起,又将刮往何处?

金刚石“厉害”在哪儿

金刚石是一种由碳元素组成的矿物,硬度高、耐磨性好、防腐效果好,也是钻石的原身。

人造金刚石则具有与天然金刚石相同的优良性能,适用于“切、磨、钻、抛”等领域,有“工业牙齿”的美称,在诸多领域有广泛应用——

海上风电的风叶,把金刚石磨成粉做成涂料涂在上面,可以极大避免海水海风的侵蚀;

大连有打鱼的渔网,用的高弹性的纤维,如果加上金刚石防腐,就不用再“三天打鱼、两天晒网”;

汽车上的耐磨涂层,漆里如果添加金刚石粉,一般的剐蹭根本影响不到汽车的表面涂层;

机场跑道,添加金刚石这种超硬材料,可以让跑道“固若金汤”;

还有做美容的手术刀,用上它可以实现真的无痛切缝……

在珠宝领域,近年来随着市场接受程度的提升,培育钻石作为天然钻石的补充及替代产品,市场规模迅速扩大。在全球范围内,天然钻石生产商、培育钻石生产商、时尚珠宝品牌都在积极进行培育钻石零售端的布局。

中国金刚石行业起步较晚,但行业发展速度较快,经过60年发展,产量已位居全球首位,工业金刚石年产量占世界总产量的95%以上,培育钻石年产量占世界总产量的80%以上,具备了全球最完整的产业链,其相关制品是国防军工、航空航天、芯片产业、基础建设等重要领域实现精密、超精密加工的关键必备工具。

河南省是我国超硬材料研发和生产基地,工业金刚石、培育钻石产量均占全国的80%。在河南超硬材料军团中,年销售收入1亿元以上的企业30家,主要分布在郑州、许昌、南阳、商丘四地。

科技是第一生产力,创新是第一动力

科技是第一生产力,创新是第一动力。随着新一轮科技革命和产业变革突飞猛进,科技创新已经成为转换经济发展方式、推动高质量发展的重要引擎。

从创办时只有5个人、3000元启动资金,到如今涉足超硬材料、智能制造、新能源三大板块,总产值逾200亿元的上市公司,河南黄河旋风股份有限公司40多年的高速发展之路,就是不断创新之路。

凭借自主创新,40多年来,黄河旋风先后攻克了聚晶金刚石复合片、40毫米大直径聚晶复合片、金刚石线锯等技术难关,完成省级以上研发项目173项,拥有专利技术近千项,有56项成果位居国内领先水平。其研发的金刚石工具,用预合金粉产品解决了关键原材料依赖进口的“卡脖子”难题,2021年进入国家第六批制造业单项冠军产品名单。

目前,黄河旋风拥有国家级企业技术中心、企业博士后科研工作站、中原学者工作站等13个省级以上科研创新平台,承担“国家超硬材料及制品区域特色高技术产业链”2项、“国家火炬计划”9项、“国家科技兴贸”2项,获得省部级以上科技进步奖16项。

2022年,黄河旋风牵头建设的河南省金刚石材料产业研究院正式揭牌,着力突破产业发展“卡脖子”技术和共性关键技术供给瓶颈。2023年,黄河旋风获批牵头建设河南省金刚石线锯工程研究中心,将进一步发挥其作为超硬材料产业链盟会长企业的科技创新带头作用,助力河南省由基础材料大省向先进材料强省跨越。

许昌“厉害”在哪儿

工业金刚石受益光伏用金刚线、第三代半导体碳化硅等众多下游需求增长。

公司是行业内压机数量最多、技术最强、产业链最完整的企业之一,公司培育钻石产品制备技术达到了国际主流水平,以 HPHT 技术为主,进行 CVD 技术实验与改进。

高温高压法培育钻石产品定位中高端,颜色集中在D-F色,市场认可度高,培育钻石高端产品销量占整体市场的50%以上。

公司经过 20 多年的技术积累,先后完成了1~20 克拉高品级无色及彩色培育钻石合成技术开发,颜色等级达到国际领先水平, 90%以上产品达到钻石颜色最高等级 D 级。 公司的培育钻石高端产品销量占整体市场的 50%以上。

在黄河旋风带动下,许昌的金刚石制造及制品加工相关企业已超过30家,2022年主营业务收入超过200亿元,成为我国及亚洲重要的人造金刚石及制品生产基地。

这些金刚石企业主要集中在长葛市、禹州市、建安区,重点企业包括七方超硬、恒达超硬等公司,已形成年产人造金刚石50亿克拉的生产能力,金刚石线锯装备制造具有自主知识产权,填补国内空白。

下一个关口

从无到有、从小到大,超硬材料产业又到了新的发展关口。

我国虽然是超硬材料及制品大国,但还不是强国。许昌也在“闯关”,需要攻难“大而不精”的问题。

“大而不精”易产生两个隐患:其一,上游原材料产品居多,高端制品及功能化应用产品较少;其二,中高档产品竞争力弱,产品专用化程度和精细化程度不够,部分中低端产品产能过剩。

此外,业内人士指出,在应用销售方面依赖传统模式、高端人才不足等问题,也是制约超硬材料行业发展的因素。

爬坡过坎,“下一站”,超硬材料产业要完成由大向强的转变。

何法?唯有创新!创新,是产业做大做强的灵魂。

文章来源: 数据价值化,长葛融媒,许昌市重点项目建设服务中心

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