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头发也能造钻石?人造大颗粒金刚石带来新动能

admin 人造钻石 2021年05月09日

  在济南中乌新材料有限公司,王笃福给记者展示了一堆钻石,这些钻石晶莹剔透,与天然钻石原石看不出两样,不过,其中一部分钻石竟是用人的头发做成的。

  在我国,过去由于人造金刚石颗粒过小,只能应用于工业磨料磨具,如今金刚石颗粒变大了,变成了功能材料,将为诸多领域注入新动能。大颗粒金刚石作为超硬材料、终极半导体材料,在工业加工、光学仪器、半导体等领域有着重要应用,可以在航空航天、电力传输、雷达、制导等领域发挥作用。

  “因为透光好,做光学器件,导弹火箭的窗口,还可以做半导体的研究。在金刚石半导体领域将会有突破,解决一些由于半导体发热传导不出来解决不了的问题,比如电动汽车的充电桩,用上金刚石半导体,这个热量很快就导出来了,大大缩短充电桩工作时间,实现迅速充电。”王笃福告诉记者。

  在山东省、济南市科技等主管部门与山东大学的共同协作下,中乌公司参与共建的山东工业研究院宽禁带半导体协同创新中心挂牌成立。同时,公司通过与山东大学合作,建立完整的晶体加工、半导体应用开发平台。一条以“企业为主体、市场为导向”,横跨产、学、研的技术创新路线业已凸显。

  这些被称为“生命钻石”的金刚石是在1500多度的高温和7万个大气压下,经过技术转化,把头发中的碳元素石墨化后而长成的。在珠宝首饰行业,“生命钻石”有着新的含义。

  “比如孩子生下来,把胎毛,第一次的头发剪下来,可以做成钻石,留作纪念,年轻人订婚结婚,可以把两个人的头发放在一起,我们做成一颗钻石,现在已经批量向市场供应。”王笃福说。

  也许对于我们来说,头发做钻石有些神奇,但是对于王笃福和他的团队而言,这并不难。因为头发里含有碳元素,只要能够转化成石墨,通过技术转化,就能长成金刚石。

  王笃福是济南中乌新材料有限公司董事长,学冶金机械出身的他做过砂轮厂的工人,当过上市企业老总,最终走上了探索新材料这个新兴产业。2010年7月,王笃福跟随济南高新区中乌科技园出国考察,在乌克兰超硬材料所发现了人造金刚石技术,不过当时技术仍停留在实验室阶段,王笃福决定引进这项还不够成熟的技术。

  在生产工艺中,如何维持温度梯度和压力,来模拟地下生长环境,成为这项技术的最大的难题。

  “因为金刚石生长过程中,它的腔体缩小了,压力就会降低,怎么把压力自动补上去,来维持里面正常恒定的压力?研发这4年,我们的技术团队有两次都接近精神崩溃了,到了不想干的程度,比如记得当时做实验失败,损失机器的一个部件,一个就6000元,8个就是4万8,连续几次这样谁也受不了。”

  王笃福说,最初技术团队在一个连水冲厕所都没有的租来的房子里做实验,投入1300万元,一次次失败,一次次摸索,一做就是4年,终于他们成功了。

  从项目开始到现在,7年时间里王笃福和他的团队与乌克兰国家科学院超硬材料研究所合作,专注技术研发,结出了“硕果”。人造金刚石从最初只能长到0.2克拉,扩展到最大10克拉,公司年产大颗粒金刚石6万克拉以上,产品应用于珠宝、切削工具、光学仪器等领域,是国内唯一可以同时生产Ib、IIa、IIb型大颗粒金刚石的企业,技术达到国际领先水平。

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