我國金剛石工業現狀與發展趨勢(一)
' C' \7 y# m9 y% \2 a* @' h 歷史回顧 1954年美國GE公司研制成功了世界上第一顆人造金剛石。我國1960年10月作為國家重點科研項目下達了人造金剛石的研制任務,該任務由原第一機械工業部磨料磨具磨削研究所、通用機械研究所和原地質科學研究院共同承擔。經過通力合作,1963年12月6日,在國產300噸61型兩面頂超高裝置上,以高純石墨粉為原料,以鎳鉻合金為觸媒研制成功了我國第一顆人造金剛石。1964年4月由磨料磨具磨削研究所與鑄造鍛壓研究所開始設計6×6MNDS-023A型鉸鏈式六面頂壓機。1965年4月,原第一機械工業部下達國家科委“關于人造金剛石中間試驗任務書”,1965年8月六面頂壓機制成并在磨料磨具磨削研究所完成安裝,1966年7月3日正式進行合成工藝試驗,并投入批量生產,當年生產人造金剛石一萬克拉,同時由磨料磨具磨削研究所參與選址、設計、籌建我國第一個人造金剛石及其制品專業化生產廠--第六砂輪廠,第六砂輪廠于1969年建成投產。至此,我國逐步形成了6×6兆牛頓(MN)六面頂設備為特色的人造金剛石工業體系。 30多年來,我國人造金剛石的產量逐年增加(見表1),特別是進入90年代后,呈直線上升趨勢,發展勢頭強勁。
; T. a4 s, j$ N. u0 ~" h 表1 中國歷年人造金剛石的產量
2 D3 t" ]8 f8 M; s 單位:百萬克拉+ F( B1 P, z: |3 {$ ~) H, s
-------------------------------* H3 x: p7 @' y. z
年份 產量' P" X* |) q( b p# ~5 p3 y% b" p
-------------------------------! O: e' Z( a v5 J; ^- y
1963 0.01) R) ?( H4 Q" g# d% y
1970 0.46
- F! t- n+ {7 U# o0 `/ ?1973 1.19' I( J6 g1 g4 }% e3 x: x
1974 1.374 S- i2 f! b# v: P" C
1975 1.87" \4 x6 ?' b% Z" b& S t( b9 y
1976 2.60
5 ~, J5 o1 B! t$ e' i3 g1977 3.12
. t' c4 _7 t7 d7 q9 F1978 4.785 V' m$ }4 ], n
1979 6.18! Q+ ]+ i2 V% Z1 O0 Q! t% s
1980 4.50
% @! C9 B3 q; v; a- | m1981 4.10: ^0 c# N* {3 z) k1 F3 U% W% H2 f
1982 5.00' D$ n8 B K) @( R! {5 _
1983 7.00
/ w# S. ^0 \) \; _' h$ d1984 10.00: n! o6 \. d7 O+ a; m% p+ ^
1985 17.00
+ F A5 j- H9 Q0 Q' _1986 18.00. D& K9 ~* j3 j& r2 R. D0 |
1987 23.00
' j/ w2 J$ Z# }5 D: S1988 30.000 U$ d6 q6 |9 G0 p1 l
1989 38.00
5 M$ |0 M/ O5 n& X5 j4 l1990 43.00
5 m3 u4 b3 Z+ ^# z$ B9 s1991 65.00
T' f+ n# r9 T& f1992 110.00
) U) x+ X0 m d1 _1993 200.001 G, K- `3 O: a! V ]) v; m7 U
1994 240.00
. \" ^7 `' |7 K+ C( j$ w1995 260.003 S6 b1 R; [ }) [3 ~2 }7 @
1996 320.00
l4 I1 s/ [/ d+ m- P+ m Q1997 440.00
, M4 i) V! z6 i7 ^7 \. u1998 500.00
5 z% {$ H: \/ k* E: q1999 750.002 _3 a- o" K% V% M
2000 1000.00
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: @8 s& g. G. K 4 B' G2 T! g. {( }* U3 s# U! ~
人造金剛石的應用領域十分廣泛,幾乎涉及國計民生的各個領域,小到家庭裝修,大到微電子及航空航天等高技術領域。有的甚至是非其莫屬,如用量最大的石材工業離開人造金剛石及其工具就極難發展。可以說人造金剛石的推廣應用開創新推動了石材工業的蓬勃發展。金剛石在光學玻璃冷加工、地質鉆探、陶瓷、汽車零件等機械加工、金屬拉絲等方面引起了革命性的工藝改革,使加工效率、加工精度幾十倍甚至上百倍的提高,一些過去難加工甚至無法加工的材料能順利、高精度地加工。人造金剛石及制品基本能滿足國內各個工業部門的需求,為整個國民經濟發展作出了不可磨滅的巨大貢獻。 行業現狀 目前世界工業用金剛石產量約15億克拉(含部分天然金剛石、立方氮化硼)。我國人造金剛石產量已達10億克拉,占世界總產量的60%以上,堪稱生產人造金剛石第一大國。僅石材加工耗用金剛石約為3億克拉,可以說金剛石制品產量我國也堪稱大國。但無論是金剛石還是其制品,質量均屬中低檔,與發達國家質量水平差別較大。按我國標準的DMD 級高檔金剛石成品國內基本無產品供應。近年來人造金剛石的產品構成比見比見表2(不含引進兩面頂技術生產廠家)。需要指出的是中非人工晶體研究院用兩面頂壓機生產的金剛石明顯優于國內普通六面頂壓機生產的金剛石,當屬中高檔產品,其產量只有國內總產量的0.7%(按1999年27家統計數據計算,若按總產量10億克拉計,則只占0.4%)。此外,保定八達穩德金剛石有限公司利用引進兩面頂壓機和進口原材料所生產的金剛石亦屬中高檔產品,但今年才正式投產,產量所占總量比例也很小。
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表 2 1995-1999年人造金剛石按產量計產品構成比 ; s" Z8 Q @; g) C, a7 u
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年度 1995 1996 1997 1998 1999
; _7 t& z. D5 S( s7 j o--------------------------------------------------------------------------# d" k0 W: [/ }$ o
RVD(%) 36.83 28.90 33.41 27.16 31.09
1 @2 @2 m& w. ?MBD(%) 53.39 55.36 56.11 60.19 45.12
6 i3 v2 Z6 q/ k1 J& V8 ~SMD(%) 9.78 15.74 10.48 12.65 23.79, _3 @ l. [" a# Z; [
統計企業數(個) 42 25 18 20 27
* v+ I, O; a9 P9 S--------------------------------------------------------------------------) J! C: v+ j1 g% Y$ o; R3 ]
9 t2 t+ [6 P/ t% @* B
從表2不難看出,我國人造金剛石產品的品位在逐年提高,這說明行業整體技術水平有了明顯上升。這得益于近年來行業志士對6×12MN以上的大型壓機的研制開發。這種迅猛的發展有喜有優,喜的是大壓機大腔體能夠促進金剛石質量的提高,憂的是這種超常規發展(近3年來新裝6×12MN以上壓機總數已超過800臺,加上原有6×8MN及以下壓機4000臺,總數接近5000臺),使中低檔產品嚴重過剩,市場混亂。從技術角度看,國內以六面頂壓機、片狀觸媒與石墨及工藝技術生產金剛石為主,其產量占總量的98%左右,以國產兩面頂壓機、片狀觸媒與石墨和以引進兩面頂壓機、粉狀觸媒與石墨生產中高檔金剛石為輔,其產量占總量的1%- 2%。利用粉狀觸媒與石墨在六面頂壓機上生產中高檔金剛石的研究已取得階段性成果并在逐步推廣應用。從行業企業構成角度看,民營、集體、中外合資、國有企業均有,屬多種經濟成分構成,民營、集體企業占絕大多數,國有企業較少,中外合資企業更少。目前統計到的國內金剛石生產的企業總數為248家(不含諸多個體企業),遍及全國各地,河南、安徽、湖南、河北等省大型生產企業較多。來源:中國建材報
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