河南以金剛石為代表的超硬材料優(yōu)勢(shì)明顯，不僅要通過(guò)人工培育，不斷把金剛石產(chǎn)業(yè)“做大”，更要把它的“品質(zhì)”做到最好。為此，2022年鄭州大學(xué)金剛石實(shí)驗(yàn)室和四方達(dá)超硬材料公司，通過(guò)“揭榜掛帥”方式，共同開展專題科研攻關(guān)。

【資料圖】

在四方達(dá)超硬材料公司的實(shí)驗(yàn)室里，雙方的科研人員正在對(duì)用微波等離子化學(xué)氣相沉積法培育的最新一批人造金剛石進(jìn)行檢測(cè)分析。

鄭州大學(xué)金剛石光電材料與器件實(shí)驗(yàn)室博士 林超男：目前的小批量生產(chǎn)里邊，我們D色的鉆石達(dá)到75%左右，對(duì)在國(guó)內(nèi)應(yīng)該都是屬于領(lǐng)先地位的。

微波等離子化學(xué)氣相沉積法簡(jiǎn)稱CVD法，是目前很多超硬材料企業(yè)都在嘗試的一種人工培育金剛石方法，合成的金剛石尺具有寸大、雜質(zhì)濃度低、高結(jié)晶質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)，前景廣闊。河南讓金剛石“長(zhǎng)大”的技術(shù)已經(jīng)比較成熟，衡量金剛石價(jià)值的另外一個(gè)主要指標(biāo)——“顏色”，近期也獲得了突破性進(jìn)展。

鄭州大學(xué)金剛石光電材料與器件實(shí)驗(yàn)室博士 林超男：顏色、凈度、克重，然后還有切工，這4個(gè)方面方向就是鉆石的4c就是對(duì)它的級(jí)別越高的話，那么這個(gè)鉆石的價(jià)值會(huì)越高。我們1.5克拉以上的是可以穩(wěn)定產(chǎn)出的，切磨出來(lái)的鉆石的顏色已經(jīng)接近無(wú)色D色。

國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的鉆石顏色分級(jí)體系中，將顏色按英文字母D-Z劃分了23個(gè)等級(jí)，從D、E、F、G、H到Z顏色依次遞減。D級(jí)為最高等級(jí)，純凈無(wú)色，堪稱完美。

河南四方達(dá)超硬材料股份有限公司 實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目負(fù)責(zé)人 張春林：我們實(shí)驗(yàn)室之前做出來(lái)的成品顏色都是G.H級(jí)別的，但是經(jīng)過(guò)近兩年我們上百次的實(shí)驗(yàn)，不斷調(diào)整實(shí)驗(yàn)參數(shù)，最終達(dá)到了最高級(jí)別D色。產(chǎn)品顏色每升一級(jí)，對(duì)于普通人來(lái)說(shuō)看起來(lái)差別不大，但是對(duì)于我們來(lái)說(shuō)都是一個(gè)質(zhì)的飛躍。

為了實(shí)現(xiàn)這種質(zhì)的飛躍，通過(guò)“揭榜掛帥”，科研和生產(chǎn)單位直接在廠區(qū)內(nèi)共建實(shí)驗(yàn)室，從技術(shù)研究到輸出量產(chǎn)，不僅僅實(shí)現(xiàn)空間上的無(wú)縫連接，更是產(chǎn)業(yè)的補(bǔ)鏈、延鏈。

鄭州大學(xué)金剛石光電材料與器件實(shí)驗(yàn)室博士 林超男：一個(gè)是有原料，第二個(gè)設(shè)備也比較穩(wěn)定，第三我們有比較成熟的技術(shù)員工在這里，然后對(duì)我們后期的功能性金剛石的生產(chǎn)以及研究都打下了一個(gè)非常好的基礎(chǔ)。

有了高品質(zhì)金剛石的量產(chǎn)作保障，科研人員才能在聲、光、電、熱等領(lǐng)域挖掘超硬材料的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，踢好“臨門一腳”，讓優(yōu)勢(shì)更強(qiáng)，做大產(chǎn)業(yè)、做長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈，搶占新賽道。

鄭州大學(xué)金剛石光電材料與器件實(shí)驗(yàn)室副教授 楊珣：我們現(xiàn)在在做的是金剛石超構(gòu)表面光學(xué)全息成像系統(tǒng)，我們考慮到金剛石它優(yōu)異的這種光學(xué)和熱學(xué)性能，就提出利用金剛石超構(gòu)表面光學(xué)元件來(lái)替代傳統(tǒng)的這種大尺寸的光學(xué)元件。

鄭州大學(xué)副校長(zhǎng) 博士生導(dǎo)師 單崇新：河南相關(guān)的企業(yè)也比較集中，因此就是有得天獨(dú)厚的地利優(yōu)勢(shì)，我們就想發(fā)揮學(xué)校的智力資源比較集中，那么做他的前沿研究，爭(zhēng)取占據(jù)未來(lái)的制高點(diǎn)。