超硬材料網(wǎng)

       一般提到鉆石，第一印象就是珠寶領(lǐng)域的寶石之王身份。其實(shí)鉆石也叫金剛石，在芯片、微電子、量子、光學(xué)、超精密加工及高端醫(yī)療等眾多高新技術(shù)領(lǐng)域有著更深更廣的應(yīng)用。隨著近年來國際上對(duì)新能源、碳中和等可持續(xù)發(fā)展方向的一致推動(dòng)，提高能源利用率、淘汰落后產(chǎn)能成為發(fā)展新主流。對(duì)于光學(xué)、微電子、半導(dǎo)體等領(lǐng)域在應(yīng)用材料上的苛刻要求，金剛石單晶及制品展現(xiàn)出了超優(yōu)性能，被業(yè)界認(rèn)為是最有希望的下一代高新材料。

培育鉆石世界新紀(jì)錄

       20世紀(jì)70年代，美國科學(xué)家開發(fā)出利用高溫高壓法（HPHT）生長小塊狀金剛石單晶，開啟了培育鉆石研究的熱潮。發(fā)展到當(dāng)前時(shí)代，培育鉆石產(chǎn)量雖然已經(jīng)有可喜的成果，但是尺寸與品質(zhì)卻存在突破瓶頸。我們知道，不論在高溫高壓法或化學(xué)氣相沉積法中，只有內(nèi)外環(huán)境、溫度、壓力等條件得到精準(zhǔn)控制，才能將鉆石培育成需要的樣子。由于當(dāng)前世界上技術(shù)水平及設(shè)備等客觀因素限制，品質(zhì)、尺寸經(jīng)常無法兼顧。

       只有少數(shù)擁有世界領(lǐng)先技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室或公司走在研究前線，能形成優(yōu)秀的培養(yǎng)環(huán)境，產(chǎn)出高品質(zhì)的培育鉆石。最近值得關(guān)注的一項(xiàng)世界矚目的成果，來自上海征世科技股份有限公司的一顆CVD培育鉆石，被GIA官方認(rèn)證為當(dāng)前全球最大的CVD培育鉆石。該鉆石是公主型切割、16.41克拉、G色、VVS2凈度，尺寸為 13.97 × 13.87 × 9.56 毫米，創(chuàng)造了新的世界紀(jì)錄。（圖1）

       GIA在發(fā)布的新報(bào)告里披露了紐約鑒定所對(duì)這顆公主方進(jìn)行的各種詳細(xì)測(cè)試及結(jié)果，光譜檢測(cè)結(jié)果顯示這是一顆典型的IIA型CVD培育鉆石，且沒有經(jīng)過生長后處理來改善顏色。（圖2）

       在檢測(cè)該顆鉆石生長狀況的檢驗(yàn)中，明顯的表現(xiàn)出連續(xù)生長無斷層過程的特征現(xiàn)象，深短波紫外激發(fā)的熒光成像顯示了自然生長的 CVD 鉆石的典型橙紅色熒光。帶有不規(guī)則的藍(lán)色“條帶”，揭示了多達(dá)七個(gè)生長層，只有純自然生長的鉆石才有該種表現(xiàn)。（圖3）

透過領(lǐng)軍企業(yè)看世界培育鉆石發(fā)展

       金剛石在所有材料中有多項(xiàng)指標(biāo)處于最高和第一的位置。如最高的硬度；室溫下最高的熱傳導(dǎo)能力；從遠(yuǎn)紅外到深紫外波段是透明的；極低的可壓縮性；高的化學(xué)穩(wěn)定性；極佳的生物兼容性。因此有人說：“如果說二十世紀(jì)是硅的時(shí)代；那么二十一世紀(jì)將是金剛石的時(shí)代?！蹦壳熬窒抻陔y以獲得超高純度的單晶金剛石，全世界相關(guān)應(yīng)用研究及開發(fā)中有關(guān)超高純單晶金剛石的獲取基本上都來自于英國的元素六公司。而為了保持自身的技術(shù)領(lǐng)先性，很多頂尖的產(chǎn)品是不用于出口的，或者不用于出口到中國，例如：高質(zhì)量的大功率微波CVD設(shè)備；量子級(jí)別的單晶金剛石產(chǎn)品；直徑超過40毫米的單晶金剛石晶種，以及超高表面光潔度的單晶金剛石片及相關(guān)的設(shè)備等等。這也大大限制了我國在很多高端研究，應(yīng)用的發(fā)展。因此在高質(zhì)量單晶金剛石制備工藝及相關(guān)設(shè)備的開發(fā)都是急切需要解決的難題。

       目前征世科技通過自身的努力，已經(jīng)成功的實(shí)現(xiàn)了高純度單晶金剛石材料的產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。成功地解決了在保證“生長質(zhì)量”的同時(shí)能提高“生長效率“這一世界性難題，并且其培育鉆石純自然生長，無需改色處理，定義了培育鉆石的品質(zhì)差異。

       科技制造不斷興起，培育鉆石發(fā)展路線也愈發(fā)清晰，產(chǎn)品尺寸、質(zhì)量、生產(chǎn)效率的提高是重中之重，各行各業(yè)的應(yīng)用植入是發(fā)展之道。隨著國際國內(nèi)各項(xiàng)有關(guān)制造、能源、民生等可持續(xù)發(fā)展政策的推動(dòng)，培育鉆石正在慢慢扛起高新材料行業(yè)的大旗，從高精尖領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，到生活、生產(chǎn)的必需品，相信培育鉆石將掀起新材料發(fā)展的大浪潮，未來可期。