被稱為“煤礦第一殺手”的瓦斯,通過深加工,竟然能變成金剛石!昨日,太原理工大學(xué)超硬材料實(shí)驗(yàn)室于盛旺博士及其科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)出的煤層氣合成金剛石產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線,又吸引了一批企業(yè)前來尋求合作。這項(xiàng)技術(shù)不僅領(lǐng)先于國際,而且突破了國外對(duì)我國國防領(lǐng)域在高級(jí)別金剛石合成應(yīng)用上的技術(shù)封鎖,也為我省在煤層氣深加工領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)方面探索出一條新路。
金剛石,是目前已知自然存在的最硬物質(zhì),且集眾多優(yōu)異的性能于一身,被譽(yù)為“21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料”。天然金剛石稀有,價(jià)格昂貴,難以在工業(yè)領(lǐng)域廣泛使用。近年來,利用化學(xué)氣相沉積法生產(chǎn)的金剛石被廣泛應(yīng)用于機(jī)械加工、汽車、航空航天、國防以及核工業(yè)等領(lǐng)域。目前,我國合成金剛石的技術(shù)較為落后,產(chǎn)品低端,成本高,高級(jí)別金剛石產(chǎn)品基本依賴進(jìn)口。由于這類產(chǎn)品的應(yīng)用多涉及核技術(shù)、外太空航天器,以及軍工等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域的核心部件,所以,國外大多采取禁運(yùn)手段限制其在我國上述領(lǐng)域的應(yīng)用。為此,提高我國金剛石合成技術(shù)水平,突破高級(jí)別金剛石依賴進(jìn)口的困境,已迫在眉睫。
經(jīng)過四年科研攻關(guān),太原理工大學(xué)于盛旺博士帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)先設(shè)計(jì)出了微波等離子體化學(xué)氣相沉積金剛石裝置,其造價(jià)僅為國外同類裝置的五分之一。隨后,他們又結(jié)合山西實(shí)際,于近日創(chuàng)新設(shè)計(jì)出了既環(huán)保、成本又低的煤層氣合成金剛石產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線。該生產(chǎn)線使用低濃度煤層氣發(fā)電,同時(shí)把高濃度煤層氣提純后的甲烷以及甲烷裂解并提純后的氫氣作為原料,生產(chǎn)金剛石。這項(xiàng)技術(shù)通過了中國工程物理研究院的專業(yè)檢測。它不但領(lǐng)先國際,而且突破了我國合成金剛石的現(xiàn)有工藝瓶頸,極大降低了金剛石生產(chǎn)成本。其所生產(chǎn)的金剛石品質(zhì)還覆蓋了從低端到高端的所有金剛石級(jí)別。目前,該項(xiàng)目共申報(bào)發(fā)明專利15項(xiàng),已授權(quán)4項(xiàng)。其金剛石產(chǎn)品已開始應(yīng)用在雷達(dá)、激光核聚變等國防項(xiàng)目中。在不久前的全國科技工作者創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽上,這項(xiàng)技術(shù)獲得金獎(jiǎng),引發(fā)極大關(guān)注。
據(jù)了解,我省煤層氣探明儲(chǔ)量和產(chǎn)量均占全國九成以上,大力發(fā)展煤層氣產(chǎn)業(yè)是我省十三五規(guī)劃的重要內(nèi)容之一。這項(xiàng)技術(shù)的誕生,不僅為全省煤層氣的深加工帶來廣闊前景,而且對(duì)推動(dòng)我省傳統(tǒng)煤炭產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)具有重大意義。于盛旺博士期望,該項(xiàng)目能夠在山西本土得到轉(zhuǎn)化,并形成產(chǎn)業(yè)鏈,讓這項(xiàng)科技創(chuàng)新技術(shù)造福三晉人民。