盡管已經(jīng)退休5年了，呂智仍閑不下來。桂林地質(zhì)礦業(yè)研究院（簡稱“桂林地礦院”）仍保留著他的一間辦公室，以前的他是以桂林地礦院一把手的身份，把控地礦院的發(fā)展方向；現(xiàn)在的他，任職廣西政府智囊團(tuán)的參事，忙著超硬材料及制品企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型及行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的推進(jìn)。

       超硬材料及制品具有“超硬”的特點(diǎn)，作為破解難加工材料加工難題的“鑰匙”，是推動(dòng)中國現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展不可或缺的特殊材料。

       對(duì)于超硬材料及制品企業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型和高質(zhì)量發(fā)展，呂智認(rèn)為是很有必要的。從上個(gè)世紀(jì)80年代剛?cè)胄兄两?，他見證著超硬材料及制品行業(yè)從小而散到大而強(qiáng)的變遷，“我們國家的金剛石市場份額已經(jīng)占全球的95%，在全球內(nèi)已經(jīng)少有競爭對(duì)手。但在高端方面的應(yīng)用，仍存在差距?！?/strong>

       呂智回憶起超硬材料界泰斗芶清泉先生的囑托，“他說一定要在超硬材料領(lǐng)域做下去，超硬材料今后一定會(huì)有大前途的?！?/p>

       中國超硬材料及制品的應(yīng)用變遷史，正在印證芶清泉先生的判斷。上個(gè)世紀(jì)70年代磨料級(jí)的金剛石出現(xiàn)，應(yīng)用于普通機(jī)加工。到了80年代，超硬材料開始進(jìn)入地質(zhì)勘探領(lǐng)域，90年代的超硬材料則被導(dǎo)入建材加工中。如今，更是走進(jìn)光伏、3C電子加工、半導(dǎo)體加工等行業(yè)，邁入越來越精密和高端的工業(yè)應(yīng)用。

       “未來超硬材料將會(huì)更多應(yīng)用于航空航天、工程施工及開發(fā)金剛石功能特性等?！?/strong>呂智對(duì)行業(yè)的前景信心滿滿，已退休的他仍割舍不下對(duì)超硬材料及制品的情感。在呂智看來，行業(yè)要縮減差距，走向高端制造，還需進(jìn)行企業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型。退休的他正在致力于這一工作的推進(jìn)。

       1、接受專業(yè)培養(yǎng) 攻克工業(yè)關(guān)鍵材料

       1984年，我國物理學(xué)家芶清泉先生在成都科技大學(xué)辦了一個(gè)只有10多個(gè)學(xué)員的研究班。這個(gè)研究班有點(diǎn)奇怪，既不發(fā)畢業(yè)證，也不安排工作，而且只辦了一屆。來到這個(gè)班參加培訓(xùn)的學(xué)員都是已經(jīng)參加工作的，他們的專業(yè)背景五花八門，有搞物理的，有搞地質(zhì)的，有搞化學(xué)的，但他們學(xué)習(xí)的內(nèi)容都只有一個(gè)，那就是超硬材料的應(yīng)用研究及工程化。

       這個(gè)班開設(shè)了兩年后，中國第一批受過超硬材料系統(tǒng)教育的人才奔向了祖國各地，成為一方超硬材料的骨干力量。

       從這個(gè)研究班走出來的，就包括了來自桂林礦地院的呂智。

       呂智回憶道，上世紀(jì)80年代，國內(nèi)的超硬材料剛剛形成工業(yè)化生產(chǎn)，各地興起了大批以生產(chǎn)小直徑金剛石鋸片為主的生產(chǎn)企業(yè)，但全是零散的小企業(yè)，并且只有少數(shù)企業(yè)剛上了少量的壓機(jī)?！澳菚r(shí)候是超硬材料的‘春秋戰(zhàn)國’時(shí)代。”

       當(dāng)時(shí)，國外已經(jīng)成立了超硬材料的“專業(yè)正規(guī)部隊(duì)”，如GE公司磨料磨具部，元素六等都已經(jīng)形成比較大的規(guī)模，并已開始生產(chǎn)高品質(zhì)的金剛石?！暗刭|(zhì)鉆探等都需要用到品級(jí)較高的金剛石，國內(nèi)做不出來，只能花好幾倍的價(jià)格向國外購買?！?/p>

       芶清泉先生清楚地意識(shí)到，超硬材料是工業(yè)不可或缺的重要材料，看到國內(nèi)超硬材料發(fā)展的落后現(xiàn)狀，決心培養(yǎng)一批專業(yè)人才，將超硬材料發(fā)展壯大。于是開設(shè)了那一屆專業(yè)培訓(xùn)班。

       作為學(xué)員之一，畢業(yè)于中南大學(xué)礦冶學(xué)院的呂智在畢業(yè)之初并未料到會(huì)與超硬材料結(jié)下如此深厚的緣分，更未意識(shí)到超硬材料對(duì)工業(yè)的重要性。1982年，呂智被分配到桂林地礦院，冶金物理化學(xué)專業(yè)畢業(yè)的他進(jìn)入桂林礦地院實(shí)驗(yàn)廠進(jìn)行金剛石的研發(fā)，半年后，一臉迷茫的他找到研究室主任表示專業(yè)不對(duì)口，并要求調(diào)換工作。

       研究室主任勸他：“再干半年試試！”

       半年后的呂智并未再提出調(diào)換崗位的要求。他發(fā)現(xiàn)，超硬材料是很特殊的材料，由于它“超硬”的特性，成為工業(yè)生產(chǎn)中難以替代的材料。

       那之后，呂智參加了超硬材料研究班。芶清泉先生的一番囑托更是讓他堅(jiān)定了在超硬材料行業(yè)深耕下去的決心，“芶清泉先生說，一定要在超硬材料領(lǐng)域做下去，超硬材料今后一定會(huì)有大前途的?！?/strong>

       事實(shí)證明，在桂林礦地院工作期間，呂智一點(diǎn)一點(diǎn)見證了芶清泉先生的預(yù)言成真。

       2、30余載披風(fēng)歷雨 從人才匱乏到朝高精尖發(fā)展

       從1982年進(jìn)入桂林礦地院的實(shí)驗(yàn)廠一線開始，呂智一直堅(jiān)持干到了2016年。從技術(shù)員到課題組成員、課題組組長，一直到廠長助理、廠長、院長，呂智的事業(yè)軌跡一步一腳印，清晰可見。

       超硬材料的重要性也在呂智心底逐漸清晰。

       上世紀(jì)70-80年代，超硬材料及制品專業(yè)的人才匱乏，行業(yè)的發(fā)展更是倚仗科研單位的技術(shù)支撐。桂林礦地院作為科研院所，主要負(fù)責(zé)研發(fā)和成果轉(zhuǎn)化，并免費(fèi)提供給行業(yè)。隨著技術(shù)研究的深入，桂林礦地院在行業(yè)取得的影響力越來越大，以至于后來形成了北方以三磨所為首主攻超硬材料，南方以桂林礦地院為首主攻超硬材料制品的局面。

       為了推動(dòng)成果轉(zhuǎn)化，桂林礦地院專門成立了特邦公司。特邦公司在業(yè)界的知名度很高，為超硬材料行業(yè)輸送出許多重要的成果，如推出的金剛石繩鋸，為礦山開采提升開采率到90%，為這一行業(yè)節(jié)省石材資源價(jià)值達(dá)到上千億元。這一成果在國內(nèi)三家較大的企業(yè)落地，并占領(lǐng)了國內(nèi)70%-80%的市場。

       超硬材料的成果正出現(xiàn)在越來越多的領(lǐng)域，呂智總結(jié)了超硬材料的發(fā)展階段，“從沒有金剛石、沒有設(shè)備到造出磨料級(jí)金剛石，這是國內(nèi)金剛石發(fā)展的第一階段。”

       進(jìn)入80年代后，金剛石質(zhì)量大為提高，被導(dǎo)入到地質(zhì)勘探等領(lǐng)域，這是金剛石發(fā)展的第二階段。

       第三個(gè)階段出現(xiàn)在90年代，發(fā)展特點(diǎn)是開始導(dǎo)入到石材、建材等領(lǐng)域，需求量上升很快，市場規(guī)模迅速打開。這時(shí)，擁有壓機(jī)的企業(yè)達(dá)到數(shù)百家，行業(yè)集中度得以提升。

       從2000年至今，開始導(dǎo)入高端應(yīng)用領(lǐng)域如光伏、電腦手機(jī)加工、汽車等領(lǐng)域的加工，開始步入高質(zhì)量發(fā)展階段。

       超硬材料的應(yīng)用越來越廣，并朝著高精尖方向發(fā)展。但想再進(jìn)一步發(fā)展，需要學(xué)術(shù)界的介入，而行業(yè)的交流僅限于企業(yè)與企業(yè)之間打交道，缺乏學(xué)術(shù)層面的引導(dǎo)，“需要產(chǎn)學(xué)研進(jìn)行充分的協(xié)同?！?/p>

       2011年，呂智提出，要讓超硬材料及制品行業(yè)加入到中國材料學(xué)會(huì)大家庭，建立起企業(yè)與學(xué)術(shù)界的橋梁。于是，他與桂林地礦院的教授級(jí)高工林峰著手籌備“中國材料研究學(xué)會(huì)超硬材料及制品專業(yè)委員會(huì)”（簡稱“專委會(huì)”）。

       他與林峰找到時(shí)任理事長黃伯云院士講述了想法，得到了黃伯云院士的支持，專委會(huì)順利地成立了。呂智擔(dān)任專委會(huì)的主任委員。

       專委會(huì)的成立，對(duì)于超硬材料行業(yè)而言意義重大。作為高精尖材料，其發(fā)展戰(zhàn)略可以通過學(xué)會(huì)提交到國家部委層面。而且有了學(xué)術(shù)界的參與，行業(yè)的發(fā)展、關(guān)鍵問題、瓶頸等問題的解決，又多了一些重要的途徑。

       3、亟需試錯(cuò)機(jī)會(huì) 縮小與國外差距

       報(bào)告顯示，2020年中國持續(xù)主導(dǎo)著全球超硬材料行業(yè)發(fā)展，占據(jù)超硬材料90%以上市場。在超硬材料領(lǐng)域，中國享有較大話語權(quán)。

        “中國已經(jīng)是超硬材料大國，但離超硬材料強(qiáng)國仍有差距?！?/strong>呂智對(duì)《大國之材》表示，由于國內(nèi)的金剛石規(guī)模占據(jù)全球大部分份額，導(dǎo)致國外產(chǎn)品喪失成本優(yōu)勢，基本退出超硬材料制造市場。

       另外，早期國內(nèi)外超硬材料生產(chǎn)設(shè)備形成兩條路線，國外是兩面頂壓機(jī)，國內(nèi)是六面頂壓機(jī)。最終國內(nèi)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的六面頂壓機(jī)獲得了市場的認(rèn)可。國產(chǎn)超硬材料的市場地位得以進(jìn)一步鞏固。

       盡管如此，差距仍不容忽視。

       資料顯示，國外人造金剛石制品制造企業(yè)的高端產(chǎn)品優(yōu)勢明顯，具有品牌效應(yīng)，市場上占據(jù)重要地位。

       尤其是在超硬制品方面，粗加工制品處于壟斷地位，但高端制品仍依靠進(jìn)口，價(jià)格居高，精加工制品整體存在差距，并且許多核心技術(shù)仍由國外掌控，國內(nèi)原創(chuàng)技術(shù)不多。

金剛石繩鋸

       “在高端應(yīng)用上面我們與國外相比仍有差別，比如半導(dǎo)體加工工具，我們?nèi)砸赃M(jìn)口為主，70%以上進(jìn)口依賴?！眳沃菍?duì)《大國之材》表示。

       硅晶體材料加工、IC封裝材料切斷加工、光電子元器件模塊、視聽顯示器件模塊的部件加工等，隨著IC集成度越來越高，相應(yīng)的加工工序?qū)Τ膊牧瞎ぞ咭笠苍谔岣??！鞍雽?dǎo)體加工用的金剛石粒度要求比較細(xì)，可能就要用到微米級(jí)的。”

       呂智分析認(rèn)為，存在差距的原因在于試錯(cuò)機(jī)會(huì)少、試錯(cuò)成本高。以半導(dǎo)體加工工具為例，在流水線上試用加工工具，出現(xiàn)問題將導(dǎo)致客戶遭受大的損失，而不去試錯(cuò)則無法導(dǎo)入使用，陷入惡性循環(huán)。

       “這些差距，我們有機(jī)會(huì)趕上的，只是需要時(shí)間?！眳沃钦f。

       除此之外，國外人造金剛石生產(chǎn)企業(yè)向超硬復(fù)合材料PCD、PDC、PCBN等高端工具市場轉(zhuǎn)移。呂智分析道，PCD方面，地質(zhì)勘探等用途的差距不大，在刀具方面的還有兩到三年的追趕期。

       PCBN也是如此，帶襯底的存在差距，主要在于低立方氮化硼的含量與細(xì)粒度、穩(wěn)定性等與國外存在差距，仍有數(shù)年的追趕時(shí)間。

       在這位耕耘三十多載的老兵看來，差距只需時(shí)間就能彌補(bǔ)。

       對(duì)超硬材料的未來發(fā)展，呂智十分看好。

       呂智認(rèn)為，未來超硬材料將深入航空航天的應(yīng)用，如航空航天用的高溫合金、鈦合金、金屬間化合物、先進(jìn)陶瓷等新型難加工材料應(yīng)用越來越多，需要金剛石工具進(jìn)行加工，而目前航空航天材料仍以硬質(zhì)合金刀具為主?！傲硗猓こ淌┕?、首飾用的大單晶金剛石、功能金剛石等，都將有很好的前景。”

       如今呂智已經(jīng)退休，但仍然致力于進(jìn)一步推進(jìn)金剛石的應(yīng)用研究，應(yīng)用調(diào)研與文章發(fā)表，他一樣不落。他認(rèn)為金剛石在電學(xué)、光學(xué)、熱學(xué)、聲學(xué)等諸多方面也具有十分獨(dú)特的優(yōu)異性能，至今尚未得到有效開發(fā)，應(yīng)該充分發(fā)揮出它的功能屬性，才能走進(jìn)更廣闊的天地。

       呂智所確信的，一如當(dāng)初芶清泉先生對(duì)他說過的。

       【人物簡介】

       呂智，博士，教授級(jí)高工，享受國務(wù)院特殊津貼專家，廣西政府參事，中國材料研究學(xué)會(huì)超硬材料專業(yè)委員會(huì)主任委員，全國超硬材料專家委員會(huì)副主任，《超硬材料工程》主編，長期從事超硬材料及制品的研發(fā)以及科研院所管理工作。曾任中國有色桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究院院長、國家特種礦物材料工程技術(shù)研究中心主任。獲省部級(jí)科技成果獎(jiǎng)勵(lì)12項(xiàng)，2015年作為“高效加工金剛石工具的開發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目第一完成人，榮獲廣西科技進(jìn)步特別貢獻(xiàn)獎(jiǎng)，出版專著《超硬材料工具設(shè)計(jì)和制造》。近幾年在全國性的學(xué)術(shù)會(huì)議上做“超硬材料技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢”“超硬材料在精密加工中的應(yīng)用”“功能金剛石的應(yīng)用現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)化前景”“半導(dǎo)體加工用金剛石工具現(xiàn)狀與熱點(diǎn)”“超硬材料行業(yè)幾個(gè)熱點(diǎn)問題”等主旨報(bào)告。