走進河南省力量鉆石股份有限公司激光切割廠房內(nèi)，30多臺切割機激光閃耀，數(shù)控監(jiān)測器上，一道道白光不斷圍繞著一個個小方塊展開精準切割，小方塊不足以厘米計。

車間內(nèi)，在張存升的操作下，30多臺儀器正靜悄悄地“開足馬力”養(yǎng)育鉆石。透過儀器觀察孔，只見儀器內(nèi)部呈現(xiàn)高溫熔巖色，一粒?！般@石晶體”正慢慢聚合成形。

張存升在觀察人造金剛石合成塊 受訪者供圖

       這是張存升日常工作的一幕。今年41歲的張存升是河南省力量鉆石股份有限公司的總工程師、研發(fā)中心主任。工作18年來，他扎根于車間生產(chǎn)和研發(fā)一線，勤于鉆研，精益求精，帶領(lǐng)科研團隊攻克鉆石培育的多項技術(shù)難關(guān)。

       張存升說，鉆石的原石是金剛石，是自然界中天然存在的最堅硬的物質(zhì)之一。但于自己而言，最牢不可破的不是金剛石，而是自己對超硬材料領(lǐng)域的熱愛。

       正是這份熱愛，讓張存升從一名普通的技術(shù)員一步步成長為中原大工匠，成長為行業(yè)的翹楚、領(lǐng)域里的標桿。

       70本工作筆記鑄造扎實基本功

       看工藝、記參數(shù)、分析結(jié)果、制定方案、研究工序、制作產(chǎn)品……這樣的日子，張存升堅持了19年。

       “這個黑色的柱體叫作人造金剛石合成塊，主要由石墨構(gòu)成，經(jīng)過高溫高壓后，把合成塊砸開，就會看到轉(zhuǎn)換出來的金剛石?！痹诹α裤@石的生產(chǎn)車間，張存升一邊從壓機里拿出合成塊，一邊介紹。只需要看一下合成塊的外表，張存升就可以準確說出里面金剛石的合成情況。

       實力鑄造，非一朝一夕之功。2005年，從河南工業(yè)大學超硬材料及制品專業(yè)畢業(yè)后，張存升就進入超硬材料行業(yè)，從事金剛石技術(shù)研發(fā)工作。

       “我是從操作工開始干起的，大學畢業(yè)后先開了半年機，隨后工藝員、技術(shù)員、實驗員、技術(shù)部長，一步一步才到了總工程師。”在張存升看來，從事技術(shù)研發(fā)工作不僅要有充足的理論知識，還要有扎實的實戰(zhàn)經(jīng)驗。“校園里學到的知識都是很基礎(chǔ)的，如何將書本上的知識轉(zhuǎn)化為個人實力，需要到車間去體驗，到一線去實踐。”

       白天，張存升在車間跟著師傅們學習實操，晚上回到宿舍，他常常研讀各種金剛石晶體理論書籍，記憶高溫高壓鍛造技術(shù)，遇到不懂的問題，就記錄在筆記本上，第二天帶到班組里向師傅們請教。

       幾年下來，張存升積累了三厚摞密密麻麻的筆記本?！斑@些都是我參加工作以來的記錄，里面主要是一些實驗數(shù)據(jù)和實驗總結(jié)，大概有六七十本?！?/p>

憑借著執(zhí)著和努力，張存升從一名操作工一步步邁向擁有技術(shù)研發(fā)大權(quán)的總工程師?！靶袠I(yè)一直在進步，技術(shù)一直在更新，如果不想被淘汰，就必須不斷學習，不斷積累經(jīng)驗?！睆埓嫔f。

       3萬小時實驗“換來”鉆石技術(shù)

       2014年，由于人造金剛石市場飽和，金剛石價格曾一度下滑，行業(yè)隨之進行轉(zhuǎn)型升級，一部分產(chǎn)能轉(zhuǎn)到了高品級大單晶的生產(chǎn)研發(fā)。也正是在這個時候，張存升決心要充分發(fā)揮積累的技術(shù)優(yōu)勢研發(fā)無色寶石級大單晶。

       沒想到，一開始就遇到了前所未有的困難。當時，國內(nèi)類似的寶石級大單晶尺寸只在0.2克拉左右，沒有可以借鑒的相關(guān)資料，整個研發(fā)方向一片空白。

       “金剛石生長的合成塊能承受的時間一般不超過兩個小時，要想達成克拉級無色鉆石，合成時間要在5天左右?！睆埓嫔榻B，除此之外，當時市面上常規(guī)的金剛石都是黃色的金剛石，如何除掉里面的氮，讓它變成無色鉆石，這也是一個關(guān)鍵的技術(shù)點。

       沒有可以借鑒的經(jīng)驗，張存升只能自己帶著研發(fā)團隊查資料，從結(jié)構(gòu)、材料、性能到工藝的各個方面不斷試錯、摸索設(shè)計。

       “這個行業(yè)比較特殊，設(shè)備一啟動，就要24小時運轉(zhuǎn)。因此我們團隊幾乎沒有節(jié)假日。”張存升說，“我們每天大概工作十幾個小時，經(jīng)常吃過晚飯還會回到實驗室?！?/p>

       經(jīng)過超過3萬小時的實驗，上百次的改進，最終，張存升帶領(lǐng)團隊實現(xiàn)了由最初生產(chǎn)的10分量級到如今的30克拉級大單晶的合成，并根據(jù)其合成特點，發(fā)明設(shè)計了一種全新合成結(jié)構(gòu)，最長合成時間達7天以上，保溫性能得到顯著提升，產(chǎn)品品質(zhì)可以完全替代天然鉆石。

       無色寶石級大單晶研發(fā)成功，使這項技術(shù)在獲得國家專利的同時，也使張存升所在的力量鉆石一舉成為國內(nèi)首個完全自主研發(fā)的企業(yè)，并于2015年全面推廣實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，形成年產(chǎn)30萬克拉規(guī)模，產(chǎn)品遠銷印度、歐美等國家。

       “很多研發(fā)項目周期都很長，看起來很枯燥，如果沒有恒心和毅力，很難取得成功。”張存升說。

       持續(xù)創(chuàng)新 培育核心競爭力

       如果說金剛石的人工合成實現(xiàn)顆粒大小的控制已經(jīng)算是一個了不起的突破，那么控制金剛石的生長形狀，更是難上加難。這就要求技術(shù)工人必須要有精湛的技藝和充分的想象力。

       “一般情況下，合成塊合成出來后，里面會有4到6種不同晶形的金剛石顆粒，其中有一種八面體類金字塔形狀的金剛石顆粒，在合成塊中所占比例不到1%。”張存升介紹，這樣的金剛石一般會被認為是偏差一點的金剛石，“但是這種金剛石可以用于IC芯片的加工?！?/p>

       張存升說，以往客戶使用這種金剛石都是采用挑揀的方法，使用率低且時間成本大，因此，自己想能不能直接把這種形狀的金剛石合成出來。

       然而，這種八面體晶型對爐內(nèi)溫度要求非常高，多一瓦會燒化，低一瓦則無法形成，通過控制合成溫度來實現(xiàn)八面體金剛石生長簡直形同魔術(shù)。

       “后來我們想能不能從原材料的方面進行控制，使它在合成條件不增加的情況下，來提高八面體金剛石的比例?！睆埓嫔謳ьI(lǐng)團隊從原材料的成分、配比、還原工藝等方面進行了優(yōu)化改進。最終，使得八面體金剛石含量在同等條件下可以達到80%以上，而且合成質(zhì)量、顏色和透度都有了明顯的改善。

       2018年，張存升參與承擔的“IC芯片超精加工用特種金剛石合成技術(shù)”成為目前國內(nèi)唯一一家具備該項產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)的企業(yè)，打破了國外壟斷，大幅提高了IC芯片的加工質(zhì)量及效率，年新增銷售達1000余萬元。截至目前，張存升先后承擔省市重大科技攻關(guān)項目5項，獲國家專利50余項，發(fā)明專利11項，省科技成果8項。

       “別人能做的我們能做，別人不能做的我們更要想辦法去做！”張存升說，無論是個人發(fā)展還是產(chǎn)業(yè)發(fā)展，都需要科技引領(lǐng)、創(chuàng)新驅(qū)動，這樣才能發(fā)掘出更多‘切面’。

       對于未來，張存升表示，要做出更多顏色的大顆粒金剛石，發(fā)揮更多金剛石在聲學、光學、電學方面的應用，以滿足不同的社會需求。