2月12日,吉林大學(xué)物理學(xué)院高壓與超硬材料全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、綜合極端條件高壓科學(xué)中心劉冰冰教授、姚明光教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中山大學(xué)朱升財教授等近日取得了重大突破,在Nature Materials上發(fā)布最新研究,發(fā)現(xiàn)再高溫高壓下石墨經(jīng)由后石墨相形成六方金剛石的全新路徑,并“首次"合成出高質(zhì)量六方金剛石塊材,發(fā)現(xiàn)其具有高出立方金剛石的極高硬度和良好的熱穩(wěn)定性。該成果不僅提供了一種純相六方金剛石人工合成的有效途徑,給出了其獨(dú)立存在的有力證據(jù),也為超硬材料和新型碳材料添加了性能更為優(yōu)異的新成員,為突破立方金剛石的應(yīng)用局限提供了可能。
華安證券認(rèn)為,近年來,培育鉆石憑借其環(huán)保、可持續(xù)性以及高性價比的優(yōu)勢,逐漸成為市場關(guān)注的焦點(diǎn)。中國已成為全球最大的人造鉆石生產(chǎn)和加工基地,也是最重要的鉆石批發(fā)市場。2023年,中國培育鉆石行業(yè)需求量超900萬克拉。在高端科技領(lǐng)域的應(yīng)用,人造金剛石的應(yīng)用日益廣泛,涵蓋了精密機(jī)械加工、半導(dǎo)體切割以及新興的聲、熱、光、電等技術(shù)領(lǐng)域。以工業(yè)金剛石為原料的PCD刀具和微鉆廣泛應(yīng)用于汽車、消費(fèi)電子鋼鐵加工、航空航天等行業(yè),滿足了高端制造的精密需求。
培育鉆石的低價優(yōu)勢及其與天然 鉆石幾乎無異的外觀和物理特性,使其在消費(fèi)市場上備受青睞。尤其在年輕消費(fèi)者中,培育鉆石逐漸超越傳統(tǒng)婚戀用途,成為“悅己消 費(fèi)”的主流趨勢。80 后到 95 后的消費(fèi)者對鉆石的可持續(xù)性關(guān)注較 高,約75%傾向購買培育鉆石。
在工業(yè)領(lǐng)域,培育鉆石作為人造金 剛石,廣泛應(yīng)用于切割、磨削、鉆孔等工藝中,特別是在石材、金屬 和玻璃等硬質(zhì)材料的加工中占據(jù)主流地位。隨著中國城市化進(jìn)程的加 速,建筑行業(yè)的需求增長,培育鉆石工具在建筑領(lǐng)域的應(yīng)用也將進(jìn)一 步擴(kuò)大。
在高端科技領(lǐng)域,培育鉆石的應(yīng)用潛力巨大,尤其在散熱技 術(shù)和量子計(jì)算領(lǐng)域。金剛石具備超強(qiáng)硬度、耐高溫、優(yōu)良的熱導(dǎo)率和 電子遷移率,成為新型半導(dǎo)體材料,廣泛應(yīng)用于高功率、高頻率電子設(shè)備的散熱中。Akash Systems 提出的金剛石散熱GPU技術(shù),利用金剛石導(dǎo)熱性能超出銅五倍的特點(diǎn),大幅提升電子設(shè)備的工作效率。
此外,金剛石在量子計(jì)算領(lǐng)域也展現(xiàn)出巨大潛力,特別是在氮-空位中心(NV 中心)的應(yīng)用,這一技術(shù)突破了傳統(tǒng)硅基量子芯片對低溫 環(huán)境的依賴,成為未來量子計(jì)算機(jī)的重要材料。華為近年來在金剛石 散熱技術(shù)領(lǐng)域取得了重要進(jìn)展,相關(guān)專利涉及基于金剛石的復(fù)合導(dǎo)熱 材料,用于解決現(xiàn)代芯片的散熱問題。
隨著技術(shù)的不斷突破,培育鉆石在高端科技領(lǐng)域的應(yīng)用將持續(xù)擴(kuò)展,特別是在半導(dǎo)體、量子計(jì)算和軍事技術(shù)等前沿領(lǐng)域,未來有望發(fā)揮重要作用。鉆石行業(yè)的快速發(fā)展促使企業(yè)在超硬材料、培育鉆石及其應(yīng)用領(lǐng)域展開技術(shù)創(chuàng)新,推動了行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。