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超硬材料新“賽道”刮起智造“旋風(fēng)”，未來發(fā)展有四大機遇
文章來源：賢集網(wǎng)     更新時間：2024-04-17 16:02:35
“超硬材料到底有多硬核？”



“金剛石目前有多少應(yīng)用場景？”



超硬材料是國內(nèi)的戰(zhàn)略性、基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，被譽為材料之王、工業(yè)牙齒、終極半導(dǎo)體。



今年2月我國首口萬米深井突破9900米，在此次勘探過程中，四方達的聚晶金剛石復(fù)合片就有應(yīng)用。四方達正在加速推進功能性金剛石產(chǎn)線建設(shè)，預(yù)計今年上半年可批量化生產(chǎn)。近年來，河南牢記習(xí)近 平總書 記“奮勇爭先、更加出彩”的殷殷囑托，在中部地區(qū)崛起的發(fā)展進程中不斷邁出堅實步伐。目前，包括超硬材料在內(nèi)的河南7大先進制造業(yè)集群、28個重點產(chǎn)業(yè)鏈正加快構(gòu)建，新興產(chǎn)業(yè)不斷壯大，具有高科技、高效能、高質(zhì)量特征的行業(yè)推動新質(zhì)生產(chǎn)力加快形成。



以5G為代表的新一代信息通信技術(shù)與工業(yè)經(jīng)濟深度融合，為工業(yè)乃至產(chǎn)業(yè)數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展提供了新的方向，也契合了新型工業(yè)化的發(fā)展趨勢。



超硬材料刮起智造“旋風(fēng)”



在河南黃河旋風(fēng)股份有限公司（以下簡稱黃河旋風(fēng)）智能化車間可以看到，一名工人正在電腦顯示屏前進行“人機對話”。該公司通過5G專網(wǎng)對2000臺高端六面頂壓機進行數(shù)字化升級，將柔軟的石墨在1300攝氏度的高溫中變成世界上硬度最高的物質(zhì)——金剛石。



全球超硬材料看中國，中國超硬材料看河南，黃河旋風(fēng)便是超硬材料行業(yè)的佼佼者。該公司生產(chǎn)的“旋風(fēng)”牌人造金剛石及制品，被廣泛應(yīng)用在航空航天、石油鉆探、軍工裝備、儀器儀表、機械加工、精密制造、清潔能源、地質(zhì)勘探、高速鐵路、建筑建材等領(lǐng)域，遠銷歐洲、美洲、東北亞、東南亞等地。



該公司與河南聯(lián)通合作，斥資5億元打造了全國超硬材料行業(yè)首個“5G+智慧工廠”項目，采用5G、全自動化數(shù)據(jù)采集及大數(shù)據(jù)分析等技術(shù)，搭建金剛石質(zhì)量大數(shù)據(jù)優(yōu)等品率提升研發(fā)平臺，提高金剛石生產(chǎn)良品率，構(gòu)建數(shù)據(jù)采集、實時監(jiān)控、分析和機器學(xué)習(xí)系統(tǒng)，全面優(yōu)化2000余臺空壓機設(shè)備，通過智能感知、連接控制和分析決策，降低員工勞動強度，實現(xiàn)了生產(chǎn)數(shù)字化、信息數(shù)據(jù)化。



“金剛石純度高，生產(chǎn)過程不能有瑕疵。我們根據(jù)金剛石行業(yè)的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化等需求，開創(chuàng)金剛石行業(yè)首個‘質(zhì)量大數(shù)據(jù)+AI智能應(yīng)用’項目，對內(nèi)形成‘數(shù)據(jù)+流程’雙模驅(qū)動的數(shù)字化企業(yè)轉(zhuǎn)型升級抓手，對外形成上下游產(chǎn)業(yè)鏈資源優(yōu)化配置、智慧協(xié)同平臺，最終打造形成‘引領(lǐng)行業(yè)、帶動上下游產(chǎn)業(yè)鏈’的‘產(chǎn)品+服務(wù)’一體化協(xié)同服務(wù)平臺。”黃河旋風(fēng)“5G+智慧工廠”項目負責(zé)人李曉廣告訴記者，依托“5G+智慧工廠”項目，該公司已實現(xiàn)金剛石合格率整體達到99.6%，工藝符合率整體達到87%，原材料損耗同比降低21%，工人人均合格率提升至87%，金剛石單塊產(chǎn)量整體提升12%。這一系列改進實現(xiàn)了黃河旋風(fēng)人造金剛石合成生產(chǎn)從“量變”到“質(zhì)變”的跨越。



數(shù)字化轉(zhuǎn)型是搶抓新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革新機遇的迫切需要，也是加快推動新型工業(yè)化、形成新質(zhì)生產(chǎn)力的戰(zhàn)略選擇。下一步，黃河旋風(fēng)將搶抓機遇、聚焦主業(yè)、練好內(nèi)功，抓住人工智能“牛鼻子”，加快形成新質(zhì)生產(chǎn)力，在高科技含量、高附加值的生產(chǎn)領(lǐng)域擴大產(chǎn)能、叫響品牌。



超硬材料在中國的發(fā)展可劃分為四個階段



1963年到1984年超硬材料處于從無到有的艱難發(fā)展階段，全中國金剛石產(chǎn)量僅為1000萬克拉；1984年到2000年進入快速發(fā)展階段，中國金剛石已經(jīng)成長為世界領(lǐng)軍者。從數(shù)量上看，中國金剛石產(chǎn)量已經(jīng)是世界最大的，但是在質(zhì)量水平上與國外仍有差別；2000年到2008年處于從弱到強的轉(zhuǎn)型升級過程，中國金剛石的產(chǎn)量為世界第一，質(zhì)量水平也完全達到發(fā)達國家的標準；2008年至今正處于持續(xù)創(chuàng)新引領(lǐng)世界的階段，這是立方氮化硼的發(fā)展階段，它在超硬材料中的占比較低。



隨著超硬材料行業(yè)的不斷發(fā)展，超硬材料的裝備也不斷升級。



六面頂壓機是中國獨有的超硬材料裝備。其壓力從20世紀60年代的6兆牛發(fā)展到當(dāng)前的78兆牛，壓力增長了13倍；其金剛石合成腔體直徑從10毫米發(fā)展到現(xiàn)在70毫米，增長了7倍；其產(chǎn)量從每個周期0.8克拉發(fā)展到現(xiàn)在600克拉以上，增長了750倍。



實際上，裝備的升級也預(yù)示著行業(yè)的發(fā)展。2013年到2022年，國家規(guī)上企業(yè)的平均利潤率為6.2%，其中超硬材料行業(yè)平均利潤率為15.3%。



那么，未來超硬材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展又有哪些機遇？



未來超硬材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展有四大機遇



一是超硬材料迎來了前所未有的政策紅利，從中央到地方各級政府都在積極支持超硬材料產(chǎn)業(yè)發(fā)展。



二是全球制造業(yè)智能化發(fā)展趨勢，為超硬材料行業(yè)開拓了更加廣泛的市場。



三是培育鉆石是歷史發(fā)展的必然，“鉆石恒久遠，一顆永流傳”正在走入歷史。從材料消耗上看，天然鉆石是培育鉆石的1000萬倍；從碳排放上看，天然鉆石的碳排放是培育鉆石的20萬倍。



四是超硬材料的功能化應(yīng)用市場更加廣泛，尤其是金剛石的聲光電熱等功能性應(yīng)用，將再造數(shù)個甚至數(shù)十個現(xiàn)有規(guī)模的超硬材料市場。

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