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摘要：我国已由超硬材料生产大国逐步进入了强国行列。主要特征是；六面顶压机全面取代两面顶成为世界主流合成设备，产品系列已基本满足使用要求，综合性能指标与国外已无实质性差异。但制品总体上仍处于生产大国，不是强国。主要特征是；高端制品仍大量进口，价格居高，许多核心技术仍由国外掌控，国内原创技术不多。但国内近几年来也有许多技术进步可圈可点，与国外的差距有所缩小，部分产品已全面取代进口。
关键词：超硬材料；现状；发展
一、超硬材料行业技术发展现状
1、超硬材料
1.1金刚石大单晶和CBN取得突破性进展近几年，金刚石大单晶合成技术已成熟，2-3mm尺寸的无色透明大单晶（白钻）已大批量生产，4-5mm的单晶也能量产，但限于市场因素和客户的心理接受程度，其市场规模仍较小。更大尺寸的单晶已开展实验工作，合成技术尚不成熟。目前行业约有2500～3000台压机用于金刚石大单晶的合成。行业内已有快速鉴定天然与合成钻石的设备，约为20万/台，预计很快投向市场。国内的大单晶主要销往印度，目前，0.3～0.5ct的单晶销量最好，大部分采用现金交易。大单晶主要用于钱包、手表、皮带等的装饰，价格近年来下跌较快，目前已接近成本水平。我国的CBN单晶产品系列化取得重大进展，产品性能达到国际先进水平，大量出口，全球市场占有率已处绝对优势。大尺寸CBN单晶的研究也取得一定的进展，完整晶形达到1mm以上的大尺寸单晶已能合成，更大尺寸的CBN单晶也正在研发中。
1.2PCD正缩小与国外产品差距
最近几年国内的PCD合成技术发展很快，正在缩小与国外产品的差距。10μｍ以上中粗粒度产品与国外差距不大，基本处于同一水平。5μｍ以下细粒度产品与国外产品水平差距较大，尤其是在质量稳定性方面。1～2μｍ及以下的PCD片国内也能生产，但成品率低、稳定性差。另外，国外PCD片最大直径超过了100mm，主流产品尺寸为60～80mm，而国内最大尺寸只能做到60mm左右。高端PCD复合片目前市场上仍以元素六、DI、住友等公司为主。
1.3整体PCBN大量推向市场
目前，添加一定比例粘结剂、去衬底的整体式PCBN已成功应用于金属的粗加工，其合成条件低，烧结温度约为1300℃～1500℃，压力在4～5GPａ左右。去衬底化、无结合剂化的PCD/PCBN是今后的发展趋势。
1.4石油钻井用PDC与国外的差距进一步缩小
国内石油钻井用PDC的产品质量已达到国外同类产品水平，性能相差不大，差距主要体现在质量稳定性方面。价格约为国外产品的80%。
1.5NPD国内研发成功，正在进行产业化测试
目前，国外的NPD产品已达到厘米级，正逐渐向商业化迈进。国内在NPD方面的研发较晚，目前仅有四川大学、燕山大学、河南工业大学等单位在开展相关的研究工作，有资料表明Φ6×6mmNPD已研发成功，能小批量测试，厘米级的NPD研发已在进行。NPD的合成条件要求较高，压力在15GPa左右，温度要达到2000℃，合成时间在８小时以上。受制于生产成本高等因素，尚未产业化应用。
1.6CVD金刚石
CVD金刚石在工具及功能材料中的应用进展不大。工具应用方面其市场容量小，国内整个行业产值不超过5000万元。在功能材料方面，CVD金刚石只在一些特殊场合，如红外窗口、光刻机等方面有应用。CVD的真正优势是应用在功能材料方向，超硬材料行业要加快CVD金刚石生长技术研究及其产业化进程，促进CVD金刚石在功能材料领域的快速发展。
2、超硬材料制品及技术
2.1隧道窖无压烧结技术有重要突破
近两三年，隧道窖无压烧结技术取得了重要突破，国内已有厂家利用该技术大规模生产金刚石锯片刀头。隧道窖无压烧结技术能以数量级幅度降低生产成本，提高生产效率，并且有利于自动化生产。目前该技术还有一定的局限性，但整体上看，隧道窖无压烧结技术在超硬材料工具制造方面将会得到进一步推广应用。
2.2组锯机与组锯绳成功推向市场
目前组锯绳规格为Φ（6～7）mm，以切割大型花岗岩为主。组锯机以28条/组和56条/组为主，正在开发72条/组的组锯机。由于组锯对设备精度要求很高，特别是对各条绳锯的质量稳定性和工作一致性有苛刻的要求，导致组锯尚未大规模应用。组锯技术研发成功，是对大板切割工艺的一项重要创新，标志着我国金刚石绳锯全面进入世界先进水平。
二、超硬材料行业技术发展展望
1、行业发展将进入相对稳定格局
超硬行业将进入相对稳定的发展局面，各企业独特的产品优势将更加明显，行业分工会进一步细化。在这个过程中，每个企业将会找准自己的定位，做出特色、做出优势，并避免盲目的恶性竞争，促进行业健康发展。
2、发展高端制品，推动我国超硬制品产业向世界强国迈进
我国的高端超硬制品，如精密加工工具、专业锯片、高速砂轮、细粒度低含量PCBN等，与国外同类产品相比仍有较大差距。努力提高我国超硬材料及制品的技术水平，发展高端制品，已成为迫在眉睫的事。行业人士应重点选择一些更有发展前景或有望得到快速应用的新产品新技术进行开发。
2.1金刚石线锯
2016年下半年，线锯切割多晶硅的核心技术实现突破，金刚石线锯将全面应用于多晶硅切片领域。发展金刚石长线锯等高端制品，将会促进我国光伏及相关产业的快速发展，对于中国的经济发展具有重要意义。另外，金刚石线锯也可应用于石墨，贵重金属，晶体，陶瓷、磁性材料等的切割。研发针对不同形状、不同材质的高端金刚石线，开发多线、网面切或曲面切等加工方式，是未来超硬制品发展的一个重要方向。
2.2隧道窖无压烧结技术
利用隧道窖无压烧结技术制备的刀头在使用性能上已达到热压烧结同类产品的水平。展现出了极好的发展前景和市场价值。目前，国内只有部分较大规模厂家才具备相应的设备及配套技术。但随着技术的进步，隧道窖无压烧结技术必将会有更广泛的应用，在自动化、智能化方面将会有重大突破。
2.3人造金刚石大单晶刀具及功能材料
大单晶刀具适合对表面粗糙度、几何形状精度和尺寸精度有较高要求的精密加工领域，可作为特定加工场合的辅助和补充。随着国内大单晶的突破，取代天然单晶刀具是大概率事件。
另外，金刚石大单晶具有热学、光学、电学、声学等方面的优异性能，越是在强酸、强碱、强辐射等极端恶劣条件下，金刚石大单晶的性能就体现得越发明显和突出。因此，要重点开发大尺寸、纯度高、晶形完整的单晶，加强其在军工、航天及窗口材料等领域的应用。
结束语
加强国家层面对我国超硬材料及制品研究的投入，实施大项目产学研联合攻关战略，加强对国家级科研机构和技术创新平台的构建和建设、整合目前有效资源营造开发超硬材料高端工具的环境，提升我国超硬材料研究开发的软件条件。依据我国产业结构调整、国防发展需要，依托现有国家级科研中心，针对约束我国超硬制品高端化的技术瓶颈问题，设立相应的技术攻关项目，从设备、材料、人才、标准等方面进行全方位、多层面的突破，不仅解决当前我国急需的超硬材料高端制品，更要从深层次解决影响我国超硬材料及制品难以高端化的问题，才能真正实现超硬材料强国的追求。
参考文献：
［1］瞿铭．超硬材料行业目前形势及今后发展［J］．超硬材料工程，2015，27（1）：39－41．
［2］刘永．高品级金刚石大单晶的合成及应用［J］．超硬材料工程，2016，28（3）：41－44．