超硬材料网

       3月1日，位于襄城县产业集聚区的平煤隆基新能源科技有限公司，员工正在监控自动化生产线运转情况。

       神舟飞天、蛟龙入海、嫦娥奔月、北斗组网，一个个大国工程背后都离不开新材料的支撑。新材料产业已被视为战略性、基础性产业，是制造业高质量发展的先导和基石，也是培育新质生产力的关键领域。

　　人造金刚石产量全球第一，尼龙新材料产业规模全国第一，氟基新材料、电子特种气体材料、铝基新材料、纳米材料等在全国具有重要影响力。作为全国重要的原材料工业大省，河南在超硬材料、有色金属、钢铁、建材、耐火材料等领域有较为深厚的积累和实力，布局新材料产业有着先发优势。

　　“发展新材料是一个系统工程，河南既面临超硬材料、有色金属材料、耐火材料、化工材料等传统材料业向新材料升级的问题，也有如何抓住纳米材料、超导材料、生物材料、智能材料等前沿新材料的紧迫。”河南省工业和信息化厅相关负责人表示。

　　去年，我省统筹谋划28条重点产业链，其中包含超硬材料、铝基新材料、铜基新材料、化工新材料等9条新材料产业链，全方位延链补链、建链升链，加快从原材料大省向新材料强省转变，向价值链高端延伸、向新质生产力升级。

　　以河南在全国领先、全球独具优势的超硬材料为例，2023年河南超硬材料产业链大事不断：推出超硬材料产业链“1+5”行动方案、举办首届金刚石产业大会、组建河南省超硬材料协会、揭牌河南省超硬材料产业技术研究院、筹建金刚石集团……产业生态圈加速完善，核心竞争力高位提升。

　　业内龙头郑州三磨所2023年突破了关键共性技术难题30多项，新研发的半导体晶圆切割用划片刀具有超薄、超精、高效等特点，产品制造精度和使用性能达到国外同类产品水平，已在国内数  十家半导体晶圆制造企业大批量应用；开发的芯片封装高效精密切割用金刚石砂轮产品，保障了我国半导体领域供应链安全需求。

　　培育钻石是超硬材料行业火爆的新材料，原本用于工业生产的金刚石由此打开了广阔的民用消费市场。2023年，全省预计年产培育钻石800万克拉、同比增长20%。面对培育钻石原石价格剧烈波动的局面，省内各龙头企业持续推进培育钻石产品技术升级迭代，黄河旋风加大培育钻石高产工艺开发，突破高稳定性晶体生长和晶形控制等关键核心技术；力量钻石公司已掌握从0.1克拉至30克拉培育钻石批量生产技术。

　　在当下，电子信息、新能源、高端制造等领域的新材料备受关注。我省也在这些领域大力攻克“卡脖子”难题：焦作多氟多生产的用于芯片清洗、蚀刻等环节的超净高纯电子级氢氟酸进入国际高端半导体制造供应链，洛阳中硅高科生产的电子级多晶硅在第三代半导体碳化硅领域填补了国内空白，河南昊华气体生产的多种电子气体材料国内市场占有率第一……

　　强有力的举措推动了行业的整体升级。2023年，河南新材料领域新培育省级专精特新中小企业349家、占全省新增的26%，培育国家专精特新“小巨人”企业19家、占全省新增的36%。

　　当前，河南9个新材料产业链的攻坚正在紧锣密鼓进行，超硬材料产业链瞄准建设全球超硬材料生产研发基地和国际培育钻石制造交易中心；铝基新材料产业链目标是打造具有国际竞争力的先进铝基材料产业集群；先进合金材料产业链要建设具有全球影响力的先进合金材料产业基地……

　　以“新”提“质”，以“质”催“新”，河南新材料蕴藏着巨大的新质生产力，万亿级“蓝海”前景广阔。

　　纳米金刚石国际标准“河南造”

　　“1根头发丝的直径约为6万纳米，我们研发生产的纳米金刚石最细尺寸只有20纳米，相当于1根头发丝直径的3000分之一。”

       “1根头发丝的直径约为6万纳米，我们研发生产的纳米金刚石最细尺寸只有20纳米，相当于1根头发丝直径的3000分之一。”2月29日，记者来到河南联合精密材料股份有限公司（以下简称“联合精密”）采访，该公司总工程师王泳自豪地向记者介绍。

       纳米金刚石，一般指尺寸介于1—100纳米的金刚石，不仅具有普通金刚石的高硬度、高耐磨性，还具备优异的导热性、化学稳定性、生物相容性等。近年来，纳米金刚石在高分子聚合物增强领域已成为新的应用方向，国内外竞相开展相关技术储备和产品开发。

　　在河南超硬材料“军团”中，联合精密是个低调的存在，但在纳米金刚石领域，却是个“隐形的王者”。

　　“早在十几年前，公司就成立了河南省纳米金刚石粉体材料工程技术研究中心，近年又成立了超精密研磨抛光材料和应用技术国家地方联合工程实验室等研发平台，每年研发投入强度在6%以上。”王泳介绍，联合精密专注纳米微米金刚石产品的深度研究、原始创新，目前已形成金刚石精细磨料、流体磨料和精密工具三大产品体系，陆续推出了类多晶金刚石、团聚金刚石、纳米金刚石、金刚石流体磨料、钻石研磨垫等创新产品。

　　纳米金刚石具有硬度高、导热性好、化学稳定性强等特点，已广泛应用于电子、机械制造、化工和生物医学等领域。王泳介绍，联合精密的纳米金刚石面向更高端的市场，主要服务于第三代半导体碳化硅晶体、微电子蓝宝石晶体、微电子玻璃、光伏硅片等应用市场，目前业务覆盖20多个国家和地区。

　　“国内一款高端自主品牌手机的昆仑玻璃，就使用了我们的纳米金刚石研磨垫，不仅替代了进口产品，解决了供应链‘卡脖子’问题，同时降低加工成本50%以上。”王泳说。

　　《超硬磨料纳米金刚石》《超硬磨料制品金刚石研磨液》两项国家行业标准均是由联合精密主持制定。如今，该公司正在进行“纳米金刚石”国际标准的制定。

　　“我们从2020年起就开展了《聚合物增强用纳米金刚石》国际标准提案的预研工作，提出了标准研制方案，并于去年获得正式立项批准。”王泳说，这个国际标准预计在今年审定后正式发布，不仅是ISO内首个关于纳米金刚石的国际标准，也标志着中国在纳米金刚石领域的制备和应用技术取得了长足进步，并开始在国际舞台上拥有话语权。

　　碳化硅材料叫响河南“芯”名片　

       “目前我们是国内最大的碳化硅半导体粉体研发、生产和销售企业，拥有国际先进的粉体合成炉和自动化无污染破碎技术，产品具有单炉产能大、颗粒度大、纯度高、阿尔法含量高和游离碳低等优点，更适合8英寸碳化硅厚单晶的生长。”　　

       从生产燃料、原材料到生产新材料，平煤神马集团创新发展步伐不断加速。　

       近日，河南电子半导体产业园传出好消息：平煤神马集团碳化硅半导体实验室成功生长出全省第一块8英寸碳化硅单晶晶锭，全面验证了该集团中宜创芯公司碳化硅半导体粉体在长晶方面的独特优势。

　　碳化硅半导体粉体是重要的第三代半导体材料，在光电子和微电子、5G基站、新能源汽车等领域应用潜力巨大，未来有望形成万亿级市场规模。比如用于新能源汽车领域，可实现快速充电，喝一杯咖啡的时间，汽车即可满能启程。

　　但国内掌握碳化硅半导体粉体核心技术的企业尚不多。去年以来，平煤神马集团立足高端硅碳等基础材料优势，在中试研究取得重大进展的基础上，规划建设了年产2000吨碳化硅半导体粉体项目（一期），吹响了量产的冲锋号。

　　“目前我们是国内最大的碳化硅半导体粉体研发、生产和销售企业，拥有国际先进的粉体合成炉和自动化无污染破碎技术，产品具有单炉产能大、颗粒度大、纯度高、阿尔法含量高和游离碳低等优点，更适合8英寸碳化硅厚单晶的生长。”中宜创芯公司董事长孙毅说。

　　孙毅介绍，此次实验成功验证了产品优势，展示了平煤神马集团的科研实力，标志着我省碳化硅半导体关键原料技术进入国内第一方阵。

　　中宜创芯公司致力建成“国内领先、世界一流”的碳化硅半导体粉体生产企业，叫响河南“芯”名片。

　　碳化硅半导体材料项目是平煤神马集团“6+2”重大科研项目之一，也是其加快实现高水平科技自立自强的缩影，更是其加快发展新质生产力、扎实推进高质量发展的生动体现。

　　近年来，平煤神马集团围绕新能源、新材料转型方向，持续实施创新驱动发展战略，逐步构建起以储能和半导体材料为核心的战略性新兴产业体系，为加快迈向世界一流企业奠定了坚实基础。　　聚合产业链“塑”造新优势　

　“作为热塑性工程塑料，超高分子量聚乙烯因性能优异而用途广泛，锂电池隔膜、人工关节、防弹衣等多种物品中都能见到它的‘身影’。”　　

　　约14万根状如钓鱼丝的极细缆绳，吊装起重约6000吨的钢结构混凝土预制件……港珠澳大桥建设过程中的神奇一幕，有濮阳新材料参与其中。“我们生产的超高分子量聚乙烯树脂，是制造这种高强度缆绳的主要原料。”3月1日，走进坐落于濮阳经济技术开发区的河南沃森超高化工科技有限公司（以下简称“沃森超高”），相关负责人张恩龙介绍了背后的“黑科技”。

　　聚乙烯（简称PE）是为大众所熟知的塑料，超高分子量聚乙烯可谓PE中的“魁首”。“作为热塑性工程塑料，超高分子量聚乙烯因性能优异而用途广泛，锂电池隔膜、人工关节、防弹衣等多种物品中都能见到它的‘身影’。高端的超高分子量聚乙烯，更是军事、航空航天等领域迫切需要的材料。”张恩龙说，不同牌号的超高分子量聚乙烯树脂有不同的应用领域，而沃森超高拥有目前国内最全的产品牌号、最先进的工艺技术；其重点牌号的产品，品质与国外同类产品相当，部分指标甚至超过国外同类产品。

　　这份“优异成绩”来自什么？创新驱动是关键。据了解，因为超高分子量聚乙烯在高科技领域的作用，少数掌握核心技术的发达国家、外国公司实行了技术封锁，甚至不对我国销售成品。从20世纪90年代起，上海化工研究院逐步突破并完善了超高分子量聚乙烯生产的催化剂、合成工艺等关键环节，形成了自主知识产权。这些科技成果的转化、工业化应用，在沃森超高落了地。　　2023年3月23日，沃森超高建成投产了全国首套3万吨/年淤浆环管连续法超高分子量聚乙烯装置，创新实践再上新台阶。该装置采用的工艺技术为上海化工研究院在全球首创，工艺全流程均采用国产化设备。

　　超高分子量聚乙烯的科技“质变”缘何发生在濮阳市？“作为资源枯竭城市全面转型高质量发展的濮阳，把打造千亿级新材料产业集群视作‘关键子’。”濮阳市工信局相关负责人说。在聚碳新材料、生物可降解材料、绿色助剂等新材料领域，濮阳市强化顶层设计、补链延链强链，培育了盛源集团、星汉生物、濮阳惠成等一批产业链上中高端关键环企业。2月28日，龙都化工新材料实验室揭牌，实现了濮阳市省实验室“零的突破”，濮阳市新材料产业提档升级迈出新步伐。