以金剛石為代表的超硬材料及制品被譽為“最硬最鋒利的工業牙齒”。航空航天、國防軍工以及光伏與(yu)電子信(xin)息等(deng)領域(yu)里的(de)各種高(gao)難材料加工難題，在(zai)它面前都迎(ying)刃(ren)而解。

　　而在科學家的(de)眼(yan)中，單(dan)晶(jing)金剛石不光是“工業牙齒”，還是“終極半導(dao)體”。在7月17日召開(kai)的(de)中國超硬材料行(xing)業發展專(zhuan)題研討會上，有專(zhuan)家甚至表示，“沒(mei)(mei)有金剛石就沒(mei)(mei)有信(xin)息產業”。

　　作為一種新材料，超硬材料引領著我國高端制造業的發展。

　　有望引發新一代半導體技術革命

　　在國(guo)家新材(cai)料產(chan)業發展(zhan)專(zhuan)家咨(zi)詢(xun)委員(yuan)會主任、中國(guo)工程院(yuan)原副院(yuan)長干勇看(kan)來，超硬材(cai)料是新材(cai)料領域的一個重要而獨特的板塊，在國(guo)民經濟(ji)建設中有廣(guang)泛(fan)的應用。

　　“工(gong)業牙齒”名不虛傳。以金剛石(shi)車刀為例，其刃(ren)(ren)口圓弧半徑可以刃(ren)(ren)磨到連掃描電子顯微鏡也無法檢測(ce)，利用它來切削(xue)加工(gong)，往往可以直接獲得鏡面。

　　“利用金剛石超硬的力學性能，可加工世界上所有的已知材料。”中國機床工具工(gong)業協會超(chao)硬材料(liao)分(fen)會高(gao)(gao)級顧問李志宏告訴(su)《中國(guo)科學報(bao)》記者，“利用(yong)其無與倫比的熱(re)光(guang)聲電性能，可用(yong)于航天員宇(yu)宙射線防(fang)護(hu)、尖端武器裝備(bei)隱身(shen)防(fang)腐、提(ti)高(gao)(gao)導(dao)彈飛行(xing)速度(du)與打擊精度(du)、大(da)功(gong)率激(ji)光(guang)探測，可用(yong)作大(da)規模(mo)集成電路及LED新光(guang)源熱(re)沉等尖端領域。”

　　有的手機(ji)一打就(jiu)發熱(re)，溫度一高就(jiu)不工作，原因是它的半導(dao)體(ti)元器件不耐高溫。集電(dian)學(xue)、光學(xue)、力學(xue)、聲學(xue)和熱(re)學(xue)等優異特(te)性(xing)于一體(ti)的單晶金(jin)剛石(shi)將解決(jue)這(zhe)一問題。

　　金剛石電子器(qi)件相(xiang)比其他(ta)半導(dao)體(ti)器(qi)件具有(you)體(ti)積小、集(ji)成度高和無需制冷的優勢。北京航空航天大學材料科(ke)學與工程學院教授張(zhang)濤相(xiang)信，金剛石將引發新一(yi)代半導(dao)體(ti)技術的革命。

　　“默默無聞”的最前沿材料

　　“超硬材料是石(shi)油(you)勘(kan)探與(yu)礦山開(kai)采、機(ji)床機(ji)械與(yu)汽(qi)車(che)制造、軌道交通、核電、國防軍工與(yu)航空航天重大工程以及光伏與(yu)電子(zi)信息等戰略性新興(xing)產業中不(bu)可或(huo)缺的高(gao)功(gong)能材料。”干勇(yong)說(shuo)。

　　不(bu)過(guo)，除了業(ye)內人(ren)士，這些并不(bu)為人(ren)們(men)所了解。張濤(tao)打趣道(dao)：“最前沿的材料(liao)也是(shi)‘默(mo)默(mo)無聞‘的材料(liao)。”

　　截至2017年底，我國人造(zao)金剛(gang)石產(chan)(chan)量已占世界總產(chan)(chan)量的(de)90%以(yi)上(shang)，立方(fang)氮(dan)化硼產(chan)(chan)量已占世界總量的(de)70%以(yi)上(shang)，我國已成為(wei)名副其實(shi)的(de)超硬材(cai)料生產(chan)(chan)制(zhi)造(zao)大(da)國。

　　盡(jin)管總體(ti)上目前我(wo)國超硬(ying)材料的產(chan)品質量技術已達世界先(xian)進水(shui)平，但干(gan)勇坦言，“在一些高端產(chan)業上還有(you)短(duan)板”。

　　比如在硬質合金棒料開槽砂輪領域，高端(duan)市場(chang)基本(ben)被美、日、德等發(fa)達國家(jia)壟斷，國內超硬材料砂(sha)輪制備技術雖然一直在發(fa)展之中，但砂(sha)輪鋒利度(du)和保(bao)型(xing)性這一矛盾仍是開(kai)槽(cao)砂(sha)輪的(de)一大難題。

　　“量小、品(pin)種多的產品(pin)，企業都不(bu)想(xiang)干(gan)，可短板往往就在這(zhe)些地方。”中科院院士田永君直(zhi)言(yan)。

　　這(zhe)對超硬材料行業(ye)的(de)創新活力、可持(chi)續發展(zhan)構成挑戰。為此，田(tian)永君表示，國(guo)家在重視科研的(de)同時(shi)，也應該向相關產業(ye)傾斜，高端前沿靠進口是不(bu)行的(de)。

　　功不可沒的門頭溝葉蠟石

　　任何(he)材料(liao)的(de)發展都離不開原料(liao)的(de)支撐(cheng)。葉蠟石是超硬材料(liao)生(sheng)產必須(xu)使用且不可替代的(de)保(bao)溫、絕(jue)緣、密封(feng)和傳壓介(jie)質。

　　“我(wo)國葉蠟(la)(la)石(shi)礦藏雖有一(yi)定分(fen)布(bu)，但(dan)北(bei)京市門頭(tou)溝(gou)區的(de)葉蠟(la)(la)石(shi)礦因特殊(shu)地(di)質成(cheng)因被證明(ming)是(shi)最適(shi)合(he)于超(chao)硬(ying)材料合(he)成(cheng)的(de)。”中國機床工具工業(ye)協會(hui)超(chao)硬(ying)材料分(fen)會(hui)技術專(zhuan)家委(wei)員會(hui)委(wei)員崔祥(xiang)仁曾對我(wo)國葉蠟(la)(la)石(shi)的(de)幾大(da)主產(chan)區進行(xing)了采(cai)樣調查，結果(guo)發現，北(bei)京門頭(tou)溝(gou)葉蠟(la)(la)石(shi)的(de)獨特性(xing)能是(shi)其(qi)他任何地(di)區的(de)葉蠟(la)(la)石(shi)無法替代的(de)。

　　北京門頭溝葉蠟石屬高(gao)鋁型(xing)，其(qi)最大特點是在高(gao)溫(wen)下絕(jue)熱性與導壓性能(neng)(neng)較之國內(nei)同類礦石更(geng)為(wei)優越(yue)，物理(li)化(hua)學性能(neng)(neng)更(geng)為(wei)穩定(ding)。因而被最廣(guang)泛(fan)用(yong)于合成金(jin)剛石制造業(ye)，占該行業(ye)用(yong)量的98%以上。

　　“門頭溝葉蠟石為(wei)我(wo)(wo)國(guo)(guo)超(chao)硬材(cai)料(liao)行業的(de)(de)起步(bu)、發(fa)展和壯大(da)(da)做出(chu)了不可磨滅的(de)(de)貢獻(xian)”，燕山大(da)(da)學(xue)(xue)材(cai)料(liao)科(ke)學(xue)(xue)與工程學(xue)(xue)院研究員王(wang)明智表示，“希望繼(ji)續(xu)秉持(chi)綠色、環保、可持(chi)續(xu)發(fa)展理念，在(zai)新時代為(wei)我(wo)(wo)國(guo)(guo)超(chao)硬材(cai)料(liao)行業發(fa)展做出(chu)更大(da)(da)貢獻(xian)，為(wei)國(guo)(guo)家戰略性新興產業的(de)(de)發(fa)展做出(chu)更大(da)(da)貢獻(xian)，為(wei)實現《中國(guo)(guo)制造2025》國(guo)(guo)家戰略目標做出(chu)更大(da)(da)貢獻(xian)”。