Panoramica dello sviluppo dell'industria dei diamanti sintetici in Cina

Il diamante è la sostanza più dura tra molti prodotti naturali che si trovano attualmente sulla terra. Oltre ad essere utilizzato come gioielleria, il diamante ha una vasta gamma di usi industriali, come materiali abrasivi fini, utensili da taglio ad alta durezza, vari tipi di punte da trapano, matrici per trafilatura e componenti di molti strumenti di precisione.

In origine, i diamanti esistevano solo nelle miniere di diamanti naturali. Ci sono due metodi principali di diamante sintetico:metodo ad alta pressione ad alta temperaturaEmetodo di deposizione chimica in fase di vapore (CVD).. Negli anni '50, gli Stati Uniti producevano con successo diamante sintetico con grafite come materia prima ad alta temperatura e pressione. Il primo diamante sintetico in Cina è stato sintetizzato nel 1963 con il metodo ad alta pressione ad alta temperatura, che ha 53 anni.

 

La tecnologia del metodo ad alta temperatura e ad alta pressione è stata molto matura, rappresentando il mainstream del mondo. La Cina ha ora occupato il 90 per cento della quota di mercato mondiale. La produzione annuale cinese di diamanti ad alta temperatura e alta pressione è di circa 14 miliardi di carati, principalmente polvere di diamante, che è ampiamente utilizzata.

 

Lame per seghe (lavorazione diamantata e metallurgia delle polveri), abrasivi, mole, marmo, ceramica, wafer da taglio, lenti e altri materiali superduri sono tutti lavorati con il diamante. Il diamante non può lavorare ferro e nichel perché il ferro reagirà con il diamante. Il resto dei metalli non ferrosi può essere lavorato con il diamante.

 

 

L'industria cinese dei diamanti è concentrata principalmente nella provincia di Henan, principalmente a causa dello Zhengzhou Institute of Abrasive Grinding, comunemente noto come "Three Grinding Institute" nel settore. La tecnologia dell'Istituto ha successivamente sviluppato tre grandi imprese di diamanti in Cina:HUANGHE WHIRLWIND DIAMANTE, ZHONGNAN DIAMANTE e ZHENGZHOU HUAJING(CDT CO., LTD., le nostre materie prime diamantate provengono tutte da questi tre principali fornitori e hanno ampi rapporti di collaborazione con loro), che sono anche le tre maggiori imprese del mondo. Attualmente, la quantità di materiali in polvere di diamante prodotti in Cina è di 140-15 miliardi di carati/anno, con una scala di mercato di circa 10 miliardi di yuan.

 

Tuttavia, la scala del mercato delle industrie correlate è molto ampia, ovvero la polvere di diamante viene applicata a lame per seghe, seghe a filo, utensili da taglio, abrasivi, trapani e altri settori. Nel 2013, la scala del mercato globale era di circa 35 miliardi di dollari USA e la Cina rappresentava oltre il 60%, circa 100 miliardi di yuan.

 

Dopo oltre 50 anni di sviluppo, la Cina è un grande paese nella produzione e applicazione di diamanti, ma non un paese forte. Al momento, ha urgente bisogno di trasformazione e aggiornamento.

 

Non ci sono problemi con la produzione di diamanti in Cina, ma la tecnologia di follow-up e la capacità di elaborazione profonda sono molto scarse. Il problema affrontato dall'industria dei diamanti domestica è che la tecnologia di fascia alta è all'estero e i materiali di base sono in Cina, che è molto simile all'industria nazionale delle terre rare. Ad esempio, la classificazione e lo screening della polvere di diamante è difficile da ottenere in Cina, in particolare per lo screening di prodotti di piccole dimensioni (diversi micron e inferiori), la distribuzione delle dimensioni è relativamente ampia. Allo stato attuale, la polvere viene esportata in paesi stranieri e quindi esportata nuovamente dopo la classificazione e lo screening. La Cina è il più grande produttore dell'industria dell'energia solare, ma la sega a filo per la lavorazione dei wafer viene importata principalmente dall'estero.

Inoltre, viene importato circa il 90 percento di altri strumenti di fascia alta, in particolare strumenti di altissima precisione. L'accuratezza del profilo degli strumenti ultraprecisi stranieri può essere inferiore a 50 nm e può essere prodotta in serie, ma l'accuratezza degli strumenti domestici può essere solo di 200 nm, con un divario significativo. Casi applicativi di strumenti ultraprecisi: il guscio posteriore in lega di alluminio del telefono cellulare iPhone viene fresato direttamente con questo strumento ultrapreciso, che è molto luminoso senza lucidatura; Un altro caso è il mozzo automobilistico delle auto di fascia alta, realizzato in materiale in lega di alluminio ad alto contenuto di silicio. Gli utensili generici sono difficili da lavorare, quindi possono essere tagliati solo con utensili diamantati. La luminosità dopo il taglio con utensili diamantati può essere relativamente elevata.

 

Strumenti simili sono controllati anche da paesi stranieri; Esistono anche strumenti per il taglio di lenti ottiche, anch'essi basati sulle importazioni e vietati dai paesi stranieri. Il motivo è che questo tipo di strumento può essere utilizzato non solo per elaborare lenti ottiche, ma anche per tagliare riflettori radar, gusci di giroscopi e altri campi militari.

Pertanto, l'industria di fascia alta di follow-up dell'intera industria dei diamanti è molto carente in Cina, compresa la selezione di materiali diamantati in polvere e la preparazione di grandi diamanti a cristallo singolo.

 

Il diamante monocristallino sfuso viene prodotto mediante CVD al plasma a microonde a bassa temperatura e bassa pressione. Attualmente, il 100% dei diamanti nazionali viene importato.

 

 

 

L'industrializzazione non è stata ancora realizzata in Cina. Il problema principale è ancora nell'attrezzatura, in particolare l'attrezzatura per il vuoto non qualificata nel nostro paese, che non può essere utilizzata per la produzione di grandi diamanti monocristallini. Inoltre, anche se è possibile acquistare attrezzature importate (costose, circa 3 milioni di yuan), non esiste un processo di preparazione rilevante e il rischio affrontato dagli investitori è relativamente elevato. Inoltre, tali apparecchiature esportate dal Giappone alla Cina possono essere utilizzate solo nella ricerca scientifica o nei campi dei semiconduttori. Non è consentito utilizzare diamanti di grandi dimensioni per utensili di precisione.

Pertanto, la prima considerazione del team di ricerca di Jiangnan è se l'attrezzatura per la preparazione di grandi diamanti monocristallini possa essere prodotta a livello nazionale. Attraverso gli sforzi, il team di ricerca di Jiangnan ha aggiornato e trasformato l'attrezzatura domestica e ha realizzato con successo la produzione di grandi diamanti a cristallo singolo, realizzando la localizzazione dell'attrezzatura. Hanno anche incubato questa tecnologia in un'azienda per produrre questo tipo di attrezzatura. Allo stesso tempo, è stata fondata una seconda società per la produzione di grandi diamanti con questa attrezzatura domestica. Questa è la prima linea di produzione di grandi diamanti monocristallini in Cina e la quinta azienda al mondo con questa tecnologia. Inoltre, Yellow River Cyclone ha recentemente annunciato che avrebbe investito in attrezzature e tecnologia di produzione di grandi diamanti a cristallo singolo.

Lo sviluppo di grandi diamanti a cristallo singolo è la promozione dell'industria dei diamanti nazionale. Allo stato attuale, il mercato del grande diamante a cristallo singolo è di circa 40 miliardi di yuan. Oltre alla tradizionale industria degli utensili, si prevede che in futuro ci saranno spazi di sviluppo e prospettive molto ampi nei semiconduttori, nei chip per computer e in altri campi.