金刚石就是我们常说的钻石,它是一种由纯碳组成的矿物。金刚石是自然界中最坚硬的物质,因此也就具有了许多重要的工业用途,如精细研磨材料、高硬切割工具、各类钻头、拉丝模等。金刚石还被作为很多精密仪器的部件。
然而,天然金刚石数量稀少,价格昂贵,尺寸有限,限制了金刚石在工业上的大规模应用。于是,人们便开始寻找人造金刚石的方法。人造金刚石在1955年由通用电气公司首次合成。我国人造金刚石的产量占据了全球市场的70%,但在高品级产品上,我国却有1/2需要进口,且进口金刚石价格高昂,是国内产品的两倍以上。
通过模拟大自然的高温、高压生产出来的人造金刚石颗粒直径较小,工业应用会受到限制,而且生产成本昂贵,设备要求苛刻。后来人们又研究出新方法,即在基材上生长一层金刚石薄膜,使之既能发挥金刚石的优异性能,又能具有各种各样的形态和大小,扩大了金刚石的应用范围,同时,还大大降低了生产成本。这种材料就是金刚石膜材料。
金刚石膜是金刚石材料未来发展的主流。
现在高品质的金刚石薄膜的硬度已经达到或超过了天然金刚石的硬度,加之其摩擦系數低,散热快,因此是十分优良的切削刀具、模具的涂镀材料和真空条件下需要用的干摩擦材料。
由于金刚石具有优异的电学性能,金刚石薄膜也是优良的宽带隙半导体电子材料。金刚石还具有十分强的抗辐射能力,作为耐强辐射材料和器件,可以在字宙飞船和原子能反应堆等强辐射环境中正常工作。
金刚石的成分是碳,无毒,对含有大量碳的人体不起排异反应,加上它的惰性,又与血液和其他流体不起反应,因此,它又是理想的医学生物体植入材料,可以制作心脏瓣膜。
总之,人造金刚石、金刚石膜领域,投资机会很大。一方面,应用领域上的拓展空间很大,未来在高端装备制造领域、光学、电子、半导体领域,以及尖端武器领域的应用会越来越多,另-方面,进口替代空间很大,随着我国技术的进步,国产的高品质产品(金刚石切割线、金刚石膜、宝石级人造金刚石等)的占比有望逐步提高。