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中南钻石创新不止:“种”钻石助力金刚石造芯 金刚石大会 碳材料展星空

    发布时间:2024-08-23 18:01:10    |     次浏览

  星空坐落在河南省伏牛山下的一座“钻石矿”,一颗颗精美的钻石原石正在出炉!而中南钻石正是这座钻石矿的主导者!其高端珠宝品牌ZND Jewelry,近期已在京东平台首发亮相,线上“出圈”,一时间也引发了业界对其背后技术实力的好奇。

  中南钻石副总经理张帅先生在对外的报道中表示:“我们在伏牛山下种下的,是一颗培育钻石行业的‘种子’。换句话说,我们创造了一座取之不竭的‘钻石矿’。”

  据了解,中南钻石是中兵红箭股份有限公司(股票代码000519)的全资子公司,拥有郑州中南杰特超硬材料有限公司、江西申田碳素有限公司两家全资子公司和深圳中南、南阳中南两家分公司。

  中南钻石的金刚石进阶之路可追溯到1989年,以振兴民族超硬材料产业为使命,从三台小型六面顶压机开展科研试验。目前,在中南钻石的厂区内,这三台六面顶压机依旧静静地矗立着。这三台压机,既是中南钻石涉足超硬材料行业的起点,也是中南钻石装备制造不断进阶的见证。

  经过多年的科研试验、自主研发,2001年,中南钻石攻克了粉末触媒合成技术壁垒,结束了传统金刚石40多年片状触媒生产的历史,解决了国产六面顶压机不能制造高品级工业金刚石的行业难题,使中国的金刚石制造技术首次与国际同步。2014年,复合超硬材料PCBN技术实现突破;2015年,细分产品表面刻蚀金刚石、表面沟槽状金刚石先后上市;2016年,无色培育钻石项目开发成功;2017年,领先世界、填补国内空白的大尺度多晶金刚石傲然面市;2018年,气相沉积法CVD大单晶试制成功;2019年星空,尾废石墨绿色循环利用技术取得重大突破。同时,随着全球培育钻石产业的兴起,中南钻石快速发展成为国际珠宝领域品级最高、粒度最大、色彩可控的培育钻石顶级供应商。

  目前,“世界最大的超硬材料科研、生产基地”、“第一批制造业单项冠军企业”、“超硬材料龙头企业”……是业内对中南钻石的第一印象。

  随着全球经济和工业的发展星空,功能化金刚石需求量不断增加。金刚石除了禁带宽度大,还具有热导率高、空穴迁移率高、绝缘强度高和介电常数低等优点。尤其是,其热导率可达2000 W/m·k,是铜的5倍,是铝的10倍,这意味着金刚石热沉片的超高热导率可以实现高效散热,从而有利于用于高功率器件、同步加速器大型科研装置、红外制导、雷达、极紫外光刻、聚变能源等关键技术领域中。

  同时,如果以金刚石做芯片,其热导率也可以有效缓解手机使用过程中容易发热的问题;在新能源汽车中,将金刚石制成电力电子器件,如二极管和晶体管,不仅可以为新能源汽车提供稳定的电力供应,还可以提高充电速度,延长续航里程;同时,金刚石量子传感器可以用于监测车辆的运行状态、监测车辆的安全隐患以及评估电池的性能等……。

  应用需求驱动科技创新,不同场景下,对金刚石材料的要求不同,尤其是半导体产业。因此拥有大尺寸星空、高纯净度、可控精准掺杂的金刚石材料自主生产能力及研发关键装备至关重要。

  中南钻石作为超硬材料龙头企业,始终坚持科技创新引领,紧盯超硬材料行业技术前沿,持续加大功能性金刚石在“声、热、光、电”等高新技术应用领域科研攻关力度,将功能金刚石材料由实验室阶段向商业化转变。目前,中南钻石布局的功能金刚石产品主要包括金刚石半导体衬底、光学窗口、散热基板、量子级金刚石。

  半导体级金刚石单晶集电学、热学、光学等优异特性于一体,中南钻石可提供HTHP和CVD法两种方法制备的金刚石单晶,尺寸最大可达25 mm × 25 mm,表面粗糙度<0.5 nm,晶向偏角<1°,HTHP金刚石单晶XRD半高宽<50 arcsec,CVD金刚石单晶XRD半高宽<100 arcsec。

  金刚石散热基板产品拥有极佳的导热特性,能够有效解决电子器件的散热难题,广泛应用于GaN功率器件、电子封装、新能源汽车等领域,中南钻石产品包括金刚石单晶和金刚石多晶。

  (2)(111)晶向金刚石单晶,热导率>1800 W/m·K,尺寸可达15 mm × 15 mm,粗糙度可<1 nm,晶向偏角<1°,可提供HTHP和CVD两种规格;

  中南钻石可提供HTHP法和CVD法制备的(100)晶向、(111)晶向量子金刚石产品,氮浓度0.1-500 ppm可调,氮原子分布均匀,晶向偏角<1°,表面粗糙度<1 nm,助力前沿量子传感应用研究。

  下一步,中南钻石将持续发挥龙头企业创新引领作用,积极抢占国家和行业的未来产业新赛道,全面布局金刚石功能应用领域,绘制金刚石产业蓝图。

  重点围绕原创性、颠覆性科技创新,开展大尺寸、高品质金刚石单晶制备技术研究,推动金刚石半导体衬底材料、金刚石光学视窗、金刚石散热材料等系列产品的应用及推广;针对应用端需求,以产学研融合发展,加快实现高水平科技自立自强,打好关键核心技术攻坚战,使原创性、颠覆性科技创新成果竞相涌现,实现功能性金刚石在未来高新技术领域的应用,培育发展新质生产力的新动能,谱写中南钻石高质量发展新篇章!

  第八届国际碳材料展览会将于12月5-7日在上海新国际展览中心召开,展会针对金刚石及其功能化应用主题设置10000㎡专题展区,将展示最新金刚石晶圆、量子钻石、热沉金刚石等功能化产品及相关器件,欢迎莅临现场交流、合作。

  第八届国际碳材料大会暨产业展览会(Carbontech 2024)将于12月5-7日在上海新国际博览中心W1、W2、W3馆盛大举行,本届展会预计展出面积40,000m2,汇集超800家全球碳材料产业链上下游厂家。同期举办主题论坛9场,闭门研讨会1场,吸引来自金刚石、超精密加工、石墨烯、碳纳米材料、碳纤维及其复合材料、碳碳复合材料、新能源碳材料等领域超50,000国内外采购商莅临现场,为全球买家打造一个专业、创新、交流的全产业链合作盛宴。