? 葛君 王智勇
“我是一顆‘鉆石’。但我和我前輩們有點(diǎn)不一樣——我不是藏在地底下幾億年才被挖出來的‘老古董’,我是被‘種’出來的。”
這顆金剛石生長于濟(jì)南高新區(qū)企業(yè)濟(jì)南金剛石科技有限公司。在一臺被稱作“大型六面頂壓機(jī)”的神奇容器里,經(jīng)過高溫高壓的淬煉,僅僅7天時(shí)間,一顆小小的金剛石“種子”長成了1.5-2克拉的閃亮晶體。

金剛石是如何被“種”出來的?這要從2011年濟(jì)南金剛石科技有限公司的一次大膽嘗試說起。
當(dāng)時(shí),濟(jì)南金剛石科技有限公司創(chuàng)始人王篤福遠(yuǎn)赴國外考察超硬材料,意外發(fā)現(xiàn)了一個(gè)“秘密”,即金剛石居然可以“長”到克拉級。當(dāng)時(shí),國外已有用兩面頂壓機(jī)培育金剛石的技術(shù),但一次只能長一顆,質(zhì)量也很一般,而中國有的是六面頂壓機(jī)——這是中國獨(dú)有的產(chǎn)業(yè)化“神器”。
“能不能把兩面頂工藝移植到六面頂上?”當(dāng)時(shí),這個(gè)想法聽起來有點(diǎn)像天方夜譚,很多人都不相信金剛石能在六面頂壓機(jī)里生長出來。濟(jì)南金剛石科技有限公司科研團(tuán)隊(duì)決定迎難而上,挑戰(zhàn)“不可能”。
2011-2015年,整整4年時(shí)間,該公司投入1500多萬元,經(jīng)過無數(shù)輪實(shí)驗(yàn)解決大尺寸金剛石產(chǎn)業(yè)化問題。經(jīng)過反復(fù)摸索,一輪又一輪地調(diào)整參數(shù)、優(yōu)化配方,最終該科研團(tuán)隊(duì)硬是把這條路蹚了出來。

如今,濟(jì)南金剛石科技有限公司擁有HPHT(高溫高壓法)和CVD(化學(xué)氣相沉積法)兩條技術(shù)路線。在一個(gè)不到50毫米的生長腔體里,科研團(tuán)隊(duì)能夠同時(shí)“種”下十幾顆金剛石。經(jīng)過7-10天時(shí)間的精心培育,這些金剛石就能長到1.5-2克拉。如果把生長周期拉長到10天以上,這些金剛石甚至可以長到15-30克拉。
這時(shí)的金剛石還不能直接“上崗”,需要經(jīng)歷清洗、切割和打磨、拋光等一系列繁瑣工序,之后才能成為實(shí)打?qū)嵉挠埠算@石。
據(jù)介紹,金剛石天生具有超能力:硬度號稱“工業(yè)牙齒”,加工任何硬材料都離不開它;導(dǎo)熱率超高,是銅的5-6倍。
如今,在濟(jì)南金剛石科技有限公司,每年有10萬克拉大顆粒金剛石單晶誕生,被用于金剛石CVD晶體生長襯底、工業(yè)加工、電子器件散熱、光學(xué)窗口、量子存儲與傳感等領(lǐng)域。
據(jù)介紹,濟(jì)南金剛石科技有限公司打算聯(lián)合濟(jì)南高新區(qū)的激光產(chǎn)業(yè)和半導(dǎo)體封裝企業(yè),共同打造一條完整的金剛石半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈。
濟(jì)南高新區(qū)供圖
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