人造金刚石行业发展概况
思瀚产业研究院    2022-08-01

人造金刚石作为重要超硬材料之一，对其他高新技术产业发展起到极大的支撑作用。人造金刚石及其制品的问世不仅破解了层出不穷的新材料无法用传统工具加工的难题，还成百倍地提高了传统加工的速度和精度，降低了消耗和废物排放，在加工效率、加工精度、节能环保等方面起到重要作用。

中国人造金刚石行业经过50多年的发展，已形成相对完整的产业体系，人造金刚石行业经历从无到有、由弱变强的过程，并且逐步发展成为引领全球的民族产业。从2000年开始，中国一直是全球金刚石单晶生产和消费大国，截至目前，我国金刚石单晶产量占世界总产量的90%以上；金刚石单晶的生产技术和产品品质已达到世界先进水平，我国人造金刚石行业为国家乃至全球诸多高新技术的创新发展提供了强力支撑。

目前，我国人造金刚石行业发展概况如下：

（1）产量稳居全球第一

随着我国人造金刚石生产技术的不断提高，人造金刚石行业进入快速发展周期，2001年至 2020年，我国金刚石单晶产量由 16亿克拉增加至 145亿克拉，增长了 8.1倍。自2000年开始，我国成为全球最大人造金刚石生产国，截至目前，我国金刚石单晶产量占全球总产量的90%以上。

2011-2020年我国金刚石单晶产量（亿克拉）

资料来源：中国机床工业协会、中国磨料磨具工业年鉴

（2）生产技术不断提升

我国人造金刚石产业的快速发展与合成压机大型化、硬质合金顶锤优质化、粉末触媒和间接加热工艺的工业化等关键技术进步密不可分。

合成压机是生产金刚石单晶和培育钻石的核心装备，合成压机的合成腔体可以为金刚石单晶合成创造一个超高温、超高压的生长环境，促使活性碳原子生长成稳定的金刚石晶体。我国所采用自主研发的六面顶压机经过不断的研发突破和技术改进，其在压机吨位、油缸结构、油缸直径、整机精度、同步性和控制系统等方面不断提升。

安装在六面顶压机活塞前端的硬质合金顶锤由于受复杂的压缩、剪切、拉伸应力作用，服役条件十分苛刻，随着硬质合金技术进步以及压机性能参数的改善，硬质合金顶锤的质量也得到不断优化，顶锤直径不断加大，锤耗大幅降低。

粉状工艺替代片状工艺也是我国人造金刚石生产的重大技术进步之一。片状工艺是石墨片和触媒片交替叠放在合成腔体中，利用两端的导电帽将大电流引入石墨片和触媒片，依靠自身的电阻加热，即直接加热工艺；粉状工艺则是石墨粉和触媒粉的混合粉冷压成石墨芯柱，经脱氧处理后装入合成腔体中，利用两端的导电帽将大电流引入缠绕在石墨芯柱周围的碳质薄件发热体上，在石墨芯柱周围形成一个加热炉来加热中间的石墨芯柱。粉状工艺比片状工艺形核几率加大、成长速率加快，且碳源、温度、压力等合成环境等同可得到更多质量均一的优质金刚石晶体。

随着对人造金刚石合成设备、原辅材料、合成工艺等方面不断优化设计和有效控制，我国六面顶压机合成人造金刚石技术不断取得突破性进展，逐渐缩小与国际先进技术水平的差距，且生产成本明显低于国际水平。我国人造金刚石整体质量也得到了明显提升，在工艺指标和质量指标上均取得了较大进步。

（3）培育钻石加速崛起

培育钻石作为钻石消费的新兴选择，在品质、成本、环保和科技等方面优势明显，市场前景广阔，吸引了越来越多的国内外钻石生产商关注并进行生产布局。2018-2020年，全球培育钻石产量由150万克拉增长至700万克拉。根据贝恩咨询预测数据，2025年全球培育钻石市场规模将从2020年的167亿元增至368亿元，其中我国培育钻石市场规模将由83亿元增至295亿元。

作为钻石消费的一种新兴选择，培育钻石的市场拓展、成熟仍有赖于生产技术的不断进步和消费文化的大力培养。近年来，毛坯天然钻石产量呈现不断下降趋势，但全球钻石消费需求却不断增加，供需失衡趋势为培育钻石发展带来了机遇，培育钻石合成技术提升以及消费者对培育钻石认知程度的提升将进一步促进培育钻石市场规模的扩大。