人造金刚石行业即将迎来牛市
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竟还有那么"坚硬"的上市公司--黄河旋风,国内规模领先、品种最齐全、产业链最完整的超硬材料供应商。最近这段时间,公司在市面上蛮受欢迎,因为全球钻石市场需求下滑,但是培育钻石也就是人造钻石的需求却明显上涨了不少。作为深耕人造钻石业务多年的黄河旋风,自己的第二增长曲线即将到来,下面,我们就仔细的分析一下这家优秀的硬公司。
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一、公司角度
公司介绍:黄河旋风主要经营的产品不仅有超硬材料及制品,还有超硬复合材料及制品等。制品有砂轮、刀具、钻头、锯片等多种形式,主要被勘探开采、机械加工、光学玻璃和宝石加工、电子电器制造等领域所使用,对我国的尖端技术的创新、国民经济的发展以及人民生活水平的提高具有重要作用。
简单了解公司的基础概况后,具体聊聊公司独特的投资亮点。
亮点一:善用创新之刃,填补国内空白,打造业内领先
黄河旋风利用自身科研平台,承担了"国家超硬材料及制品区域特色高技术产业链"2项,"国家火炬计划"9项,"国家科技兴贸"2项,拥有有效专利307项,其中发明专利16项,参与制定国家标准3项,参与制定行业标准9项。
在不断创新与成长下,使金刚石装备、产品及应用方面有了新的突破,目前,黄河旋风已成长为国内规模领先、品种最齐全、产业链最完整的超硬材料供应商,在业内属于佼佼者。
亮点二:培育钻石业务国内第一,未来持续发力
当今黄河旋风和中兵红箭两家公司一起,中国人造钻石中有70%都是由它们生产出来的。在全球范围内,中国占据50%产能,而黄河旋风作为超硬材料领军者,无论是技术还是市场份额,都拥有着非常大的优势,并且它还是国内最大的人造金刚石生产基地,产量居全国第一、世界前列。
从黄河旋风自身公告中可以看出,公司在培育钻石方面从研发到量产将近有20多年的技术沉淀优势,公司研发技术还在持续创新中,而且产能还在不断扩张。
可见,公司未来将充分受益培育钻石市场兴起带来的巨大红利,从而为公司插上全新翅膀。
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二、行业角度
据统计,2020年,国内关于培育钻石的认知度方面比2%少,2021年上半年却已经到5%,而同一时间的美国,认知度已经超过60%,所以,培育钻石将来的市场空间会很宽阔。
此外,2020年开始,因为疫情影响,钻石市场需求一直处在下跌,但相对更便宜的培育钻石的需求却逆势大涨。据业内人士讲述,2021年培育钻石已位于供不应求的情形中。
另外,海外钻石头部品牌已纷纷入局,随着国内钻石品牌的加入,培育钻石会更加吸引大众的目光,需求还将更进一步上升,所以说,行业以后发展空间是十分广阔。总而言之,黄河旋风作为国内培育钻石最优秀的企业,是可以更早并且充分享受到这场钻石红利,所以公司未来的股价表现也不会差。
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② 人工宝石产业现状与前景
于春敏
新中国成立以来,我国的人工宝石产业得到了极大的发展,尤其是改革开放30年来,随着中国特色社会主义经济建设、政治建设、文化建设、社会建设的加快推进,人民生活水平不断提高。珠宝首饰市场为满足人们的需要,不断地进行开拓和发展,作为珠宝玉石首饰行业的重要组成部分,人工宝石产业也伴随着出现了蓬勃发展的喜人景象。
1.我国人工宝石产量位居世界前列
自1958年从苏联引进焰熔法合成红宝石技术开始,我国人工宝石的生产至今已50多年了。半个世纪以来,我国的人工宝石产业得到了飞速发展,人工宝石产量突飞猛进,很多已经达到世界第一。据最新不完全统计,属于合成宝石类的人工宝石,如合成立方氧化锆生产能力达1.2万吨,可完全满足市场需要;合成水晶年产量约1760吨;焰熔法合成红宝石和蓝宝石年产量271吨以上;人工合成工业级金刚石年产量40亿克拉,这些合成宝石的产量毫无疑问是世界第一。属于人造宝石类的人工宝石中,玻璃质仿金星石、人工合成的夜光玉、玻璃质仿猫眼、加稀土元素改造的高折射率玻璃质宝石(俗称稀土玻璃)等都是我国科技工作者发明或创新改造的,产量也居世界第一。就以上所举事实证明,我国人工宝石的产量已位居世界前列。
2.我国主要人工宝石原料生产地概况
我国合成立方氧化锆、合成红宝石和蓝宝石、合成水晶、合成祖母绿、合成工业级金刚石、稀土玻璃等宝石原料的生产地情况大体如下:
随着经济危机影响逐渐平稳,人工宝石产业也慢慢复苏,到2009年10月,情况有了明显好转,宝石城的店面重新“客满”,外国驻梧州机构回升到17家以上。2009年11月份,人工宝石的交易量比上半年有明显的好转,宝石城店面前的小黑板上又见“急需××宝石”、“现金求购××宝石”等好的消息。
6.看准前进方向更上一层楼
6.1努力改进及提高人工宝石的加工、切磨技术和设备
人工宝石产业属于劳动密集型产业,我国人工宝石产业要想站稳加工、切磨领先位置,必须逐渐脱离以廉价劳动力为基础的手工加工模式,尽快整合现有技术人员和资本资源,加快半机械化、机械化转变进程,提高产品在国际市场上的竞争力。
6.2加强品牌建设,提高产品竞争力
我国人工宝石产业有实力的品牌公司很少,整体的管理水平比较低,无序竞争现象明显,虽然我国是世界人工宝石大国,但我国的话语权还远远不够。面对机遇与挑战并存的时代,中国企业走创新型道路、实施品牌战略、提升企业国际竞争力已经成为发展的必然。
6.3重视可持续发展问题
我国人工宝石产业可持续发展是一个不容忽略的问题。人工宝石企业要想可持续发展,两个问题不容忽视。一是创新问题:企业发展到一定规模后需投入大量的资金和人力,提高企业自主研发、创新能力,不断推陈出新,不满足于仅仅适应市场的需求,还要引领市场的发展,只有这样才能够做到真正意义上的可持续发展。二是要注重环保问题。与人工宝石行业密切相关的环保问题是重金属污染,所涉及的主要重金属污染源是铅。铅可以通过皮肤接触和口腔、呼吸道进入人体,进入人体后的铅可与多种器官亲和,对神经、血管、消化道、心脑血管等多个系统造成损害。另外,因为铅的价格不是很高,所以对废弃含铅玻璃的回收工作还没有开展起来,废弃的含铅玻璃对环境将造成不可逆的影响,应该引起我们足够的关注。
7.发展前景看好
人类历史发展的长河中,经济危机只是某一阶段出现的短暂行为,但人工宝石作为点缀人们生活中的元素会伴随着人类历史的发展而发展。同时,随着社会的进步,人类对人工宝石的需求将出现多元化的趋势,市场前景非常广阔。
随着经济的复苏,国际、国内市场的旺盛需求都会慢慢回升。人们会因为不同环境、不同服饰等选择自己喜欢的装饰饰品,如果按全世界平均每人选择一件饰品来算,对人工宝石的需求也是一个相当可观的数据。另外,人工宝石还是时尚服装重要的原料之一,比如大家熟知的舞蹈服装、民族服饰等对人工宝石的需求量也相当大。同时,工艺、建筑和工业用人工宝石的前景也很广阔。比如合成尖晶石可以作为LED的光源材料,提拉法合成的无色刚玉可以作为导弹视窗材料和LED光源材料,而目前我国的LED用基片基本上还是靠进口,缺口很大。
客观地说,人工宝石产业发展前景很好。
③ 黄河旋风全新消息是什么黄河旋风2021年业绩黄河旋风股票的发行价格
从没见过实际这么强的上市公司--黄河旋风,就目前来看,可以说是国内规模领先、品种最齐全、产业链最完整的超硬材料供应商。近来,该公司市场欢迎度很高,是因为全球的钻石市场的需求下滑了不少,,但培育钻石(即人造钻石)需求却反而有明显的涨幅。黄河旋风做人造钻石业务多年,将迎来自己的第二增长曲线,下面,我们就一起分析一下这家优秀的硬公司。
我们在开始展开对黄河旋风的分析之前,先把我专门整理好的超硬材料行业龙头股名单分享给大家,点击就可以领取:宝藏资料!超硬材料行业龙头股一栏表
一、公司角度
公司介绍:黄河旋风主要经营的产品分别有超硬材料及制品,超硬复合材料及制品等。制品涉及了砂轮、刀具、钻头、锯片等多种形式,主要应用于勘探开采、机械加工、光学玻璃和宝石加工、电子电器制造这一范围,对我国的尖端技术的创新、国民经济的发展以及人民生活水平的提高具有重要作用。
你们大概了解公司的基本概况后,来好好说说公司独特的投资优点。。
亮点一:善用创新之刃,填补国内空白,打造业内领先
黄河旋风利用自身科研平台,承担了"国家超硬材料及制品区域特色高技术产业链"2项,"国家火炬计划"9项,"国家科技兴贸"2项,拥有有效专利307项,其中发明专利16项,参与制定国家标准3项,参与制定行业标准9项。
通过努力创新,在金刚石装备、产品及应用方面开拓了新的领域,目前,黄河旋风已成长为国内规模领先、品种最齐全、产业链最完整的超硬材料供应商,在业内有一定的地位。
亮点二:培育钻石业务国内第一,未来持续发力
当下黄河旋风和中兵红箭两家公司一起,中国人造钻石中有70%都是由它们生产出来的。在全球范围内,中国占据50%产能,而黄河旋风作为超硬材料领军者,无论是技术还是市场份额上,都有非常明显的优势,在国内,还属于最大的人造金刚石生产基地,产量居全国第一,并且在世界前列。
黄河旋风自身公告中表明,从培育钻石方面公司在研发到量产有20余年的技术沉淀优势,公司研发技术还在不断更新中,并且产能一直保持增长的趋势。
可见公司在未来的时候,将会充分的受益于培育钻石市场的兴起,因此也会带来巨大的红利,从而让公司有了新的翱翔的天地。
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二、行业角度
据统计数据来看,2020年,国内对培育钻石的认知度还没有超过2%,不过2021年上半年就上涨到5%,然则同一时段的美国,认知度已经突破60%,因而培育钻石未来的市场空间肯定会很大。
而且,2020年之后,在疫情影响之下,钻石市场需求变得越来越少,可是价钱相对更便宜的培育钻石的需求却持续攀升。据业内人士透露,2021年培育钻石,已经发生了供不应求的局面。
此外,蛮多海外钻石头部品牌也参与了进来,因为国内钻石品牌参加的情形下,培育钻石会越来越多人知道,需求是会持续上涨的,因而,行业将来发展潜力是无法预知的。整体来说,黄河旋风属于国内培育钻石龙头企业,能够第一个同时充分享受到这场由钻石带来的收益,所以公司未来的股价表现肯定不会差到哪里去。
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④ 人造金刚石的发展历史
18世纪末,人们发现身价高贵的金刚石竟然是碳的一种同素异形体,从此,制备人造金刚石就成为了许多科学家的光荣与梦想。 一个世纪以后,石墨 —— 碳的另一种单质形式被发现了,人们便尝试模拟自然过程,让石墨在超高温高压的环境下转变成金刚石。为了缩短反应时间,需要2000℃高温和5.5万个大气压的特殊条件。
1955年,美国通用电气公司专门制造了高温高压静电设备,得到世界上第一批工业用人造金刚石小晶体,从而开创了工业规模生产人造金刚石磨料的先河,他们的年产量在20吨左右;不久,杜邦公司发明了爆炸法,利用瞬时爆炸产生的高压和急剧升温,也获得了几毫米大小的人造金刚石。
金刚石薄膜的性能稍逊于金刚石颗粒,在密度和硬度上都要低一些。即便如此,它的耐磨性也是数一数二,仅5微米厚的薄膜,寿命也比硬质合金钢长10倍以上。我们知道,唱片的唱针在微小的接触面上要经受极大的压力,同时要求极长的耐磨寿命,只要在针尖上沉积上一层金刚石薄膜,它就可以轻松上阵了。如果在塑料、玻璃的外面用金刚石薄膜做耐磨涂层,可以大大扩展其用途,开发性能优越又经济的产品。
更重要的是,薄膜的出现使金石的应用突破了只能作为切削工具的樊篱,使其优异的热、电、声、光性能得以充分发挥。金刚石薄膜已应用在半导体电子装置、光学声学装置、压力加工和切削加工工具等方面,其发展速度惊人,在高科技领域更加诱人。
用人工方法使非金刚石结构的碳转变为金刚石结构的碳,并且通过成核和生长形成单晶和多晶金刚石,或把细粒金刚石在高压高温下烧结成多晶金刚石。这是高压研究在生产上得到应用的一个重要实例。
从热力学观点出发,决定石墨等非金刚石结构的碳质原料能否转变成金刚石的相变条件是后者的自由能必须小于前者。这种相变过程是在高压、高温或者还有其他组分参与的条件下进行的。一定的压力、温度和组元浓度等可以使系统的内能发生变化,从而使价电子可处能级的统计权重发生相应的变化。这就可能出现电子转移和组成新的键合状态的电子结构,即发生了相变。如果系统中能量变化有利于在固体中发生这种电子结构的变化,则高压高温相变发生在固态,否则就可能发生在熔态或汽态。在熔体中发生这种变化的条件是,键合特征的价电子分布的统计权重相应降低,远程有序的作用趋于消失,原子配位数发生变化;而电子处于激发态的统计权重趋于增大,近程有序作用相应增强。气体中发生这种变化的条件是,单质原子间或化合物的键合分子间的电子能级趋于消失,所有的电子转移到单原子或分子能级上去,这样,电子处于激发态的统计权重更为增大。因此,人造金刚石可以在固态,也可在熔态和汽态条件下进行,这取决于压力、温度和组元浓度等因素引起系统内能的变化情况。从动力学观点出发,还要求石墨等碳质原料转变成金刚石时具有适当的转变速率。在金刚石成核率和生长速率同时处于极大值时的相变速率最大。
自18世纪证实了金刚石是由纯碳组成的以后,就开始了对人造金刚石的研究,只是在20世纪50年代通过高压研究和高压实验技术的进展,才获得真正的成功和迅速的发展。人造金刚石的具体方法多达十几种。按所用技术的特点可归纳为静压、动压和低压等三种方法。按金刚石的形成特点可归纳为直接、熔媒和外延等三类方法。图表示碳的压力-温度(□-□)相图和三种方法人造金刚石的实验区。1区为直接法人造金刚石的实验区,2区为熔媒法人造金刚石的实验区,3区为外延法人造金刚石的实验区。
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一、公司角度
公司介绍:黄河旋风主要经营的产品一类是超硬材料及制品,另一类是超硬复合材料及制品等。制品存在着砂轮、刀具、钻头、锯片等多种形式,主要应用范围是勘探开采、机械加工、光学玻璃和宝石加工、电子电器制造等领域,对我国的尖端技术的创新、国民经济的发展以及人民生活水平的提高具有重要作用。
简单了解公司的基础概况后,就好好来谈一谈公司独特的投资亮点。
亮点一:善用创新之刃,填补国内空白,打造业内领先
黄河旋风利用自身科研平台,承担了"国家超硬材料及制品区域特色高技术产业链"2项,"国家火炬计划"9项,"国家科技兴贸"2项,拥有有效专利307项,其中发明专利16项,参与制定国家标准3项,参与制定行业标准9项。
通过努力创新,让金刚石装备、产品及应用方面有了更多的可能,目前,黄河旋风已成长为国内规模领先、品种最齐全、产业链最完整的超硬材料供应商,在业内处于绝对领先地位。
亮点二:培育钻石业务国内第一,未来持续发力
目前黄河旋风和中兵红箭两家公司一起,在中国人造钻石中占据了70%产能。中国占据全球50%产能,但黄河旋风作为超硬材料的领路人,无论是技术还是市场份额,都拥有着非常大的优势,而且是国内最大型的人造金刚石生产基地,产量居全国第一,以及世界前列。
黄河旋风在自己的公告中表示,从培育钻石方面公司在研发到量产有20余年的技术沉淀优势,公司研发技术还在不断更新中,并且产能还在持续增加。
可以见得,实际上公司在未来的时候,将会充分受益于培育钻石市场兴起,从而带来巨大的红利,从而让公司有了新的发展。
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二、行业角度
据统计数据来看,2020年,国内对培育钻石的认知度还没有超过2%,然而2021年上半年就上升到5%,但是这时候的美国,认知度已经大于60%,能了解到,培育钻石以后会具有很大的发展潜力。
另外,2020年开始,因为疫情影响,钻石市场需求持续下滑,不过价格相对更低的培育钻石的需求量却变得更大。据业内人士透露,2021年培育钻石,目前已是供不应求的场面。
除此以外,海外钻石头部品牌也加入进来,因为国内钻石品牌进来的缘故,培育钻石会更加吸引大众的目光,需求还将更进一步上升,因此,行业未来发展潜力是挺大的。总而言之,黄河旋风作为国内培育钻石最优秀的企业,将率先受益且充分受益这场钻石红利,因此公司未来的股价表现也会非常好。
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从不知道有如此"硬"上市公司--黄河旋风,目前,是国内规模领先、品种最齐全、产业链最完整的超硬材料供应商。公司近来颇受市场青睐,主要的原因就是全球钻石市场的需求有所下滑,,但培育钻石(即人造钻石)需求却反而有明显的涨幅。多年以来,黄河旋风一直做的就是人造钻石业务,将迎来自己的第二增长曲线,接下来,我们就好好的了解一下这家优秀的硬公司。
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一、公司角度
公司介绍:黄河旋风把超硬材料及制品,超硬复合材料及制品等列为它的主要经营产品。制品有砂轮、刀具、钻头、锯片等多种形式,主要应用于勘探开采、机械加工、光学玻璃和宝石加工、电子电器制造等行业,对我国的尖端技术的创新、国民经济的发展以及人民生活水平的提高具有重要作用。
掌握了公司的基础概况后,详细来说说公司独特的投资亮点。
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经历了创新之后,在金刚石装备、产品及应用方面填补了国内多项空白,目前,黄河旋风已成长为国内规模领先、品种最齐全、产业链最完整的超硬材料供应商,在业内属于领头羊。
亮点二:培育钻石业务国内第一,未来持续发力
目前黄河旋风和中兵红箭两家公司一起,在中国人造钻石中占据了70%产能。整个世界有二分之一的产能来源于中国,而黄河旋风作为超硬材料领军者,在技术和市场份额方面的优势都异常明显,而且是国内最大型的人造金刚石生产基地,产量属于全国第一、世界前列。
黄河旋风自身发布的公告中显示,公司在制作钻石方面从研发到量产有20余年的技术沉淀优势,公司研发技术还在持续创新中,而且产能呈现出不断上涨趋势。
可以见得,实际上公司在未来的时候,将会充分受益于培育钻石市场兴起,从而带来巨大的红利,从而让公司有了新的翱翔的天地。
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二、行业角度
据统计数据得出,2020年,国内在培育钻石的认知度上不及2%,但是2021年上半年就提升到5%,可是同一期间的美国,认知度已经不止60%,因此,培育钻石以后的市场空间可不小。
还有就是,2020年开始,在新冠疫情的背景下,钻石市场需求持续在下降,可相对更低价的培育钻石的需求却变多。据业内人士讲述,2021年培育钻石,已经发生了供不应求的局面。
并且,众多海外钻石头部品牌也纷纷参与,由于国内钻石品牌的参与,培育钻石会越来越吸引大家,需求量会变得非常巨大,因而行业将来成长空间会很宽阔的。综上所述,黄河旋风在国内培育钻石的企业中属于龙头企业,是可以更早并且充分享受到这场钻石红利,看好公司未来的股价表现。
但是文章具有一定的滞后性,如果比较关注黄河旋风的未来行情,直接来点击链接看看吧,有比较专业的投资顾问,可以帮助你,诊下黄河旋风估值是高估还是低估:【免费】测一测黄河旋风现在是高估还是低估?
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⑦ 我国的人工合成金刚石
沈才卿
作者简介:沈才卿,中宝协人工宝石专业委员会第一届副主任委员,第二、三届常务副主任委员兼秘书长,核工业北京地质研究院成矿模拟实验室高级工程师。
一、金刚石的性质
金刚石的化学成分是碳(C),可含有硼和氮等杂质。
结晶状态:晶质体。
晶系:等轴晶系,常见八面体、菱形十二面体、立方体等晶形,晶体常发育阶梯状生长纹、生长锥或蚀象。
常见颜色:①白色系列,无色至浅黄、浅褐;②彩色系列,深黄、褐、灰色,浅至深的蓝、绿、橙黄、粉红、红、紫红色,偶见黑色。
光泽:金刚光泽。
摩氏硬度:10。
密度:(3.52±0.01)g/cm3。
光性特征:均质体,偶见异常消光。
折射率:2.417。
双折射率:无。
色散率:0.044。
紫外荧光:长波下荧光从无至强均有,荧光颜色有蓝色、黄色、橙黄色、粉色等,短波较长波的荧光弱。
特殊性质:钻石热导率高于所有其他物质(最近人工合成的碳硅石除外),另外,发光性较特殊,将钻石置于日光下暴晒后,会发出淡青蓝色的磷光;在X射线照射下大多数发天蓝色或浅蓝色荧光,极少数不发荧光;在阴极射线下发蓝色或绿色光。
无论是天然金刚石还是人工合成金刚石,它们对所有的酸都是很稳定的,甚至在高温下酸也不能在金刚石晶体上显示出任何作用;但是,金刚石在碱、含氧盐类和金属等溶体中,很容易受浸蚀。由于金刚石的成分是碳,所以在纯氧中温度达到700~780℃可燃烧;在空气中不断加热至800~1000℃时也可燃烧;在真空中800~1700℃条件下,仅在结晶表面的薄层有石墨化,内部无变化;在惰性气体中,约1700℃以上时,整个结晶体迅速发生石墨化,最后成为石墨粉末,石墨化的开始温度随结晶体而异,在1600~1800℃之间。金刚石的熔化温度为(3700±100)℃。有缺陷的金刚石晶体,在加热时往往破裂,但结晶完好的金刚石晶体可以加热到1800~1850℃,且可急速冷却,此时它们不仅没有被破坏,反而由于消除了局部应力而使晶体得到强化。
最常见的金刚石晶体是八面体,其次是斜十二面体,真正的立方体是很少的。金刚石的硬度最高,却很容易裂开,它最容易沿晶体面网间距最大的(111)面裂开,这个面也称金刚石的“解理面”,著名的金刚石“库利南”原石重 3106.9克拉,就是利用金刚石的解理面劈成许多小块的。对于晶体完好、无可见缺陷的金刚石来说,将晶体劈开的压力在300~1000N/cm2之间。
二、金刚石的人工合成历史、方法和原理
1.人工合成金刚石的历史
1953年人工合成金刚石首次在瑞士 ASEA公司试验成功,但没有报道。1955年2月15日美国通用电气公司最先报道了人工生长金刚石获得成功的消息,取得了发明权。自此,世界各国纷纷进行人工合成金刚石的试验和开发,起初人们只能大量合成出细小的、质量不高的工业级金刚石,主要供工业方面应用。但人们一直在设法长出优质的金刚石大单晶。终于在1970年,美国通用电气公司宣布用晶种法、经过七天时间生长出了5~6mm的宝石级金刚石,晶体重量达1克拉左右。后来,他们致力于提高晶体生长速率的研究,只需几十小时就可生长出上述同样大小的金刚石。1992年,该公司合成出热导率比天然金刚石大2倍的超级金刚石,颗粒重量达到3克拉。南非 De Beers公司在20世纪70年代初能生长出宝石级金刚石,1987年生长出了11.14克拉的大单晶,是浅黄色、透明的宝石级八面体歪晶形金刚石,1990年又宣布生长出了14.3克拉的金刚石大单晶,资料表明,后来又合成出重30多克拉的黄—棕色金刚石晶体。前苏联科学院西伯利亚分院1990年宣布生长出了7.5mm,重1.5克拉的不同颜色的宝石级金刚石。他们是目前世界上唯一能将人工合成钻石(通常将加工好的金刚石称钻石)进入市场的国家。如今,俄罗斯与泰国的合资企业 Tairus公司生产人工合成钻石,既供裸钻又供镶嵌好的钻饰。据报道,美国向俄罗斯购买了人工合成宝石级金刚石的技术,因此,市场上也有美国生产的人工合成钻石。
2.我国的人工合成金刚石历史
我国的人工合成金刚石于 1963年获得成功,由于工艺比较成熟,还有专门生产设备的厂家,供求量又大,不少乡镇企业都能生产。据1998年统计,我国有大小人工合成金刚石厂3000家左右,年产量5亿克拉左右,但这些人工合成金刚石都比较小,只能作工业用,其质量属于工业级。对于大颗粒金刚石,曾于1974年由上海硅酸盐研究所用金属薄膜法生长出了优质金刚石大单晶,并于1977年生长出最大达4mm,重量达0.29克拉的含硼半导体金刚石大单晶,后于1985年又采用晶种法获得了直径3.2mm,重量为0.2克拉的优质人工合成金刚石大单晶。但直到现在,我国尚未进入商业生产人工合成宝石级金刚石的行列,也就是说,珠宝首饰市场上至今没有我国生产的人工合成钻石。据2002年年中的不完全统计,我国人工合成金刚石厂有4000~5000家,但生产单颗粒工业级人工合成金刚石的厂家只有450家左右,其他主要是生产聚晶金刚石或生产金刚石制品的。然而,这450家左右的人工合成工业级金刚石厂的产量较大,从消耗的原材料与触媒量估算(原材料与触媒的用量与人工合成金刚石的产量之间有一定的比例),我国人工合成工业级金刚石的年产量应当有12亿克拉左右,估算年生产能力可达15亿~20亿克拉。通过强强联合或兼并,我国目前年产量达2000万克拉人工合成工业级金刚石的厂有10家左右,最大的厂家可达年产量1亿~2亿克拉人工合成工业级金刚石。六面顶金刚石压机用的叶蜡石外形见图1,合成金刚石原料分选机见图2。
图1 六面顶金刚石机用叶蜡石外形
3.我国人工合成工业级金刚石的优势与劣势
我国人工合成工业级金刚石年产达12亿克拉左右,但目前全世界年产人工合成工业级金刚石(除中国外)有7亿~8亿克拉,其中主要生产国及公司有:俄罗斯,年产 2亿克拉左右,美国,年产2亿克拉左右,De Beers公司年产2亿克拉左右,可见我国年产量的优势很大。但是,我国生产人工合成工业级金刚石的劣势也很大,主要差距有:①每一次合成金刚石产量(单产)的差距:国外达到单产600~700克拉;我国97%以上的人工合成工业级金刚石生产厂用的是六面顶金刚石压机,最少的单产仅10克拉左右,好的能达到单产30克拉左右,最好的能达到单产40克拉左右;二面顶金刚石压机单产较高,可达60克拉左右,可见与国外人工合成金刚石单产差距很大。②人工合成工业级金刚石质量的差距:人工合成工业级金刚石的质量主要有下列几方面:合成金刚石单颗粒抗压强度、晶体形态、热稳定性、抗冲击强度、粒度大小等,与国外主要生产国生产的人工合成工业级金刚石比,我国生产的人工合成工业级金刚石质量比较差。国内同类产品比较,二面顶金刚石压机生产的人工合成工业级金刚石的质量比六面顶金刚石压机生产的人工合成工业级金刚石质量好。③价格差距:我国出口的人工合成工业级金刚石以原料为主,每克拉平均销售价为10美分左右;国外的人工合成工业级金刚石原料平均售价70~80美分,最高售价可达1~2美元。价格是由产品质量决定的,这也印证了我国生产人工合成工业级金刚石的质量较差的评价。④设备的差距:国外以二面顶金刚石压机为主要生产设备,其压力相当于6000~10000t,合成腔的体积大,所以单产高;我国有97%的人工合成金刚石是用六面顶金刚石压机生产的,其优点是投资低,技术难度不高;但缺点是合成压腔小,单产低,质量差;对于二面顶金刚石压机来说,其压力比六面顶金刚石压机大,但压力相当于2500吨,比国外的二面顶金刚石压机的压力小很多,合成腔也比国外的小,所以单产比较低。我们能把压力提高吗?!难。据说主要是国内生产的相当于6000吨压力用的合成腔材料质量达不到要求。目前,国内已有单位从国外引进相当于6000吨压力的金刚石压机用以生产高质量的人工合成工业级金刚石。
图2 合成金刚石原料分选机
4.我国人工合成金刚石的最新进展
1)在20世纪90年代,原国家建材部人工晶体研究所,曾用化学气相沉淀法(CVD)法生长出2mm厚、5mm边长的黑色金刚石戒面供应市场。据北京航空航天大学陈汴琨教授介绍,2006年我国某单位已能用此法生长出厚1mm左右,面积100cm2左右,重量为150克拉的金刚石块体,只不过价格还偏高,这样一块金刚石原料的价格在1万元人民币左右。
2)2003年8月14日,《宝玉石周刊》刊登了“我成功在440℃下合成金刚石”的消息。中国科学技术大学陈乾旺教授领导的研究组在关于“低温还原 CO2合成金刚石”研究中,实现了在440℃的低温条件下,以CO2为碳源成功地合成了250μm的大尺寸金刚石,首次实现了从CO2到金刚石的逆转变,在国际学术界引起极大反响。陈乾旺教授和同事们自行研制高压反应釜进行实验,用安全无毒的CO2作原料,使用金属Na作为还原剂,在440℃和80MPa的条件下,经过12h的化学反应,终于将CO2还原成了金刚石。目前,已能生长出1.2mm的金刚石,有望达到宝石级,CO2转化金刚石的产率达8.9%,X射线衍射及拉曼光谱的分析结果都证实,这些合成的颗粒就是金刚石,它无色、透明,可与天然金刚石媲美。该工艺重复性很好,用其他碳源和还原剂也取得了成功,有关结果已申请国际专利。
5.人工合成金刚石的原理
众所周知,金刚石的化学成分与石墨相同,都是碳(C),但石墨很软,金刚石很硬,区别在于石墨为六方结构,金刚石为立方结构。要把石墨的六方结构转化成金刚石的立方结构,条件很苛刻,需2700℃温度和12.5GPa的压力。这样高的温度和压力给生产设备的制造带来相当大的困难,且转化率不高。后来人们采用了过渡族金属元素铁、钴、镍、铬、锰等组成的“触媒剂”,便可以在1200℃和4GPa下使石墨转化成金刚石。石墨在触媒作用下转变成金刚石的结构简图见图3。
图3 石墨在触媒作用下转变成金刚石的结构简图
比较转变前后的结构变化,可以看出石墨层间距缩小了大约1.3×10-10m。石墨层中的相邻原子分别相对于层平面垂直方向向上和向下位移了大约2.5×10-10m,变成相距为5.0×10-11m的双层。双层中原子间以共价键连接形成了扭曲的六边形格子,原子间距伸长为1.54×10-10m。这样,上双层的下次层与下双层中的上次层的原子彼此完全对应,且亦相距1.54×10-10m。只要原来的自由 2Pz电子成对地集中到这些相对应的原子对间形成键长为1.54×10-10m的垂直共价键,就可以变成金刚石的结构。这种转变方式显然要比把石墨中的碳原子拆散,再重新组成金刚石的转变容易得多。目前,世界各国的人工合成工业级金刚石都采用此方法,操作时采用一片高纯石墨片,一片金属触媒片交互重叠组装后放入专用装置中,再在二面顶或六面顶金刚石压机中进行合成(图4)。但我国至今没有生产宝石级合成金刚石(通常认为要达到 5mm大小的晶体)的厂家,几乎全部是工业级合成金刚石和金刚石产品深加工企业。
图4 两面顶金刚石压机及产品
对于宝石级大颗粒金刚石的人工合成,一般采用金刚石作晶种,用金刚石粉代替石墨作碳源,生长腔的中间温度比两端高,必须采用金属触媒剂。晶种触媒法生长宝石级金刚石的两种不同合成腔结构如图5。
图5 合成宝石级金刚石的两种不同合成腔结构
其生长工艺过程如下:腔体中部(热区)放置金刚石粉(或光谱纯石墨与金刚石粉的混合物),用镍铁(1:1)合金为触媒剂,金刚石晶种安放在两端冷区,在高温超高压条件下(5.5GPa,1300~1400℃之间),原料区的碳源迅速溶解于熔融触媒金属液中,在温度梯度30~50℃的推动下,热区中的碳向冷区的金刚石晶种方向扩散,在温度的降低过程中必然出现部分过饱和浓度的碳,这些碳沉积在金刚石晶种上,从而使晶种不断长大成金刚石大晶体,直到碳源消耗完为止。若在原料中人为加入某些杂质,就可以使金刚石着色,如加入氮(通过加入少量的钛吸附氮元素)可获得黄色或绿色;加入硼则可获得蓝色,并具有半导体性质;加入足够量的钛可使合成钻石变成无色;加入一定量的铁也可使合成钻石获得近于无色的合成钻石。在这里,触媒剂既起溶解碳的作用,又起加快金刚石生长的催化剂作用。
6.人工合成金刚石方法面面观
人工合成金刚石的方法很多,上面说的两种方法是最常用的方法。因不同的用途还有不同的方法,随着科学技术的发展也发明了一些新的合成方法,总共有数十种,下面介绍5种:
(1)爆炸法
利用烈性炸药爆炸时产生的高温高压使石墨转化成金刚石,但由于保持温度和压力的时间很短,所以形成的金刚石颗粒很小,平均粒度不到10μm,最大粒度约40μm,最佳情况下,每千克炸药能合成 60克拉金刚石微粉,产品适宜制造研磨膏,也可作为聚晶金刚石的原料。此法的最大优点是便宜、投资少、单次产量高(可达500克拉)。
(2)液中放电法
将含有触媒金属的石墨电极及空心圆筒石墨(或金属)作成两电极,浸在低蒸发热的液体介质中(如四氯化碳),空心圆筒电极与石墨电极同轴,当接通很大的电流电压时,两电极间产生火花放电,使液体产生冲击波,形成高温高压区,石墨可转化成金刚石。此法可获得0.5mm的金刚石微粉,主要缺点是产量不高。
(3)常压高温合成法
也称CVD法,这是在常压下合成金刚石的方法。此法用含碳的甲烷气体或酒精浓度的白酒作原料,在常压下经加热分解出碳原子(等离子体),在电场的作用下,游离的碳原子在金刚石籽晶表面上沉积生长出金刚石,也可以在非金刚石表面镀金刚石微粒。用这个方法生长的金刚石原来速度很慢,颗粒很细,常用于表面镀膜,例如在导弹头上用此法镀金刚石薄层。近年来,国际上对此法的研究获得了技术上的突破,生长速度大大提高,已能生长出 10克拉以上的大单晶金刚石,成为各国竞相开发的热门工艺,我国也在迎头赶超。
(4)常压真空合成法
在真空炉中放入触媒金属,再撒上石墨粉,然后抽真空加热,在900℃下恒温10h,可用于钻头和磨料的工业级金刚石就在加热的混合物中结晶析出,经过分离即可使用。
(5)还原二氧化碳合成金刚石
2003年8月14日,《宝玉石周刊》刊登了“我成功在440℃下合成金刚石”的消息。中国科学技术大学陈乾旺教授领导的研究组在关于“低温还原CO2合成金刚石”研究中,实现了在 440℃的低温条件下,以 CO2为碳源成功地合成了250μm的大尺寸金刚石,首次实现了从 CO2到金刚石的逆转变,在国际学术界引起极大反响。
三、人工合成金刚石的用途和前景
人工合成金刚石有着广泛的用途。
1)我们常见的地质勘探用金刚石钻头,切割石头和道路的金刚石锯片(图6)。加工宝石用的金刚石磨盘、金刚石微粉抛光膏,金刚石拉丝模等等都少不了金刚石,并且用量是很大的,据1975年统计资料,全世界每年金刚石用量为12.5亿克拉,其中绝大部分用的是人工合成金刚石。
图6 人工合成金刚石制的锯片
除此之外,人工合成金刚石在高科技和国防工业上也有很大的用处。
2)利用金刚石的高导热性,可以用来作固体微波器件及固体激光器件的散热片,为制造微型雷达和通讯设备创造了有利条件。
3)利用Ⅱa型金刚石的半导体特性,及耐高温与散热、高硬度和抗腐蚀等优良性能,可以做金刚石整流器、金刚石三极管、金刚石温度计等,在宇宙航行中可大显身手。
4)厨具革命:在日用消费品领域,各种厨具的表面可镀上合成金刚石膜,这样,钻石的低摩擦系数使食物更不易粘在锅底;钻石的高硬度使厨具不会轻易遭到损坏等。
5)无油轴承:在现有的轴承表面镀上合成金刚石膜,可大大降低摩擦系数,不用油且不易损坏,同时可保护轴承免遭海水的腐蚀。
6)钻石窗:钻石对可见光及红外光等光谱范围内的电磁辐射是完全透明的,对高速雨滴及尘埃具有较强的抵抗力,又可迅速传导由于空气摩擦而产生的热量,这些特性使钻石在航天探测中具有重要意义。如1978年,美国先锋号宇宙探测器在对金星进行的探测中,就安装了钻石窗,由于金星的大气压是地球的近100倍,因此当探测器在金星的大气层中下降时,钻石窗既能承受巨大的热量和压力,又能使金星大气层中的红外线穿过钻石窗而不被吸收,从而使探测器能成功地测量到金星大气中的红外辐射。当时的这一钻石窗是从一块宝石级天然金刚石上切下来的,现在可以用CVD方法人工合成出类似或更大直径的钻石窗了。
7)超级计算机应用:采用数字集成电路的大型计算机的运算速度取决于信号在各块芯片之间的传送速度,人们采用了三维多芯片模块,但信号在芯片之间的高速传送会释放出大量的热量,以前用液氮来解决,现在采用芯片直接安放在高纯度的合成金刚石膜上进行散热,可大大提高超级计算机的运算速度。
由此可见,人工合成金刚石对工业的发展、科学技术的发展和国防工业的发展具有重要作用。从这里,我们也看到了人工合成金刚石或钻石的前景非常广阔。
参考文献
沈才卿,吴国忠.1994.人造宝石学 .北京:中国地质大学出版社.
郭永存等.1984.金刚石的人工合成与应用.北京:科学出版社.
何雪梅,沈才卿.吴国忠.1997.宝石的人工合成与鉴定.北京:航空出版社.
何雪梅,沈才卿.2005.宝石人工合成技术.北京:化学工业出版社.
张蓓莉等.1997.系统宝石学.北京:地质出版社.
《宝玉石周刊》(报纸)2003年8月14日.
⑧ 为什么有了人造金刚石,我们的钻石价格还高高在上
因为人造金刚石,都是一些比较次的钻石。
这些钻石,用在工业上还比较好。用来当做奢侈品的话,还不够格。
记得之前看过一些科技杂志,里面有写到,人造金刚石的纯度都很一般。而且制作出来的钻石都特别小,没有什么价值。只能是用在一些工业上,例如那些玻璃刀之类的工具。
当然,过了这么多年,人造金刚石的技术还是不是那么的low,就不清楚了。
不过有一定可以确定,就是钻石这东西,是被炒起来了,现在价格是很难跌下去的。
其实,在市场上,有一个规律,就是供求关系影响价值。如果钻石的生产量特别大的话,到时市场上的钻石多了,势必会影响到价格。
只是以前钻石的老大为了稳住这钻石的市场,想尽了很多办法。例如用广告炒作,还有就是垄断,控制供货量等等。
相信都还记得那句钻石恒长久,一颗永流传的金句吧!
那些钻石老大,为了稳住钻石的价格,可谓想尽了办法。他们就是要让人知道钻石很高贵,不是低廉价的东西,就像奢侈品一样,就算量再多,也不会影响到价格。
最后,真的如他们所愿了。
现在,就算开发出来一个新的钻石矿,也很难影响到钻石的价格。因为钻石已经被人们定义为贵重物品。所以,就算有新的钻石商人要来做这门生意的话,自己也不会随便的便宜出售钻石,毕竟,这是砸自己的招牌,还有断自己后路。
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如此"坚硬"的上市公司--黄河旋风,放眼国内它是规模领先、品种最齐全、产业链最完整的超硬材料供应商。近期公司在市场上很讨人喜欢,主要的原因就是全球钻石市场的需求有所下滑,但是培育钻石也就是人造钻石的需求却大幅上涨。黄河旋风可以说做了很多年的人造钻石业务,即将迎来自己事业的又一次腾飞,下面,我们就仔细的分析一下这家优秀的硬公司。
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一、公司角度
公司介绍:黄河旋风主要经营的产品一类是超硬材料及制品,另一类是超硬复合材料及制品等。制品包含了砂轮、刀具、钻头、锯片等多种形式,主要应用于勘探开采、机械加工、光学玻璃和宝石加工、电子电器制造等领域,对我国的尖端技术的创新、国民经济的发展以及人民生活水平的提高具有重要作用。
简单描述完公司的基本概况后,详细来说说公司独特的投资亮点。
亮点一:善用创新之刃,填补国内空白,打造业内领先
黄河旋风利用自身科研平台,承担了"国家超硬材料及制品区域特色高技术产业链"2项,"国家火炬计划"9项,"国家科技兴贸"2项,拥有有效专利307项,其中发明专利16项,参与制定国家标准3项,参与制定行业标准9项。
通过不断的创新,让金刚石装备、产品及应用方面有了更多的可能,目前,黄河旋风已成长为国内规模领先、品种最齐全、产业链最完整的超硬材料供应商,在业内有一定的地位。
亮点二:培育钻石业务国内第一,未来持续发力
如今黄河旋风和中兵红箭两家公司一起,占据了中国人造钻石70%产能。在全球范围内中国产能所占比例为50%,作为超硬材料的指引者--黄河旋风,在技术和市场份额方面的优势都异常明显,并且它还是国内最大的人造金刚石生产基地,产量处在全国第一、世界前列。
黄河旋风自身发布的公告中显示,公司在培育钻石方面从研发到量产有20余年的技术沉淀优势,公司研发技术还在不断更新中,并且产能一直保持增长的趋势。
可以见得,实际上公司在未来的时候,将会充分受益于培育钻石市场兴起,从而带来巨大的红利,从而让公司有了新的发展。
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二、行业角度
据统计,2020年,国内关于培育钻石的认知度方面比2%少,可是2021年上半年就提高到5%,可是同一期间的美国,认知度已经不止60%,可以知道,培育钻石未来的发展空间一定不会小。
与此同时,2020年开始,在疫情影响之下,钻石市场需求越来越少,可相对更低价的培育钻石的需求却变多。按照业内人士的判断,2021年培育钻石已位于供不应求的情形中。
不仅如此,大多数海外钻石头部品牌也来了,由于国内钻石品牌参与的影响下,培育钻石会变得让大众更加熟知,需求量会变得非常巨大,因此,行业未来发展潜力是挺大的。综上所述,黄河旋风在国内培育钻石的企业中属于龙头企业,能够第一个同时充分享受到这场由钻石带来的收益,所以公司未来的股价表现也不会差。
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一、公司角度
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你们大概了解公司的基本概况后,具体聊聊公司独特的投资亮点。
亮点一:善用创新之刃,填补国内空白,打造业内领先
黄河旋风利用自身科研平台,承担了"国家超硬材料及制品区域特色高技术产业链"2项,"国家火炬计划"9项,"国家科技兴贸"2项,拥有有效专利307项,其中发明专利16项,参与制定国家标准3项,参与制定行业标准9项。
在不断创新与成长下,在金刚石装备、产品及应用方面开拓了新的领域,目前,黄河旋风已成长为国内规模领先、品种最齐全、产业链最完整的超硬材料供应商,在业内属于佼佼者。
亮点二:培育钻石业务国内第一,未来持续发力
而今黄河旋风和中兵红箭两家公司一起,在中国人造钻石中占据了70%产能。中国所占的产能比例在世界上为50%,而超硬材料的领军者--黄河旋风,不管是技术还是市场份额方面,都处于领先地位,在国内,还属于最大的人造金刚石生产基地,产量居全国第一,以及世界前列。
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