1克拉鉆石15天“長”成 一企業(yè)通過人工培育“種”出鉆石
文/廣州日報全媒體記者劉鵬飛
“鉆石恒久遠,一顆永流傳”!然而,隨著人工培育的鉆石出現,這句將鉆石定義為愛情見證的廣告語正悄然被改寫。在佛山市順德區(qū)樂從鎮(zhèn)一產業(yè)園內的工廠里,一顆厚度約為0.3毫米四方形薄片在15天迎來華麗的變身,成為1克拉的人造鉆石。隨著堆積的時間越長,人工培育的鉆石也會越來越大。小小的四方薄片如何變身、這里面有什么樣的黑科技……不妨跟著記者一起走進位于佛山順德樂從的這家工廠一探究竟。
3.5克拉毛鉆打磨出1克拉鉆石
工作人員小心翼翼地將幾塊被清理干凈的、厚約0.3毫米的四方形薄片(晶種),均勻地放入設備生產臺上的木片上。設備啟動后,微量的惰性氣體被充入到晶體所在真空腔內。在微波等離子體的作用下,甲烷會被電離分解成碳原子和氫原子。“碳原子會慢慢地沉積到晶種上,一層層地長大?!狈鹕绞泻9庵悄芸萍加邢薰究偨浝碇矶Ρ硎荆诠ぷ魅藛T的“精心呵護下”,長和寬都為7mm的晶體經過15天便長成3.5克拉左右的鉆石毛坯。經過工作人員的激光切割、打磨拋光等工序,一顆重1克拉的人造鉆石便“長”出來了。
在晶種的“生長”過程中,工作人員會通過真空腔的視窗觀察生長情況,并隨時檢測生產設備的技術參數?!凹偃缇w表面出現了瑕疵,我們會停機取出晶體進行處理,然后再放進機器里進行生長。”丁劍說,晶種的尺寸不同、堆積時間不同,產出的毛坯鉆石大小也不同。
從金剛石模塊開發(fā)轉換賽道
據介紹,該公司的母公司從事金剛石陶瓷切割、磨塊、磨具的研發(fā)已經有十幾年。丁劍告訴記者,公司通過轉型開辟了另外一條賽道。在探索過程中,公司管理層調研了很多地方,發(fā)現培育人工鉆石的企業(yè)在國內不是很多,做得頂尖的就更少了,覺得非常有市場前景。無論是人工鉆石還是金剛石模塊研發(fā),都與鉆石有關,兩者有一定的相通性。
產業(yè)的轉型為企業(yè)帶來了可觀的利益,丁劍說,公司培育的人造裸鉆提供給珠寶首飾企業(yè),人工鉆石備受年輕人歡迎。此外,公司自主研發(fā)的MPCVD(微波等離子體化學氣相沉積)機器和鉆石晶種也深受國內外企業(yè)的青睞。與此同時,他們還成立了一家設備公司,專門生產“鉆石生長”的機器設備。這個舉措為公司贏得了人造鉆石生產設備的市場。“這些設備還出口到了印度。”丁劍指著車間里正在組裝的設備表示,今年接了20多個國際訂單,預計年產值有3億元。
盼技術突破應用到半導體行業(yè)
談及企業(yè)未來的發(fā)展,丁劍告訴記者,人工培育出來的鉆石主要是應用到珠寶和半導體材料兩方面。當時企業(yè)上設備的主要目的就是想往“芯片”方向發(fā)展。不過由于受目前技術、行業(yè)發(fā)展等原因所限,以人造金剛石片作為芯片價格很高。未來五年,他們希望人造金剛石材料在半導體方面的應用有所突破,尤其是在CVD晶種的芯片應用上發(fā)力,發(fā)揮人造金剛石材料的優(yōu)勢,以更多科研成果助力國內芯片技術的發(fā)展。
在丁劍看來,隨著今后技術的突破,生長的晶種越來越大,就可替代碳化硅材料做成芯片?!澳壳笆芫ХN生長的尺寸大小影響,所以還不能完全應用到光學半導體上?!倍φf,目前的行業(yè)狀況將晶種做成芯片也沒有成本優(yōu)勢,一片薄薄的晶種價格就要幾千塊。只有等行業(yè)高速發(fā)展并且技術有所突破,將單價拉低后,人工培育的鉆石才能在半導體行業(yè)里迎來機會。
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