Nói chuyện ngắn gọn về thực trạng ngành công nghiệp kim cương nhân tạo

Kim cương “vua vật liệu” nhờ những đặc tính vật lý tuyệt vời nên đã liên tục được khám phá và mở rộng trong các lĩnh vực ứng dụng trong nhiều thập kỷ.Để thay thế cho kim cương tự nhiên, kim cương nhân tạo đã được sử dụng trong các lĩnh vực từ công cụ gia công và máy khoan đến chất bán dẫn dải cực rộng, từ tia laser và vũ khí dẫn đường cho đến những chiếc nhẫn kim cương tỏa sáng trên tay phụ nữ.Kim cương nhân tạo đã trở thành một phần không thể thiếu trong ngành công nghiệp và trang sức.

A.Thông tin cơ bản

Kim cương tổng hợp là một loại tinh thể kim cương được tổng hợp bằng phương pháp khoa học thông qua mô phỏng nhân tạo điều kiện tinh thể và môi trường phát triển của kim cương tự nhiên.Có hai phương pháp thương mại hiện có để sản xuất hàng loạt kim cương - nhiệt độ cao và áp suất cao (HTHP) và lắng đọng hơi hóa học (CVD).Bằng công nghệ HPHT hoặc CVD, kim cương nhân tạo có thể được sản xuất chỉ trong vài tuần và thành phần hóa học, chỉ số khúc xạ, mật độ tương đối, độ phân tán, độ cứng, độ dẫn nhiệt, giãn nở nhiệt, truyền ánh sáng, điện trở và độ nén của kim cương tự nhiên chính xác là như nhau.Kim cương tổng hợp cao cấp còn được gọi là kim cương trồng trọt.
So sánh hai phương pháp chuẩn bị như sau:

Kiểu	Dự án	Phương pháp nhiệt độ và áp suất cao HPHT	Phương pháp lắng đọng hơi hóa học CVD
Kỹ thuật tổng hợp	Nguyên liệu chính	Bột than chì, bột xúc tác kim loại	Khí chứa cacbon, hydro
	Dụng cụ sản xuất	Máy ép kim cương 6 mặt	Thiết bị lắng đọng CVD
	Môi trường tổng hợp	Môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao	Môi trường nhiệt độ cao và áp suất cao
Trau dồi các đặc điểm chính của kim cương	Hình dạng sản phẩm	Dạng hạt, cấu trúc khối bát diện, 14	Tấm, khối kết cấu, 1 hướng phát triển
	Chu kỳ tăng trưởng	Ngắn	Dài
	Trị giá	Thấp	Cao
	Mức độ tinh khiết	Hơi tệ hơn	Cao
	Sản phẩm phù hợp	1 ~5ct để trồng kim cương	Trồng kim cương trên 5ct
Ứng dụng công nghệ	Bằng cấp ứng tuyển	Công nghệ đã trưởng thành, ứng dụng trong nước rộng rãi và có lợi thế rõ ràng trên thế giới	Công nghệ nước ngoài tương đối trưởng thành nhưng công nghệ trong nước vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu, kết quả ứng dụng còn ít.

Ngành công nghiệp kim cương nhân tạo của Trung Quốc bắt đầu muộn nhưng tốc độ phát triển của ngành rất nhanh.Hiện nay, hàm lượng công nghệ, carat và giá thiết bị sản xuất kim cương nhân tạo ở Trung Quốc có lợi thế cạnh tranh trên thế giới.Kim cương nhân tạo có những đặc tính tuyệt vời giống như kim cương tự nhiên, như siêu cứng, chống mài mòn và chống ăn mòn.Nó là một vật liệu phi kim loại vô cơ tiên tiến có hiệu suất cao, độ chính xác cao, bán vĩnh viễn và bảo vệ môi trường.Nó là vật liệu cốt lõi để sản xuất các công cụ gia công để cưa, cắt, mài và khoan các vật liệu có độ cứng và giòn cao.Các ứng dụng của thiết bị đầu cuối được bao phủ rộng rãi trong ngành hàng không vũ trụ và quân sự, vật liệu xây dựng, đá, thăm dò và khai thác mỏ, gia công cơ khí, năng lượng sạch, điện tử tiêu dùng, chất bán dẫn và các ngành công nghiệp khác.Hiện nay, ứng dụng quy mô lớn chính của kim cương nhân tạo chất lượng cao, cụ thể là kim cương trồng trọt, là trong ngành trang sức.

Cửa sổ tìm kiếm tên lửa	Mũi khoan kim cương để thăm dò dầu khí
Lưỡi cưa kim cương	Công cụ kim cương
Ứng dụng công nghiệp của kim cương nhân tạo

Điều kiện sản xuất kim cương tự nhiên rất khắc nghiệt nên khan hiếm đáng kể, giá cao quanh năm, giá kim cương nuôi trồng thấp hơn nhiều so với kim cương tự nhiên.Theo "Công nghiệp kim cương toàn cầu 2020-21" do Bain Consulting công bố, giá bán lẻ/bán buôn kim cương nuôi trồng đã giảm kể từ năm 2017. Trong quý 4 năm 2020, giá bán lẻ kim cương nuôi trong phòng thí nghiệm là khoảng 35% so với đó là kim cương tự nhiên và giá bán buôn bằng khoảng 20% ​​​​giá kim cương tự nhiên.Dự kiến, với việc dần dần tối ưu hóa chi phí kỹ thuật, lợi thế về giá thị trường trong tương lai của việc nuôi trồng kim cương sẽ rõ ràng hơn.

Giá kim cương nuôi chiếm tỷ lệ kim cương tự nhiên

B. Dây chuyền công nghiệp

Dây chuyền công nghiệp kim cương nhân tạo

Thượng nguồn của chuỗi công nghiệp kim cương tổng hợp đề cập đến việc cung cấp nguyên liệu thô như thiết bị sản xuất và chất xúc tác kỹ thuật, cũng như sản xuất máy khoan thô kim cương tổng hợp.Trung Quốc là nước sản xuất kim cương HPHT chính và sản xuất kim cương nhân tạo CVD cũng đang phát triển nhanh chóng.Một cụm công nghiệp đã được hình thành ở tỉnh Hà Nam bởi các nhà sản xuất kim cương nhân tạo thượng nguồn, bao gồm Công ty TNHH Kim cương Hua Cheng Châu, Công ty TNHH Kim cương Zhongnan, Công ty TNHH Cyclone Hà Nam, v.v. Các doanh nghiệp này đã phát triển thành công và sản xuất kim cương nhân tạo hạt lớn và có độ tinh khiết cao (kim cương được nuôi cấy).Các doanh nghiệp thượng nguồn làm chủ công nghệ sản xuất kim cương thô cốt lõi, có vốn mạnh, giá bán buôn kim cương thô tổng hợp ổn định, lợi nhuận tương đối phong phú.
Phần giữa đề cập đến việc buôn bán và gia công phôi kim cương tổng hợp, buôn bán máy khoan thành phẩm bằng kim cương tổng hợp, thiết kế và Khảm.Những viên kim cương nhỏ dưới 1 carat hầu hết được cắt ở Ấn Độ, trong khi những viên kim cương lớn như 3, 5, 10 hoặc những viên kim cương có hình dạng đặc biệt hầu hết được cắt ở Hoa Kỳ.Trung Quốc hiện đang nổi lên là trung tâm cắt lớn nhất thế giới, với Chow Tai Fook xây dựng một nhà máy cắt có sức chứa 5.000 người ở Phiên Ngung.
Hạ nguồn chủ yếu đề cập đến việc bán lẻ kim cương nhân tạo, tiếp thị và các ngành công nghiệp hỗ trợ khác.Kim cương nhân tạo cấp công nghiệp chủ yếu được sử dụng trong ngành hàng không vũ trụ, gia công và sản xuất cơ khí, thăm dò dầu khí và các ngành công nghiệp khác.Hầu hết kim cương nhân tạo chất lượng cao được bán cho ngành trang sức dưới dạng kim cương được nuôi trồng ở cấp độ trang sức.Hiện tại, Hoa Kỳ có thị trường trưởng thành nhất thế giới về trồng và phát triển kim cương, với chuỗi bán hàng tương đối hoàn chỉnh.

C. Điều kiện thị trường

Trong những năm đầu, đơn giá của kim cương nhân tạo cao tới 20 ~ 30 nhân dân tệ mỗi carat, khiến nhiều doanh nghiệp sản xuất mới bị cấm.Với sự phát triển của công nghệ sản xuất, giá kim cương nhân tạo giảm dần và trong những năm gần đây, giá đã giảm xuống dưới 1 nhân dân tệ mỗi carat.Với sự phát triển của ngành hàng không vũ trụ và quân sự, tấm silicon quang điện, chất bán dẫn, thông tin điện tử và các ngành công nghiệp mới nổi khác, việc ứng dụng kim cương nhân tạo trong lĩnh vực sản xuất cao cấp không ngừng mở rộng.
Đồng thời, do tác động của chính sách môi trường, quy mô thị trường ngành (xét về sản xuất kim cương nhân tạo) có xu hướng ban đầu giảm sau đó tăng trong 5 năm qua, tăng vọt lên 14,65 tỷ carat vào năm 2018 và đang dự kiến ​​sẽ đạt 15,42 tỷ carat vào năm 2023. Thay đổi cụ thể như sau:

Phương pháp sản xuất chính ở Trung Quốc là phương pháp HTHP.Công suất lắp đặt của máy ép đẩy sáu mặt quyết định trực tiếp đến năng lực sản xuất kim cương nhân tạo, bao gồm cả kim cương được nuôi cấy.Qua sự hiểu biết khác nhau của nhóm nghiên cứu dự án, năng lực hiện có của cả nước không quá 8.000 loại máy ép hàng đầu sáu mặt mới nhất, trong khi nhu cầu chung của thị trường là khoảng 20.000 loại máy ép hàng đầu sáu mặt mới nhất.Hiện tại, việc lắp đặt và vận hành hàng năm của một số nhà sản xuất kim cương lớn trong nước đã đạt công suất ổn định khoảng 500 chiếc mới, còn lâu mới đáp ứng được nhu cầu thị trường, vì vậy trong ngắn hạn và trung hạn, việc phát triển thị trường người bán trong ngành kim cương trong nước đang có tác động lớn. có ý nghĩa.