人造金剛石作為一種無機非金屬材料，屬新材料范疇，具有超高硬度、突出耐磨性能等特性，廣泛應用在機械加工、石材工業、建筑工業、地質鉆探與開采、光學玻璃、電子工業、信息工業等行業。人造金剛石是目前已知材料中硬度最高的材料，其合成離不開非金屬礦物功能材料的參與，其中石墨、葉臘石、白云石等非金屬礦物在人造金剛石合成中發揮著不可替代的作用。
1、人造金剛石合成方法
人造金剛石的合成按照合成條件可以分為高壓合成法和低壓合成法，按照轉化方式又可以分為間接轉化法和直接轉化法。
間接靜壓法能夠保證產品有可重復的尺寸、形狀和韌性（或脆性），大約90%的工業用金剛石采用這種方法合成。
金剛石合成所需要的溫度與壓力條件
2、人造金剛石合成用非金屬礦物功能材料
人造金剛石合成原料主要有石墨粉、葉臘石粉、金屬觸媒、預合金粉、白云石粉等，一般情況下，這些上游原輔材料成本占金剛石合成成本的60-70%，其中石墨、金屬觸媒一般供應充足，但葉臘石存在一定的發展瓶頸。下面我們將分別就石墨、葉臘石、白云石在人造金剛石合成中的作用進行介紹。
人造金剛石產業鏈
（1）石墨材料
石墨材料是合成人造金剛石的主要原料。石墨與金剛石是同素異形體，人造金剛石就是在高溫高壓下促使石墨發生同素異構轉變來生成金剛石。石墨除為金剛石生長提供必需的碳源外，還用于輔助加熱或者改善腔體溫度分布。
人造金剛石用石墨材料的性能指標主要有石墨化度、氣孔率與密度、灰分(純度)與電阻率、晶體結構等，這些主要性能之間具有極高的相互關聯性，并統一于石墨這個整體中。因此，在選擇合成金剛石用石墨材料時應該綜合考慮其各項性能，并應針對不同的實際生產條件進行選擇。
GB/T 14898-2004 國標對幾種人造金剛石用石墨材料理化性能的規定
（2）葉臘石
葉臘石是高溫高壓合成金剛石過程中一種不可或缺的輔助原材料，其具有較高的壓力傳遞效率，核心功能是密封、保溫、絕緣。在金剛石合成過程中，由葉臘石擠壓形成的密封邊，具有極佳的絕緣性、密封性能。由于葉臘石材質的特殊性，目前在合成金剛石上尚無其他產品可以替代。因此，葉臘石在超硬材料行業中具有極其重要的地位。
我國葉臘石資源豐富，主要集中分布在福建、浙江，其中福建省葉蠟石儲量占全國儲量的一半以上。但適宜用作合成金剛石的葉蠟石資源在我國卻有限，其中以北京門頭溝地區出產的葉臘石居多，主要原因是門頭溝地區產出的葉臘石比較適合采用間接靜壓法合成人造金剛石。
隨著北京門頭溝地區葉臘石開采正在被逐步關停，有可能推動葉臘石價格上漲，長期依賴天然葉臘石的超硬材料行業面臨著前所未有的挑戰。這對其它地區的葉臘石資源來說可能是一種機遇，不過最終還要看其它地區出產的葉臘石能否滿足人造金剛石生產的需要。
（3）白云石
葉臘石在高溫高壓下會脫去內部存在的結晶水而發生結構相變，相變的產生使葉臘石的傳壓性能下降，壓力損耗加大，保溫性能變差。為了保持腔體內部溫度穩定，通常在腔體內部葉臘石容易發生相變的位置，采用穩定性能較好的白云石替代。
白云石在高溫高壓下不發生相變，保溫性能強于葉臘石，能夠增強合成腔體中的溫度均勻性。但白云石內摩擦系數較小，故其密封性能較差，因此僅適用于用作高壓合成腔體的內層保溫與絕緣管。
3、國外人造金剛石超硬材料主要生產商
| 企業名稱 |
國家 |
主要產品 |
其他 |
| Element Six |
英國 |
人造金剛石聚晶、立方氮化硼聚晶、刀具材料、大單晶產品 |
前身為DeBeers超硬材料事業部，行業內大部分牌號和標準的制定者；人造金剛石聚晶刀具材料市場占有率世界第一 |
| Diamond Innovation |
美國 |
寶石級鉆石、高端超硬材料復合制品，包括PCD和PCNB復合片和拉絲模坯 |
前身為美國GE公司超硬材料事業部，是單晶和聚晶人造金剛石以及PCD復合片的發明者 |
| US Synthetic |
美國 |
石油、天然氣用PCD復合片和寶石級金剛石 |
石油、天然氣行業人造金剛石聚晶產品全球市場占有率第一 |
| ILJIN Diamond |
韓國 |
傳統以人造金剛石為主要產品，正向超硬材料刀具制品方向發展 |
工廠位于韓國和中國；分為高、中、低檔產品 |
| 住友 |
日本 |
寶石級單晶、復合超硬材料拉絲模、人造金剛石、立方氮化硼聚晶、刀具 |
拉絲產品為優勢領域，與美國DiamondInnovation公司同為全球較大的拉絲模坯制造商 |
4、中國人造金剛石主要生產商
| 企業名稱 |
業務范圍 |
產品 |
產能 |
| 中南鉆石有限公司 |
超硬材料、超硬材料制品 |
人造金剛石單晶、立方氮化硼單晶 |
60億克拉 |
| 黃河旋風股份有限公司 |
超硬材料、金剛石制品、UDS系列金剛石壓機、建設機械、特種車輛和自動化控制裝置六大類產品 |
人造金剛石、金剛石制品及工具、金剛石公路設備，特種車輛、金屬粉末、電動車等產品 |
25億克拉 |
| 華晶金剛石股份有限公司 |
人造金剛石及其原輔材料的研發、生產和銷售，制品及合成設備研發 |
人造金剛石單晶、原輔材料 |
20億克拉 |
| 三門峽金渠超硬材料 |
人造金剛石制造 |
人造金剛石及原輔材料產品 |
約1.5億克拉 |
| 山東昌潤 |
人造金剛石制造 |
人造金剛石及原輔材料產品 |
約1.5億克拉 |
| 安徽宏晶 |
超硬材料及其制品 |
人造金剛石及原輔材料產品、立方氮化硼以及人造金剛石制品 |
約1億克拉 |
5、我國人造金剛石生產情況及存在的問題
中國人造金剛石產量變化趨勢圖
資料來源：中國產業信息網。
我國是人造金剛石的主要生產國。從2001 年到2009 年，我國人造金剛石的總產量由16億克拉增加到54 億克拉，8 年當中增長了2.4 倍，年均復合增長率16.4%，2010 年同比增速達到81%，隨后增速有所回落。2012 年，國內人造金剛石產量達到124 億克拉，占到全球人造金剛石單晶總產量的90%以上，2014 年人造金剛石產量達到168 億克拉。在地域分布方面，河南省是我國超硬材料的重要產業基地，擁有多家揚名國際的金剛石龍頭企業，金剛石、立方氮化硼（CBN）及金剛石復合片（PCD、PCBN）產品在國內市場的占有率達75%左右，原輔材料及其制品在國際市場也占有較大的份額。
我國金剛石產品主要以低檔的磨料級金剛石為主，在產品品種、質量、工藝技術和設備方面，與國際水平仍有一定的差距，主要表現在：粗顆粒高韌性產品少，產品品種牌號少，標準檢測水平滯后；合成高壓反應腔容積小，單產低，生產效率低；合成工藝可控制性差，人為因素影響大，新技術應用研究落后。
現今，科技的持續進步和工業水平的不斷發展對工業金剛石提出了許多更高更新的要求，對高品級和特種金剛石的需求勢必會擴大。這些都對人造金剛石用石墨、葉臘石、白云石等原材料的發展有著重要的導向作用。作為人造金剛石行業的參與者，石墨、葉臘石、白云石等原料生產供應商應時刻關注相關行業發展動向，以利于更好的發揮非金屬礦物在人造金剛石行業的重要作用。
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