人造金刚石作为一种无机非金属材料，属新材料范畴，具有超高硬度、突出耐磨性能等特性，广泛应用在机械加工、石材工业、建筑工业、地质钻探与开采、光学玻璃、电子工业、信息工业等行业。人造金刚石是目前已知材料中硬度最高的材料，其合成离不开非金属矿物功能材料的参与，其中石墨、叶腊石、白云石等非金属矿物在人造金刚石合成中发挥着不可替代的作用。
1、人造金刚石合成方法
人造金刚石的合成按照合成条件可以分为高压合成法和低压合成法，按照转化方式又可以分为间接转化法和直接转化法。
间接静压法能够保证产品有可重复的尺寸、形状和韧性（或脆性），大约90%的工业用金刚石采用这种方法合成。
金刚石合成所需要的温度与压力条件
2、人造金刚石合成用非金属矿物功能材料
人造金刚石合成原料主要有石墨粉、叶腊石粉、金属触媒、预合金粉、白云石粉等，一般情况下，这些上游原辅材料成本占金刚石合成成本的60-70%，其中石墨、金属触媒一般供应充足，但叶腊石存在一定的发展瓶颈。下面我们将分别就石墨、叶腊石、白云石在人造金刚石合成中的作用进行介绍。
人造金刚石产业链
（1）石墨材料
石墨材料是合成人造金刚石的主要原料。石墨与金刚石是同素异形体，人造金刚石就是在高温高压下促使石墨发生同素异构转变来生成金刚石。石墨除为金刚石生长提供必需的碳源外，还用于辅助加热或者改善腔体温度分布。
人造金刚石用石墨材料的性能指标主要有石墨化度、气孔率与密度、灰分(纯度)与电阻率、晶体结构等，这些主要性能之间具有极高的相互关联性，并统一于石墨这个整体中。因此，在选择合成金刚石用石墨材料时应该综合考虑其各项性能，并应针对不同的实际生产条件进行选择。
GB/T 14898-2004 国标对几种人造金刚石用石墨材料理化性能的规定
（2）叶腊石
叶腊石是高温高压合成金刚石过程中一种不可或缺的辅助原材料，其具有较高的压力传递效率，核心功能是密封、保温、绝缘。在金刚石合成过程中，由叶腊石挤压形成的密封边，具有极佳的绝缘性、密封性能。由于叶腊石材质的特殊性，目前在合成金刚石上尚无其他产品可以替代。因此，叶腊石在超硬材料行业中具有极其重要的地位。
我国叶腊石资源丰富，主要集中分布在福建、浙江，其中福建省叶蜡石储量占全国储量的一半以上。但适宜用作合成金刚石的叶蜡石资源在我国却有限，其中以北京门头沟地区出产的叶腊石居多，主要原因是门头沟地区产出的叶腊石比较适合采用间接静压法合成人造金刚石。
随着北京门头沟地区叶腊石开采正在被逐步关停，有可能推动叶腊石价格上涨，长期依赖天然叶腊石的超硬材料行业面临着前所未有的挑战。这对其它地区的叶腊石资源来说可能是一种机遇，不过最终还要看其它地区出产的叶腊石能否满足人造金刚石生产的需要。
（3）白云石
叶腊石在高温高压下会脱去内部存在的结晶水而发生结构相变，相变的产生使叶腊石的传压性能下降，压力损耗加大，保温性能变差。为了保持腔体内部温度稳定，通常在腔体内部叶腊石容易发生相变的位置，采用稳定性能较好的白云石替代。
白云石在高温高压下不发生相变，保温性能强于叶腊石，能够增强合成腔体中的温度均匀性。但白云石内摩擦系数较小，故其密封性能较差，因此仅适用于用作高压合成腔体的内层保温与绝缘管。
3、国外人造金刚石超硬材料主要生产商
| 企业名称 |
国家 |
主要产品 |
其他 |
| Element Six |
英国 |
人造金刚石聚晶、立方氮化硼聚晶、刀具材料、大单晶产品 |
前身为DeBeers超硬材料事业部，行业内大部分牌号和标准的制定者；人造金刚石聚晶刀具材料市场占有率世界第一 |
| Diamond Innovation |
美国 |
宝石级钻石、高端超硬材料复合制品，包括PCD和PCNB复合片和拉丝模坯 |
前身为美国GE公司超硬材料事业部，是单晶和聚晶人造金刚石以及PCD复合片的发明者 |
| US Synthetic |
美国 |
石油、天然气用PCD复合片和宝石级金刚石 |
石油、天然气行业人造金刚石聚晶产品全球市场占有率第一 |
| ILJIN Diamond |
韩国 |
传统以人造金刚石为主要产品，正向超硬材料刀具制品方向发展 |
工厂位于韩国和中国；分为高、中、低档产品 |
| 住友 |
日本 |
宝石级单晶、复合超硬材料拉丝模、人造金刚石、立方氮化硼聚晶、刀具 |
拉丝产品为优势领域，与美国DiamondInnovation公司同为全球较大的拉丝模坯制造商 |
4、中国人造金刚石主要生产商
| 企业名称 |
业务范围 |
产品 |
产能 |
| 中南钻石有限公司 |
超硬材料、超硬材料制品 |
人造金刚石单晶、立方氮化硼单晶 |
60亿克拉 |
| 黄河旋风股份有限公司 |
超硬材料、金刚石制品、UDS系列金刚石压机、建设机械、特种车辆和自动化控制装置六大类产品 |
人造金刚石、金刚石制品及工具、金刚石公路设备，特种车辆、金属粉末、电动车等产品 |
25亿克拉 |
| 华晶金刚石股份有限公司 |
人造金刚石及其原辅材料的研发、生产和销售，制品及合成设备研发 |
人造金刚石单晶、原辅材料 |
20亿克拉 |
| 三门峡金渠超硬材料 |
人造金刚石制造 |
人造金刚石及原辅材料产品 |
约1.5亿克拉 |
| 山东昌润 |
人造金刚石制造 |
人造金刚石及原辅材料产品 |
约1.5亿克拉 |
| 安徽宏晶 |
超硬材料及其制品 |
人造金刚石及原辅材料产品、立方氮化硼以及人造金刚石制品 |
约1亿克拉 |
5、我国人造金刚石生产情况及存在的问题
中国人造金刚石产量变化趋势图
资料来源：中国产业信息网。
我国是人造金刚石的主要生产国。从2001 年到2009 年，我国人造金刚石的总产量由16亿克拉增加到54 亿克拉，8 年当中增长了2.4 倍，年均复合增长率16.4%，2010 年同比增速达到81%，随后增速有所回落。2012 年，国内人造金刚石产量达到124 亿克拉，占到全球人造金刚石单晶总产量的90%以上，2014 年人造金刚石产量达到168 亿克拉。在地域分布方面，河南省是我国超硬材料的重要产业基地，拥有多家扬名国际的金刚石龙头企业，金刚石、立方氮化硼（CBN）及金刚石复合片（PCD、PCBN）产品在国内市场的占有率达75%左右，原辅材料及其制品在国际市场也占有较大的份额。
我国金刚石产品主要以低档的磨料级金刚石为主，在产品品种、质量、工艺技术和设备方面，与国际水平仍有一定的差距，主要表现在：粗颗粒高韧性产品少，产品品种牌号少，标准检测水平滞后；合成高压反应腔容积小，单产低，生产效率低；合成工艺可控制性差，人为因素影响大，新技术应用研究落后。
现今，科技的持续进步和工业水平的不断发展对工业金刚石提出了许多更高更新的要求，对高品级和特种金刚石的需求势必会扩大。这些都对人造金刚石用石墨、叶腊石、白云石等原材料的发展有着重要的导向作用。作为人造金刚石行业的参与者，石墨、叶腊石、白云石等原料生产供应商应时刻关注相关行业发展动向，以利于更好的发挥非金属矿物在人造金刚石行业的重要作用。
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