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中国超硬材料産業の今後の発展についての考察

作成者: Abrasivestocks|2025/01/20 21:00:00

中国における合成ダイヤモンド60周年を記念して

著者:王光祖、張新民、王福山 <!-もっと-->

2024年は中国初の合成ダイヤモンドが誕生して60周年にあたる。全国の企業、大学、研究機関の業界エリートが中国のダイヤモンドの首都である鄭州に集まり、超硬材料業界にとって記念すべきこの日を盛大に祝った!

2024年は中国初の合成ダイヤモンドが誕生して60周年にあたる。

この盛大な集まりで、超硬材料業界のパイオニアたちは経験と洞察を共有し、成果を祝い、超硬材料分野の明るい未来を描くために情熱的にアイデアを提供した。

このビジョンを達成するために、我々は革新を堅持し、チャンスをつかみ、歴史的使命を受け入れ、超硬材料産業の高品質な発展を加速させなければならない。

1.Brief Retrospective

後世の人々に次のことを思い出させることが不可欠です。中国で合成ダイヤモンドの生産に成功したことを誇らしげに世界に発表したとき、中国の萌芽的な産業発展を抑圧することを望んでいた敵対勢力は衝撃を受け、懐疑的な見方をしました。

この業界の60年の道のりは、苦難に満ちた努力に満ちたものであり、その結果、独自の業界精神を形成した数々の感動的で感動的な物語が生まれた。特に注目すべきは、革新する勇気、困難を克服する粘り強さ、誠実さへのこだわり、協力の重視である。これらの資質は、超硬材料分野の人々のバックボーンとなり、困難に打ち勝ち、目覚ましい成功を収めるための力となっている。

私たちは60年以上にわたり、現代的で大規模な超硬材料および応用産業を確立してきた。さらに、私たちは数多くの国家重点研究所、国家工程技術研究センター、国家レベルの産業基地、企業工程研究センター、および産学研究戦略提携、学者ワークステーション、ポスドクワークステーションなどの技術革新と応用研究のプラットフォームを構築してきた。これらの戦略的配置は、業界の持続可能な発展と「超硬材料強国」の夢の実現のための強固な基盤を築いた。

2.立方晶窒化ホウ素(CBN)

の展望と提案

CBNはダイヤモンドに次ぐ硬度を持ち、ダイヤモンドとは異なるユニークな電気的、光学的、音響的、熱的、化学的特性を持っています。

  • Nanotwinned CBN:この待望の素材は、業界において革新的なスーパーツール素材となることが期待されています。
  • CBN薄膜:CBN合成の重要な分野として、薄膜は新しい研究のホットスポットとなり、CBNのまったく新しい応用の可能性を開いています。
爆発法によって製造されたCBNは、高い硬度と優れた靭性を兼ね備えており、CBN研磨ペーストや研磨剤の製造に理想的な材料です。

従来のCBN製造方法と比較して、水熱合成法は低コスト、反応モニタリングの容易さ、汚染の少なさ、反応系の均一性の高さなどの利点があります。

フォロワーからリーダーへ、中国はCBN単結晶と多結晶材料の生産において世界的な大国となり、製造力と研究開発のリーダーシップに優れ、CBN業界で目覚ましい成果を生み出している。新しいグリーン製造法の指導の下、CBN材料は、研削や切削の伝統的な用途から、音響、光学、電子工学などの基礎的な分野におけるより広範な機能的用途へと拡大してきました。CBN結晶の美しい散乱光輪は、探求を待つより神秘的な領域を示唆しています。

3.Promising Applications of High-Quality Large Single-Crystal Diamond

高品質の大型単結晶ダイヤモンド技術のブレークスルーが達成されれば、ダイヤモンドベースのチップは、近い将来、新しい高性能コンピュータを開発するための重要な部品になる可能性があります。ダイヤモンドを組み込んだ環境に優しい材料の研究は、有害物質を効率的に分解し、廃水を国家基準を満たすきれいな水に変える可能性があります。さらに、同じ炭素ベースの構造を持つダイヤモンドベースの超硬質材料を開発することで、心臓ペースメーカーや人工関節などの部品を製造する際に、金属に取って代わることができるかもしれません。このようなダイヤモンドベースの部品は、耐久性に優れながら、金属材料に対する身体の拒絶反応をなくすことができ、医療業界における新たなブレークスルーをもたらす可能性があります。

中国の超硬材料研究者は、関心を持つ同僚と協力し、次々と「クエスチョンマーク」を「ピリオド」や「感嘆符」に変えて革新と発展を遂げている。ダイヤモンドの優れた光学的、電子的、熱的、化学的特性に関する研究開発は、まだほとんどが理論的、実験的探求の段階にあるが、これらの「大胆なアイデア」がやがて技術革新の主導権を握り、産業発展のための新たな空間を切り開くことが期待されている。

4.量子・半導体開発への応用

(1)革命的なダイヤモンド量子技術を探求する航海はすでに船出し、着実に前進しています。

(2)なぜ量子技術がこれほど注目され、重要視されているのか?量子技術は世界中の科学者や国家指導者を魅了しているが、その根本的な理由は、量子とは何か、量子技術とは何か、という2つの重要な問いを理解することにある。

(3)ダイヤモンドは、光学的、電子的、熱的、音響的、磁気的特性の統合において、あらゆる既知の材料の中でも他に類を見ないほど優れています。

(4)ダイヤモンド量子技術の開発は、間違いなく新素材の進歩において大きな可能性を秘めている。量子技術の活発な成長は、超硬材料分野の専門家にとってチャンスであると同時に挑戦でもある。

ダイヤモンド半導体技術の継続的な発展に伴い、n型ドーピング技術、大型で高品質な単結晶の作製、高い平坦性や均一性などのボトルネックの克服において、将来のブレークスルーが期待されています。ダイヤモンドベースのエレクトロニクス製品は、高エネルギー効率エレクトロニクスの業界標準になる可能性が非常に高く、ハイテク産業に大きな影響を与える可能性があります。アプリケーションには、より高速なスーパーコンピュータ、高度なレーダーおよび通信システム、超高効率ハイブリッド自動車、極限環境用エレクトロニクス、次世代航空宇宙機器などが含まれます。

5.ナノダイヤモンド:ナノ材料ファミリーの主要メンバー

ナノダイヤモンドは、ナノ材料ファミリーの重要なメンバーです。ダイヤモンドの総合的な優れた特性を保持するだけでなく、人体に無害な生体適合性も持っています。ナノダイヤモンドは、レーダー波、赤外線、紫外線の顕著な透過率と吸収率を示し、卓越した冷陰極電界発光特性を有し、カルボキシル基、炭化水素基、カルボニル基などの官能基が豊富な表面を特徴としています。これらの特性により、金属、ゴム、プラスチックポリマー、布表面と強固に結合しやすく、ナノダイヤモンド応用のための強固な技術基盤と開発空間を提供します。

6.科学者はCVDダイヤモンド膜が将来のダイヤモンド材料開発を支配すると予測

化学気相成長(CVD)ダイヤモンド膜は、将来のダイヤモンド材料開発の主流になると予測されています。その莫大な経済的可能性に加え、CVDダイヤモンド膜はダイヤモンド材料の総合的な特性を最大限に引き出すことができます。

電気的、光学的、機械的、音響的、熱的特性をユニークに統合したダイヤモンド膜は、国家にとって重要な戦略的材料です。ダイヤモンド膜材料の開発と研究の鍵は、熱間フィラメント化学気相成長(HFCVD)システムの中核製造技術にあります。この技術により、不規則な基板や金属表面へのダイヤモンド膜の成膜が可能になり、中国のハイエンド製造、環境保護、エネルギー産業が大幅に進歩します。

7.心からの期待

7.1 アカデミアワークステーションとポスドクステーションは、基礎的な理論知識と実践的な職人技の両方を持つ技術人材の育成に注力しなければならない。

7.2 >技術セミナーでの報告は、企業の発展を導くために有意義で価値のある内容をより多く含むべきである。

7.3 >科学研究機関は、技術的成果の生産能力への転換を加速させることを優先しなければならない。

7.4 >努力は超硬材料の機能的応用に向けられるべきである

7.4 >努力は超硬材料の機能的応用に向けられるべきである。

7.5 超硬材料工具におけるユニークで比類のないブランドの創出に重点を置くべきである。

7.5 超硬材料工具におけるユニークで比類のないブランドの創出に重点を置くべきである。

7.6 >自主的な革新、継続的な革新、さらなる革新を重視しなければならない。

7.7 特色ある製品を持つ一流企業を確立するための措置を講じなければならない

7.7 >。

7.8 DLC(ダイヤモンド・ライク・カーボン)コーティングの研究、工業化、用途拡大にさらに力を入れるべきである。

7.9 MPCVD(マイクロ波プラズマ化学気相成長法)を用いて培養された宝飾品グレードのダイヤモンドの研究と工業化を進め、その商業化を促進するための努力を強化すべきである。

7.10 我々は、実践的な努力を通じて、独立、自立、勤勉、国家建設の精神を継承しなければならない。