Xx省超硬材料产业现状对产教融合和校企合作的分析

1引言

超硬材料属于极端材料，性能极为特殊，尤其在高硬度方面是目前其他任何材料所不能代替的。立方氮化硼（CBN）和金刚石同属于超硬材料。人们最先认知的超硬材料都是在天然矿石中发现的；后来开发了人工合成超硬材料技术；到今天，作为超硬材料的一种，培育钻石已经在很大程度上替代了天然钻石。工业生产应用的超硬材料主要是金刚石和立方氮化硼。多年来，立方氮化硼的应用领域有限，其产量远低于金刚石。人造立方氮化硼的出现也晚于人造金刚石。

以金刚石和立方氮化硼为主的超硬材料在河南省是有历史基础的，是既有明显优势又具特色的产业。河南省超硬材料产业在国内甚至全球范围都具有明显的影响力和竞争力，尤其是在六面顶压机合成装备和超硬材料高压高温合成技术方面居于国际领先水平，目前正引领全球的发展和技术进步。近20年来，河南省工业（人造）金刚石的产量总体上稳定在世界总产量的75%左右，立方氮化硼的产量占世界总产量的90%；目前，河南省超硬材料工业的年产值约为400亿元，现有规模以上企业约300家（其中年销售收入1亿元以上的企业为30家），已经基本具备了全球产业中心和创新中心的雏形。近年来，河南省以金刚石和立方氮化硼为原料制备的超硬材料制品（工具）的产量和规模效益稳定增长，但是在超硬材料产教融合和校企合作方面还有许多创新性工作要做。本文将从河南省超硬材料产业的发展概况和特色分析着手，提出加强河南省超硬材料产教融合和校企合作的建议。

2河南省超硬材料产业的发展概况

20世纪30年代，美国科学家布里奇曼（Bridgiman）发明了高压装置。1953年，美国通用电气（GE）公司的工程师邦迪（Bundy）和霍尔（Hall）等利用该高压装置研制出了年轮式两面顶压机。美国GE公司于1954年率先以石墨为原料，以金属Ni为触媒，用这种两面顶压机合成了金刚石，1957年又成功合成了立方氮化硼，并很快实现了工业化生产。长期以来，国外公司就是用这种类型的两面顶压机来合成超硬材料的。

我国在1963年成功研制出第一颗人造金刚石，1966年又成功合成了立方氮化硼。这两种超硬材料的第一次合成都是在位于河南省郑州市华山路121号的郑州磨料磨具磨削研究所实现的。今天，华山路121号已经成了名为“磨街”的商业街。

经过60年的发展，我国超硬材料已形成了完整的工业体系。从2000年开始，我国金刚石和立方氮化硼两种超硬材料的产量即均居世界第一，成为全球最大的人造金刚石和立方氮化硼生产国。我国的金刚石产量在2010年已突破100亿克拉；2022年增加到了162.95亿克拉，占全球总产量的90%以上。近年来，世界大颗粒金刚石（培育钻石）发展迅速，我国的培育钻石产业几乎垄断了全部的静态触媒高压高温生产技术。其主要的生产企业有黄河旋风、中兵红箭、力量钻石和郑州华晶等公司。这些企业都建在河南。目前，人造金刚石和立方氮化硼的供应趋于集聚状态，全球生产主要集中于河南省；我国已经是超硬材料制造大国，正快速成为超硬材料的制造强国。

3河南省超硬材料产业的优势和特色

3.1国家和地方持续支持超硬材料的产业发展

河南省拥有全国唯一的国家级超硬材料产业基地——国家火炬计划河南超硬材料产业基地，以及国家发展改革委批准建设的“超硬材料区域特色国家高技术产业链”基地。《国务院关于支持河南加快建设中原经济区的指导意见》中曾明确提出，要加快发展与超硬材料有关的新材料产业基地。河南省人民政府于2009年即规划提出:在装备制造工业领域，在重大装备和基础部件研发的基础上，扶持精密高档磨料磨具、精密复杂刀具及其他加工辅具的开发，进行高精度超硬材料组合切割砂轮及大直径切割砂轮的研究，大力开发“聚晶立方氮化硼、高精密立方氮化硼陶瓷磨具、树脂磨具，高精密珩磨、抛光材料，大颗粒单晶金刚石、纳米金刚石等关键技术”。前不久，河南省再出重拳，做实做细“链长制”，省委书记楼阳生同志亲自担任链长，谋划打造超硬材料千亿级支柱产业链，进一步补链延链强链；积极推进国家级超硬材料制造业创新中心的创建工作，提升定价权和话语权，以有力推动超硬材料产业由大变强，向高精尖的发展。

为了引进省外优质资源和创新要素，郑州市大力引进域外重点高校和研究院（所），支持建立新型研发机构。例如，郑州市人民政府、中国地质大学（北京）和郑州高新技术产业开发区管理委员会三方合作，共建中国地质大学（北京）郑州研究院，推行“一院+一平台公司+一园区+多项目子公司（1+1+1+N）”的市场化运作新机制，围绕金刚石智能抛光和监测、高压物理、珠宝钻石等相关领域进行研发；郑州市和哈尔滨工业大学共建哈工大郑州研究院，通过创新机制推动超硬材料产业从材料到功能器件的转型升级，形成了产业新生态。

目前，河南省的郑州、许昌、商丘、南阳、焦作等地市都建立了超硬材料产业园（科技园区）或产业集聚区。近年来，洛阳、三门峡、信阳等地市也大力推动超硬材料产业发展，积极招商引资，给予了优厚的产业发展扶持政策。各级政府积极给予政策性支持和辅助，进一步促进了超硬材料产业的发展，为河南省超硬材料产业的特色化、规模化、多元化、集聚化发展提供了有力支撑。

3.2超硬材料产业的企业数量众多且目前仍在不断扩员、壮大

河南省汇集了国内超硬材料产业不同所有制的企业，有大型央企、国企、股份公司和民营企业等多种类别。其中，已上市的公司有中兵红箭（中南钻石）、黄河旋风、国机精工、四方达、河南惠丰、力量钻石、恒星科技、郑州华晶等，正在筹备上市的公司有富耐克，上市培育企业有郑州博特公司等。河南省超硬材料产业除了约300家规模以上企业，现有与超硬材料相关的企业还多达几万家，受产业政策特殊支持的“专精特新”企业50多家。

一些原本与超硬材料相关度不大的企业，近年来也先后进入了超硬材料制造相关领域；有的企业目前正计划在河南省投资建厂。河南平煤集团此前已在河南省信阳市光山县注册河南平煤神马超硬材料股份有限公司，将投巨资新建金刚石、培育钻石和聚晶复合片生产企业。河南恒星科技股份有限公司原本是以电力电缆线材生产为主的企业，新增光伏用金刚石线的生产给企业带来了丰厚的回报。基于培育钻石良好的发展前景以及中国作为全球培育钻石最大的潜在市场，中国黄金集团目前正在河南省三门峡市建设培育钻石生产企业。

3.3超硬材料产业具有良好的创新基础且创新要素较为齐全

河南是我国超硬材料产业的主要发源地和行业中心，是技术和人才的辐射源，是我国超硬材料的重要生产研发基地。超硬材料产业的创新要素在河南具有先天的优势，郑州磨料磨具磨削研究所（简称三磨所）、第二砂轮厂、河南工业大学均成立较早，在国内具有重要的行业引领作用。河南省在超硬材料及其装备制造技术、行业管理和人才培养等领域，经60多年的发展和积淀，目前具有了超硬材料磨具国家重点实验室、国家磨料磨具质量监督检验中心等国家级平台。全国磨料磨具标准化技术委员会、中国机床工具工业协会超硬材料分会（行业内多称其为“超协”）等全国性学术团体的注册地为河南。近年来，郑州大学、河南理工大学、中原工学院、郑州职业技术学院、河南机电职业学院等高校，先后加入了超硬材料相关专业的科学研究和人才培养行列。这些创新要素相互作用与融合发展，使河南省内相关企业能集中进行超硬材料的生产技术研发、装备和控制设备的制造、原辅材料的完善配套，促进了高校对超硬材料相关专业人才的培养，推动了对相关技术及其应用的基础研究。2023年12月，天鉴碳材料有限公司凭一家之力，通过会议汇聚了世界各地的相关资源，在郑州市成功召开了第一届国际金刚石半导体大会，借助金刚石半导体的热点，看好金刚石功能应用的新市场，扩大了对企业自身及金刚石材料的宣传和推介。会议组织者用心策划、精心安排，使会议内容丰富、形式新颖，取得了良好的效果。这是“政产学研用”协同创新发展的一个新的闪光点，也是一个值得在探索中推广的新模式。