超硬河南｜培育钻石的“黄埔军校”，从这里行业“星火燎原”
从“无中生有”，到“遍地开花”，谈到河南的培育钻石，绕不开的是郑州高新区梧桐街121号，大家口里的“三磨所”(郑州磨料磨具磨削研究所)，这里被称为中国超硬材料行业的“黄埔军校”。
能在头发丝上开槽的超薄砂轮，能磨出光洁如镜的“硅片减薄砂轮”，可替代进口的UV减粘膜……他们让中国超硬行业有了自己的“金刚钻”，并揽起了缤纷的“瓷器活儿”。
从郑州华山路121号，到梧桐街121号，再到科学大道121号，三磨所的厂区都和121有关。这也是为了纪念“121号课题组”，正是那次攻关，奠定了我国在全球培育钻石行业的领先地位。
1963年第一颗人造金刚石诞生后，郑州三磨研究所承担了大量国家、省(部)、市级科研项目，获得众多重量级各类科技奖项，为行业培育了无数的人才。这些具有自主知识产权成果的取得与推广应用，促进了我国磨料磨具、超硬材料及制品产业的发展和行业的技术进步。
行业三个阶段飙升，河南成为“培育钻石大本营”
三磨所成立于1958年，是我国磨料磨具行业唯一的综合性研究开发机构。它见证了我国第一颗人造金刚石、第一颗立方氮化硼的诞生。这也是超硬材料的两大基础。
郑州三磨所的院内，矗立着我国机械制造业工业文化遗产——中国第一台人造金刚石六面顶压机。
正是这台1965年研发出的我国首台六面顶压机，在合成效率和成本上大大优于两面顶压机，彻底改变了世界人造金刚石产业发展的格局。
郑州磨料磨具磨削研究所有限公司总经理助理、中国机床工具工业协会超硬材料分会秘书长孙兆达表示，我国的人工金刚石行业发展经历了三个阶段。
随着六面顶压机的诞生，解决了产业化的问题。随后压机不断大型化，产量越来越大，成本越来越低，服务的领域越来越广，这是第一个阶段。
第二个阶段是六面顶压机的合成技术，从片状储媒变成粉状储媒。片状储煤，是指石墨合成柱一片储媒压着一片石墨，一层层像蛋糕似的，转化效率比较低;随着技术迭代，粉状储媒出现。粉状储媒是用石墨粉和金属粉混合，转化比提高，大幅提升了金刚石的产量，这才有了从90年代几亿克拉产量水平到2000年之后150克拉年产量的飙升。
第三个发展阶段是现在工业用金刚石向功能性金刚石的转换。不管是采用六面顶压机合成技术，还是CVD技术的生产者，都开始向功能材料和培育钻石方向发力。
据国际统计机构Staista估算，目前人造钻石在全球钻石市场占比仅4%，到2030年有望增长到10%。
2022年，三磨所实现营业收入10.80亿元，净利润1.92亿元。孙兆达说，“河南是培育钻石生产的大本营，应该紧抓培育钻石市场的爆发增长机遇，实现超硬材料行业的二次革命。”
河南省委书记楼阳生更是在不久前指出，超硬材料产业是河南优势产业、潜力产业，前景广阔、大有可为。要集聚资源、进一步补链延链强链，提升产业链现代化水平。
让人“猝不及防”的新奇应用，众多企业想进入
《钻石行业洞察报告》中提到，千禧一代(80后、90后)和Z世代(95后)占全球总人口29%，但贡献了全球2/3的钻石销量，钻石消费已从“婚恋需求”向“悦己”转移。
去年，郑州三磨所正式推出自己的高端培育钻石品牌DEINO黛诺，专注于异形钻作品研发和设计。异形钻的切磨难度非常高，原石损失很大，高成本和加工难度也成就了其稀缺性。孙兆达说，DEINO想让更多人知道，“钻石不止于圆形”。
孙兆达告诉记者，金刚石的应用其实非常广泛，只是价格因素还在制约着它应用的拓展。很多领域，包括散热、涂层防腐、耐磨等很多领域都很想用，但是却畏惧价格太贵。
金刚石用在防腐效果极好，海上风电的风叶，把金刚石磨成粉做成涂料，可以极大避免海水海风的侵蚀;大连有打鱼的渔网，用的高弹性的纤维，如果加上金刚石防腐，就不用再“三天打鱼两天晒网”；汽车上的耐磨涂层，漆里如果添加金刚石粉，一般的剐蹭根本影响不到汽车的表面涂层；机场跑道，添加金刚石这种超硬材料，可以让跑道“固若金汤”；还有我们的牙刷、牙膏都可以用，可以让牙齿更洁白；它用做美容的手术刀，可以实现真的无痛切缝，用在化妆品里对角质效果很好；防弹衣里面添加了这种材料，更抗冲击，还高散热。
再往高端一点儿聊，致癌药的靶向材料，就可以用纳米级的金刚石来做，因为金刚石是碳元素的，人也是碳元素的，它没有排异性。很多心脏支架现在用碳纤维来做，将来这些支架等体内材料里也可能添加。股骨头坏死了，要换骨骼的话，上面可以用金刚石作涂层，大大增加了替代物的使用年限。
目前，国内大部分还是用在粗加工，矿山开采、机械行业、地板砖、陶瓷等。孙兆达说，其实，半导体行业、光伏行业、汽车行业，很多企业正在或想加入到使用的阵营里边。在三磨所，通过自主创新、强链延链，正围绕金刚石“光、学、电、热、磁”等性能进行各种未来布局，开发出的芯片“切、磨、抛”加工全系超硬材料制品，对我国芯片加工产业的独立自主可控具有重要意义。
千亿元级支柱产业链，“超硬”源于超硬的实力
依托郑州三磨研究所，产生了众多的行业机构：国家超硬材料及制品工程技术研究中心、国家磨料磨具质量监督检验中心、超硬材料及制品生产力促进中心、机械工业精密超硬材料制品工程(技术)研究中心、机械工业超硬磨具工程实验室、机械工业第四计量测试中心、精密超硬材料制品河南省工程实验室、河南省超硬材料产业链公共服务平台、郑州超硬材料产业技术创新公共平台、全国磨料磨具标准化技术委员会、全国磨料磨具行业情报网、中国机床工具工业协会超硬材料分会……
其中，“国家磨料磨具质量监督检验中心”是我国唯一的国家级磨料磨具产品质量监督检验机构。
郑州三磨所作为国家级重点实验室、工程技术研究中心、质检中心和河南省功能金刚石材料创新中心、河南省超硬材料产业创新中心，5年来研发投入超2.47亿元，年均增速达45.7%，积承担国家级、省部级重大项目45项。
2022年，郑州三磨所牵头，联合郑州大学、河南工业大学、、等行业优势高校、科研院所和企业，组建了“河南省高端超硬材料及制品创新联合体”。
去年，郑州三磨所牵头研制出最大缸径达1000毫米的系列高性能新型锻造六面顶压机，打破了制约产业提质的瓶颈，并受到市场热捧。
根据《河南省加快材料产业优势再造换道领跑行动计划(2022—2025年)》，到2025年，河南将形成超硬材料在内的6条千亿元级支柱产业链，并通过创建国家级超硬材料制造业创新中心，提升定价权和话语权，推动超硬材料产业由大变强，向高精尖发展。三磨所在其中，仍将起重要作用。
繁荣背后，不得不提前说出的“醍醐灌顶”
孙兆达说，虽然中国是最大的产能国，但我们还要看到繁荣背后，我们的短板。目前，加工、打磨和销售渠道大都不在国内，而在印度，国内则主要是原材料的制造。这也导致了我们在价格上没有话语权，价格迅速跌落，因为珠宝和工业是两码事儿。
印度原来是英国殖民地，英国、比利时等国当时就把珠宝加工业放在印度。这让印度珠宝加工业足足有几百年的历史，光苏拉特一个城市从业者就超过100万人，就说打磨加工，郑州零星有一些，主要在番禺，但国内整个也不超过5万人，所以说成本上没法跟人家比。他们打磨加工1克拉钻石工费大概150元钱，在国内最便宜也得三五百块钱。
此外，培育钻石的设计空间比天然钻石要高得多，因为它便宜，可以实现更多的设计理念，成本上的大幅节省让设计师可以充分发挥自己的想象力。但就设计而言，也缺乏专精度的人才，虽然上海、深圳还比较集中一点，整体上与意大利、法国、比利时、卢森堡等相比，要差不少。
“我们生产的毛坯，90%都是到印度去打磨，加工以后一部分回到国内，一部分就直接去了美国。所以，我们挣得是利润最薄的那一块儿的钱。”孙兆达介绍。
钻石一年大概是千亿的消费市场。一颗一克拉的天然钻石要卖到8到10万。培育钻石的市场定位在万元以下，几千元每克拉级别，整个消费者群体就几何式扩大了。而且更多的消费者现在认识到，抛去考虑保值增值，从取悦自己、美丽好看、做伴手礼相互赠送的角度，培育钻石也是很好的选择。
不得不提前考虑的是，目前，全球培育钻石的产量80%在中国，而河南占到全球产量的50%以上。但未来可能会三分天下，美国和印度等国都表示要建很多生产厂。印度现在对他们国内企业采取了很多支持政策，包括对本国企业减免15%的电费，同时增加进口钻石毛坯的关税，变相增加了中国产品进入的门槛。
孙兆达表示，凭借其环保理念、价格优势，培育钻石势不可挡，将迎来前所未有的爆发期，但天然钻石与培育钻石的博弈将是场“持久战”，会经历“相杀相合相爱”的过程，聚链成群、蓄链成势，未来才能走得更远。