Aperçu du développement de l'industrie du diamant synthétique en Chine

Feb 16, 2023

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Le diamant est la substance la plus dure parmi de nombreux produits naturels trouvés sur la terre à l'heure actuelle. En plus d'être utilisé comme bijoux, le diamant a un large éventail d'utilisations industrielles, telles que des matériaux abrasifs fins, des outils de coupe à haute dureté, divers types de forets, des matrices de tréfilage et des composants de nombreux instruments de précision.

synthetic diamond
diamant synthétique


À l'origine, les diamants n'existent que dans les mines de diamants naturels. Il existe deux principales méthodes de diamant synthétique :méthode à haute température et haute pressionetméthode de dépôt chimique en phase vapeur (CVD). Dans les années 1950, les États-Unis fabriquaient avec succès du diamant synthétique avec du graphite comme matière première à haute température et pression. Le premier diamant synthétique en Chine a été synthétisé en 1963 par la méthode à haute température et haute pression, qui a 53 ans.

 

La technologie de méthode à haute température et à haute pression a été très mature, représentant le courant dominant du monde. La Chine occupe désormais 90% des parts de marché mondiales. La production annuelle de diamants à haute température et à haute pression de la Chine est d'environ 14 milliards de carats, principalement de la poudre de diamant, qui est largement utilisée.

 

Les lames de scie (traitement du diamant et de la métallurgie des poudres), les abrasifs, les meules, le marbre, la céramique, les plaquettes de coupe, les lentilles et autres matériaux extra-durs sont tous traités avec du diamant. Le diamant ne peut pas traiter le fer et le nickel car le fer réagira avec le diamant. Le reste des métaux non ferreux peut être traité avec du diamant.

 

 

L'industrie chinoise du diamant est principalement concentrée dans la province du Henan, principalement en raison de l'Institut de broyage abrasif de Zhengzhou, communément appelé « l'Institut des trois broyeurs » dans l'industrie. La technologie de l'Institut a successivement développé trois grandes entreprises diamantaires en Chine :DIAMANT TOURBILLON HUANGHE, DIAMANT ZHONGNAN et ZHENGZHOU HUAJING(CDT CO., LTD., nos matières premières diamantées proviennent toutes de ces trois principaux fournisseurs et entretiennent des relations de coopération étendues avec eux), qui sont également les trois plus grandes entreprises au monde. À l'heure actuelle, la quantité de poudre de diamant produite en Chine est de 140-15 milliards de carats/an, avec un marché d'environ 10 milliards de yuans.

 

Cependant, l'échelle du marché des industries connexes est très grande, c'est-à-dire que la poudre de diamant est appliquée à la lame de scie, à la scie à fil, à l'outil de coupe, à l'abrasif, à la perceuse et à d'autres industries. En 2013, l'échelle du marché mondial était d'environ 35 milliards de dollars américains, et la Chine représentait plus de 60 %, soit environ 100 milliards de yuans.

 

L'industrie du diamant est vaste mais pas solide et doit être transformée et modernisée de toute urgence

 

Après plus de 50 ans de développement, la Chine est un grand pays dans la production et l'application de diamants, mais pas un pays fort. À l'heure actuelle, il a un besoin urgent de transformation et de mise à niveau.

 

La production de diamants en Chine ne pose aucun problème, mais la technologie de suivi et la capacité de traitement en profondeur sont très médiocres. Le problème auquel est confrontée l'industrie nationale du diamant est que la technologie haut de gamme se trouve à l'étranger et que les matériaux de base se trouvent en Chine, ce qui est très similaire à l'industrie nationale des terres rares. Par exemple, la classification et le criblage de la poudre de diamant sont difficiles à réaliser en Chine, en particulier pour le criblage de produits de petite taille (plusieurs microns et moins), la distribution granulométrique est relativement large. À l'heure actuelle, la poudre est exportée vers des pays étrangers, puis réexportée après classification et criblage. La Chine est le plus grand producteur de l'industrie de l'énergie solaire, mais la scie à fil pour le traitement des plaquettes est principalement importée de l'étranger.


De plus, environ 90 % des autres outils haut de gamme, en particulier les outils d'ultra-précision, sont importés. La précision du profil des outils d'ultra-précision étrangers peut être inférieure à 50 nm et peut être produite en série, mais la précision des outils nationaux ne peut être que de 200 nm, avec un écart important. Cas d'application d'outils ultra-précis : la coque arrière en alliage d'aluminium du téléphone mobile iPhone est directement fraisée avec cet outil ultra-précis, qui est très brillant sans polissage ; Un autre cas est le moyeu automobile des voitures haut de gamme, qui est fait d'un alliage d'aluminium à haute teneur en silicium. Les outils généraux sont difficiles à traiter, ils ne peuvent donc être coupés qu'avec des outils diamantés. La brillance après la coupe avec des outils diamantés peut être relativement élevée.

 

Des outils similaires sont également contrôlés par des pays étrangers; Il existe également des outils de coupe de lentilles optiques, qui dépendent également des importations et sont interdits par les pays étrangers. La raison en est que ce type d'outil peut non seulement être utilisé pour traiter des lentilles optiques, mais également pour couper un réflecteur radar, une coque de gyroscope et d'autres domaines militaires.


Par conséquent, l'industrie haut de gamme de suivi de l'ensemble de l'industrie du diamant est très déficiente en Chine, y compris la sélection de matériaux de diamant en poudre et la préparation de gros diamant monocristallin.

 

Le diamant monocristallin en vrac est produit par CVD plasma micro-ondes à basse température et basse pression. À l'heure actuelle, 100 % des diamants nationaux sont importés.

 

 

La montée du diamant monocristallin en vrac synthétisé par micro-ondes plasma CVD

Le diamant synthétisé par la méthode à haute température et haute pression est principalement un diamant en poudre ou de petite taille. Ce type de diamant peut être utilisé comme abrasif et métallurgie des poudres, mais les diamants de grande taille utilisés pour les outils de précision et les bijoux ne peuvent être fabriqués qu'en diamant naturel. La méthode CVD appartient à la méthode à basse température et basse pression, qui peut préparer un gros diamant monocristallin. Cette méthode a été développée pour la première fois par le Carnegie Institute en 2003 et publiée en 2005. À l'heure actuelle, quatre entreprises dans le monde ont industrialisé cette technologie, dont IIa à Singapour, Element six au Royaume-Uni, EDP au Japon et Apollo aux États-Unis.

 

L'industrialisation n'a pas encore été réalisée en Chine. Le principal problème réside toujours dans l'équipement, en particulier l'équipement de vide non qualifié dans notre pays, qui ne peut pas être utilisé pour la production de gros diamants monocristallins. De plus, même si des équipements importés peuvent être achetés (coûteux, environ 3 millions de yuans), il n'y a pas de processus de préparation pertinent et le risque encouru par les investisseurs est relativement élevé. De plus, ces équipements exportés du Japon vers la Chine ne peuvent être utilisés que dans la recherche scientifique ou dans les domaines des semi-conducteurs. Il est interdit d'utiliser de gros diamants pour les outils de précision.


Par conséquent, la question de savoir si l'équipement de préparation de gros diamants monocristallins peut être fabriqué au niveau national est la première considération de l'équipe de recherche de Jiangnan. Grâce à ses efforts, l'équipe de recherche de Jiangnan a amélioré et transformé l'équipement domestique et réalisé avec succès la production d'un gros diamant monocristallin, réalisant la localisation de l'équipement. Ils ont également incubé cette technologie dans une entreprise pour fabriquer ce type d'équipement. Dans le même temps, une deuxième société a été créée pour fabriquer de gros diamants avec cet équipement domestique. Il s'agit de la première ligne de production de gros diamants monocristallins en Chine et de la cinquième entreprise dotée de cette technologie dans le monde. En outre, Yellow River Cyclone a récemment annoncé qu'il investirait dans l'équipement et la technologie de production de grands diamants monocristallins.


Le développement de gros diamants monocristallins est la promotion de l'industrie nationale du diamant. À l'heure actuelle, le marché du gros diamant monocristallin est d'environ 40 milliards de yuans. En plus de l'industrie traditionnelle des outils, on s'attend à ce qu'il y ait un très grand espace de développement et des perspectives dans les semi-conducteurs, les puces informatiques et d'autres domaines à l'avenir.

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