一颗天然钻石,需要在地下160公里至480公里深的高温高压环境中,历经至少1亿年才能形成。如今,位于围场经济开发区内的河北天乾地坤科技有限公司(以下简称“天乾地坤”),不到一个月就能“种”出比天然钻石品质更优的培育钻石。
钻石也能“种”出来?5月27日,记者走进天乾地坤,一探究竟。
切片、灼蚀、酸洗,钻石“育种”车间内,工作人员正在加工处理一块块黑色不透明的金刚石薄片。“钻石是碳元素组成的单晶体,其原石被称为金刚石。”公司董事长刘端说,经过处理,金刚石会成为透亮的晶种。
刘端拿起两个圆形钼台,指着台面上分布着的大小均匀的方块介绍:“方块用于放置晶种,就像一个个种坑,它的大小决定钻石能长多大。”其中,分布着7*7毫米方块的钼台,用于培育1克拉左右的钻石;分布着10*10毫米方块的钼台,用于培育3克拉左右的钻石。
目前,我国钻石培育多采用高温高压技术,这一技术虽具有技术成熟、产量高等优势,但培育的钻石最大不过1克拉多。
作为一家从事物联网、区块链、智能硬件研发生产的高新技术企业,天乾地坤在自动化控制系统开发、硬件系统集成等方面已深耕多年。
因生长环境可控,硬度、亮度等指标均优于大部分天然钻石,培育钻石日渐受到消费者追捧。广阔的发展前景,让天乾地坤看到巨大商机。
3年前,该公司与国内相关科研机构合作,投入近3000万元研发经费,研制出具有自主知识产权、可培育3克拉以上钻石的“种植神器”。
公司院内一个集装箱便是钻石“种植车间”。进入集装箱,工作人员将放满晶种的钼台小心翼翼地放入一台生长炉。透过生长炉上的观察孔向内看去,一块块晶种正在900℃高温环境下经历神奇转变。
“我们采用的是微波等离子气相沉积法,就是通过自主研发的控制系统,不停向炉内注入一定比例的氢气、甲烷等气体。经过加热,这些气体中的碳原子会以每小时6到10微米的速度一层层地沉积在晶种上,形成均匀的钻石层。”刘端说,每200小时需要将钼台取出,对晶种表面进行清洗,再放入生长炉,直到钻石层厚度达到要求。
经过近一年的试生产,集装箱“种植车间”经受住了高温高寒等恶劣条件考验,每台设备每月大约可“种”出钻石80克拉左右。刘端透露,他们“种”出的钻石最大的超6克拉。
集装箱“种植车间”除了安装快、成本低,还具备就近消纳绿电的能力。“集装箱配备有储能装备,可放置在风电或光伏发电场附近,就近把绿电当‘水源’。”刘端指着生产车间屋顶上的光伏板说,该公司“种”出的每颗钻石“喝”的都是绿电。
记者了解到,在天乾地坤,为扩大“种植”规模,一座可容纳上百台生长设备的钻石“农场”即将开工建设。
来源:河北日报客户端