超硬材料主要是指金剛石和立方氮化硼。金剛石是目前已知的世界上*硬的物質(zhì),立方氮化硼的硬度僅次于金剛石。這兩種材料的硬度都遠高于磨具材料剛玉、碳化硅以及刀具材料硬質(zhì)合金、高速鋼等其他材料。與傳統(tǒng)硬質(zhì)材料工具相比,金剛石在工業(yè)加工過程中的壽命更長、損耗更小、效率更高,尤其在加工硬質(zhì)材料方面具有無可比擬的優(yōu)勢。國際模具及五金塑膠產(chǎn)業(yè)供應商協(xié)會秘書長羅百輝指出,未來世界工業(yè)的持續(xù)增長及替代效應將會不斷促進人造金剛石產(chǎn)業(yè)規(guī)模的擴大。國內(nèi)人造金剛石產(chǎn)量迅速增長,由2001年的16億克拉增加至2010年的90億克拉,年均復合增長率16.4%,中國人造金剛石產(chǎn)量占據(jù)世界總產(chǎn)量的70%以上。
隨著人造金剛石生產(chǎn)技術的不斷成熟以及產(chǎn)量的不斷提高,金剛石制品的價格呈現(xiàn)長期下降趨勢,性價比的凸顯不斷推動其對傳統(tǒng)硬質(zhì)材料工具的替代。其中,石油勘探鉆頭已經(jīng)出現(xiàn)金剛石鉆頭替代其他硬質(zhì)材料鉆頭的趨勢,這在江鉆股份的業(yè)績演變趨勢中可得到佐證。
下游應用領域的拓展驅(qū)動人造金剛石行業(yè)的高速成長。在上個世紀,50%左右的人造金剛石用于制造金剛石磨具,但隨著技術的進步和應用新領域的出現(xiàn),人造金剛石的使用領域迅速拓展。
一方面是在現(xiàn)有傳統(tǒng)應用領域的產(chǎn)品升級,即由低端應用領域向高端應用領域滲透,如聚晶復合片的出現(xiàn),使得金剛石刀具、修整工具、拉絲模具等類型的金剛石工具得到迅速發(fā)展和推廣。
另一方面是新的應用領域的拓展。其中,石油鉆頭領域的發(fā)展空間已經(jīng)打開。與牙輪鉆頭相比,PCD鉆頭使用壽命長,提高了鉆井效率,經(jīng)濟效益顯著。預計未來幾年內(nèi),我國平均每年需要40000支PCD石油鉆頭。不考慮石油鉆頭的回收利用,按照每支PCD石油鉆頭需要30-50片復合片(單價200元計算,按照5%的增速保守估計, 未來幾年我國每年需要約120萬-200萬片石油復合片,市場規(guī)模約2.4億-4億元。
另外,在光伏及電子產(chǎn)業(yè)領域,人造金剛石也開始嶄露頭角。其中,在電子產(chǎn)業(yè)上游晶圓切割等環(huán)節(jié)已在日本、臺灣市場大范圍推廣,目前方興未艾的LED,特別是藍寶石切割環(huán)節(jié)將是金剛石切割線的又一新興領域。
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