河北围场:绿电“种”绿钻-新华网河北频道-新华网
2023-01-31 08:30:55
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河北围场:绿电“种”绿钻

2024-08-19 11:56:08来源:河北围场满族蒙古族自治县委宣传部

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  一块块晶种在900℃恒温环境的绿电“种植车间”,经过一个月的培育,就能“种”出人工钻石。

  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下,历时至少1亿年才能形成。河北天乾地坤科技有限公司技术总监吴伟达说:“人工钻石就是利用微波这种高能量,把碳源气体进行电解形成碳的沉积,利用这种物理化学方法培育而成,仅需要1个月左右。”

  技术人员使用激光切割机进行金刚石毛坯切割,去除多晶部分。

  利用微波等离子体化学气相沉积方法,游离状态的碳原子经过几百个小时沉积在基膜上,形成碳元素的单晶体——金刚石,再经过切割打磨后就成为钻石。

  切片、灼蚀、酸洗……在钻石“育种”车间,工作人员将一块块黑色不透明的金刚石薄片进行处理,变成透明的晶种。

  3年前,公司与相关科研机构合作,投入近3000万元科研经费,研发出具有自主知识产权、可培育3克拉以上钻石的“种植车间”。公司院内的一个大集装箱就是钻石的“种植车间”。河北天乾地坤科技有限公司董事长刘端说:“这种集装箱安装快、成本低,里面使用的所有设备都是自主研发改造的,具有就近消纳绿电的能力。”

  在“种植车间”,最核心的就是里面的生长炉。工人将处理好的一块块透明晶种放入钼台里。其中,7×7毫米的方块型钼台用于培育1克拉左右的钻石;10×10毫米的方块型钼台用于培育3克拉左右的钻石。然后将钼台放入生长炉中,在900℃恒温环境下进行培育。

  “我们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个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。

  技术人员正在观察成品金刚石。

  经过近一年的试生产,集装箱“种植车间”每台设备每个月可以“种”出80克拉左右钻石。

  刘端说,一般情况下,40克拉钻石生产需要28千瓦的设备连续工作600个小时,也就是消耗16800度电左右。

  围场丰富的清洁能源成为企业发展的绿电源泉。截至目前,围场清洁能源累计装机448.81万千瓦,发电91亿千瓦时,实现产值39.4亿元。

  “我们的集装箱配备有储能装备,放置在风电或光伏发电场附近,就近存储绿电、消纳绿电,培育钻石。”刘端说,从设计、生产到培育,产业链实现了绿色可持续发展,“种”出的每颗钻石“喝”的都是绿电。

  为扩大规模,公司将建设一座可容纳上百台生长设备的钻石“农场”,打造绿色园区,让绿电持续“种”绿钻。(宁利勇、张丹 河北围场满族蒙古族自治县委宣传部供稿)

[作者: 宁利勇、张丹  责任编辑: 杨丹宇 ]