柔软黝黑的石墨，经过高温高压淬炼，“生长”蜕变成晶莹剔透坚硬璀璨的钻石，这样的钻石就是培育钻石。
如果将天然钻石比作大自然环境下产生的冰块，那么培育钻石就是在冰箱里冻成的冰块。二者在晶体结构和理化特性上没有太大差别，由于生长环境的高度可控，培育钻石在透明度、折射火彩等方面甚至更胜一筹，售价也更亲民。
近年来，天然钻石屡次涨价、产量逐年下滑，市场需求却与日俱增，培育钻石日渐成为消费者和投资人的“新宠”。
黄河旋风早在20年前就开始进行大颗粒培育钻石生长技术的研发工作，持续不断地提高产品质量，目前可合成20克拉到30克拉培育钻石，年轻人的“克拉自由”要来了。
十年磨一剑，实现宝石级培育钻石国产化
世界金刚石看中国，中国金刚石看河南。经过近60年的发展，中国超硬材料产业从无到有，从小到大，现已成为超硬材料大国，产量占全球总产量的95%左右，稳居世界第一，河南省人造金刚石的产量占到全国的85%。在培育钻石领域，中国的产能约占全球培育钻石总产能的50%，其中又有八成属于“河南造”。
黄河旋风是我国超硬材料行业首家上市企业，也是行业龙头企业。公司成立以来坚持做强主业，持续在超硬材料及其制品领域发力，拥有行业最完善的产业链。依靠深耕多年的深厚技术积淀，黄河旋风培育钻石的品级和产量处于行业领先地位，消费市场份额不断扩大，其成功秘诀之一就是创新。
“2001年，公司聘请了王裕昌博士担任总工程师。王博士在日本和美国留学期间一直从事高压物理研究，归国到公司后就着手进行大颗粒钻石的研发工作，并于2002年成立项目组，由此开启了高品级、大颗粒培育钻石的研发之路。”河南黄河旋风股份有限公司钻石事业部经理胡军恒说，当时国内培育钻石合成技术整体比较落后，为数不多的研究机构所生长的培育钻石质量不稳定，生产成本高，远远不能满足光学设备等高端市场对产品质量的严格要求，合成大颗粒钻石在当时看来是一项不可能完成的任务。
道阻且长，行则将至。黄河旋风拥有丰富的工业级金刚石合成技术和经验，但在大颗粒培育钻石领域尚属空白。曾经，黄河人投入大量人力、财力，成功实现中国特色金刚石合成设备六面顶压机的大型化；现在，黄河人为实现培育钻石的技术突破，拿出的劲头不亚于此。
“那时候，我们都是实验室和车间两头跑，白天在实验室做研究，晚上在车间搞试生产。”胡军恒回忆，尤其是车间合成工序马虎不得，为确保实验可靠，我们每隔半个小时都要到实验机台巡查，时刻关注参数变化。
随着合成时间不断加长，从2个小时到10个小时，再到30个小时，项目组知道离成功不远了。2005年，经过不懈努力，项目组成功培育出第一颗宝石级培育钻石。
“当时特别激动，实验终于成功了，终于有了黄河人的第一颗高品级培育钻石，而且是我自己参与研制的，特别自豪。国外能做到的，咱也能做到！”胡军恒清楚地记得，那颗钻石直径3毫米，不足1克拉。
实验的成功，标志着黄河实现了大颗粒钻石培育技术零的突破。而从第一颗大颗粒培育钻石诞生到实现产业化，黄河却用了整整10年。
“虽然我们掌握了相关技术，但当时国内消费者对培育钻石的认知程度并不高。”胡军恒说，批量生产前的这几年，我们并没有止步不前，而是不断积淀技术。黄河发展到现在，很多东西都在变，唯一不变的就是创新求变。
2015年，黄河旋风创建钻石事业部，培育钻石正式开始投产。正是有着10年的磨砺，黄河旋风钻石事业部的培育钻石一经面市，就迅速占领欧美、印度、中东、日本等海外市场。
二十年布局，迎来行业爆发期，年产量100万克拉，满产满销
凭借卓越的物理和化学性能，金刚石在工业生产和科学技术领域广泛应用。虽然我国人造金刚石的产量已达世界九成，但能达到珠宝级别的高品级钻石并不多。
“从工业级别和珠宝级别钻石的外观就可看出，珠宝级培育钻石需要更精细、更复杂的工艺。作为技术创新型行业，培育高品级钻石需要投入不小的研发成本。”河南黄河旋风股份有限公司钻石事业部总工李建华介绍，与自然环境下生长的天然钻石不同，培育钻石是通过现代高精密生产装备及生产技术，在严格控制的温度和压力条件下进行生长的。相比工业级金刚石，培育钻石对装备制造、生长条件控制、材料性能及设计等要求更高。
工欲善其事必先利其器。培育高品级钻石，对装备的精度要求更高，其中，液压与电控系统起着至关重要的作用。
“要培育的钻石颗粒越大，需要的合成时间就越长，对压机的液压和电控系统稳定性要求也越高。”李建华说，我们成立技术攻关小组，分别从自动化控制系统和液压系统入手，对原有压机进行改造升级。从图纸绘制到配件制造再到设备组装调试，每个环节都要盯着，稍有偏差，所有的努力可能就都白费了。
一台设备几十上百个零部件，每个配件都要几张图纸，一个数据异常，性能就会大打折扣，甚至会造成实验失败。一台压机有六个顶锤，一只顶锤几万块，一次实验失败可能就是数万数十万元的损失。
“设备改造不会一帆风顺，小修小改是家常便饭，有时候失败了很多次，才发现这个方向是错的，只能推倒重来。”李建华说，改造的过程就是不断实验、不断试错的过程，也是不断积累经验的过程，成功的那一刻你会有种豁然开朗的感觉，也觉得之前的努力是值得的。
经过上百个日夜的改进与调试，黄河旋风成功开发出培育钻石合成专用高精度六面顶压机，压力控制精度和功率控制精度大幅提高，达到前期指标的10倍。与此同时，实现了合成装备的集约化控制，一名工人轻轻松松就可以操作上百台六面顶压机，设备控制精度与生产效率得到大幅度提升。
此外，原辅材料也是培育钻石合成的至关重要的因素，百万分之一级别的杂质，都会造成实验失败。
“合成钻石的原辅材料是由多种不同性能的材料组成的，材料性能分析、成分控制、配比以及加工工艺等都需要严格控制。”李建华说，我们尝试了国内外几十种材料，材料成分更是经过上千次的调整，最终通过自主开发的方式，设计了培育钻石生长专用原辅材料。
经过从装备到材料的一系列开发，黄河旋风培育钻石从无到有，再从有到优，产品质量得到稳步提升。产品尺寸也从1毫米逐渐提升到20毫米左右，实现了高品级培育钻石的国产化。目前，黄河旋风培育钻石的年产量100多万克拉。
“近年来，培育钻石的热度持续攀升，国内外珠宝巨头陆续布局培育钻石品牌，培育钻石受到越来越多消费者的热捧。可以说，培育钻石迎来前所未有的爆发期。”胡军恒说，我们的培育钻石基本实现满产满销，而这个市场是千亿级的，未来发展前景更好。现在看来，公司20年前的布局是有着超前战略眼光的。
未来方向：推行“5G+智能工厂”、布局半导体
培育钻石是黄河旋风金刚石产品向高纯度、大尺寸方向延伸的新兴产品。依靠强大的研发实力，黄河旋风不断在“粗颗粒高品级金刚石”“宝石级大单晶”“特大单晶金刚石高温高压合成装备”等方面实现技术突破，并达到行业领先水平。
目前，黄河旋风可批量生产的钻石种类从直径1到3毫米范围的小颗粒培育钻石，增加到现在1到20毫米的多样化培育钻石产品；颜色也从单色白钻到各类彩色钻石。培育钻石种类的丰富，无疑为企业的战略布局起到了关键作用。
“我们的培育钻石产品具有硬度高、导热率高、透光性好、耐腐蚀等优异性能，能够广泛应用于精密切削刀具、超高压压砧、精密光学器件、半导体散热器件、低磁探测、激光窗口、大功率微波通讯、珠宝首饰等领域。”胡军恒说。
据介绍，黄河正抢抓新基建机遇，发挥作为工业“牙齿”的超硬材料在新基建中的“先锋作用”，拓展“5G+工业互联网”应用场景。通过推行“5G+智能工厂”优化生产工艺、提升产品质量、降低生产成本，实现大数据管控，助力产业升级。
金刚石已成为我国确定发展的第三代半导体材料中的重要原材料，而半导体是以大克拉高纯度金刚石为主体的应用领域，具有万亿级市场规模。
“我们将坚持把科技创新作为推动企业转型升级、提质增效的动力源，努力把企业打造成为强大的创新主体，扎实推动高质量发展。”河南黄河旋风股份有限公司副总经理、研发中心主任、博士武玺旺说，我们已开始布局光电热应用、第三代半导体应用、金刚石及制品高端领域应用、军事和航空航天等领域，目前已与多所高校建立合作关系，成立了光电材料省级重点实验室，同时大量储备相关人才，将在解决芯片等“卡脖子”工程难题中发挥重要作用。
全媒体记者/孟龙
校审/铭初 美编/王锐 终审/赵凤丽