金刚石窗口材料能够在极端条件下使用,在航天航空、导弹武器、高能激光武器、高功率微波武器、激光通信系统、空间望远镜、光刻系统等领域具有广阔应用前景。金刚石窗口材料分为平面金刚石窗口材料、曲面金刚石窗口材料。
金刚石是一种宽禁带、低原子序数材料,由于碳原子晶体结构排列紧密,其在远紫外到远红外的光谱范围内均具有高透射率、低光学吸收特性。此外金刚石还具有高热导率、硬度大、耐酸碱、载流子迁移率高、抗辐照等特点。
传统光学窗口材料如蓝宝石、石英玻璃、硅等均面临着应用瓶颈,或是高功率辐射下易损伤,或是极端条件下易产生光学畸变等。金刚石具有独特的物理和化学属性,逐渐成为制造光学窗口的最佳材料。
我国金刚石产量位居全球首位,根据中国机床工具工业协会超硬材料分会数据显示,2023年我国人造金刚石产量超过250亿克拉,占全球产量的95%。庞大的生产规模为金刚石窗口材料产业发展奠定了基础。
根据新思界产业研究中心发布的《
2025-2030年中国金刚石窗口材料行业市场深度调研及发展前景预测报告》显示,2024年11月,商务部、海关总署等部门发布《中华人民共和国两用物项出口管制清单》公告,对金刚石窗口材料实施出口管制。由此来看,金刚石具有重要的战略性,其出口管制将有助于保障国内航空航天、国防军工等领域的金刚石窗口材料供应。
金刚石可以通过微波等离子体化学气相沉积(MPCVD)、直流电弧等离子体喷射工艺(DCPJ)、热丝化学气相沉积工艺(HWCVD)等方法在窗口材料上镀膜,也可以直接合成大尺寸的金刚石窗口材料。
我国金刚石窗口材料相关供应商包括河北普莱斯曼金刚石科技有限公司、安徽碳索芯材科技有限公司、北京沃尔德金刚石工具股份有限公司、宁波晶钻科技股份有限公司、中南钻石有限公司、中材人工晶体研究院有限公司等。
新思界
行业分析人士表示,金刚石是最佳的光学窗口材料,能够满足极端条件下应用需求,近年来,随着航天、军事、科学研究等领域发展,金刚石窗口材料市场需求不断释放,市场空间快速扩容。近年来,我国企业在金刚石窗口材料领域取得了显著成果,为激光武器、微波武器、空间望远镜等设备的研发和制造提供了重要保障。