人造产品，世纪中国
作者简介:沈，中国保险学会人工制品专业委员会第一副理事长，第二、三届常务副理事长兼秘书长，核工业北京地质研究院成矿模拟实验室高级工程师。
图1合成晶体
新中国成立以来，中国的珠宝行业得到了突飞猛进的发展，人造制品行业也发展迅速。到21世纪初，中国的人工制品业已经取得了巨大的成就，为未来的进一步发展打下了坚实的基础，中国的人工制品业在21世纪将会有更加辉煌的发展。
一、人工制品在中国快速发展的原因。
众所周知，人工产品是在实验室和工厂中合成或生长的，其产量可以根据市场的需要进行调整。人工制品合成和生长的唯一要求就是在相应的天然宝石中达到最高的等级、最好的质量和最美的程度。所以人工制品的价格比同质量的天然宝石便宜很多，而且非常漂亮。它可以制成许多不同的样式，适合人们佩戴和使用，具有广泛的群众基础。另一方面，自然界出产的天然宝石矿产资源有限，尤其是高档宝石及其优质产品较少，难以满足市场需求。人工制品可以补充天然高级宝石的不足，在一定程度上缓解市场的供需矛盾。这样，人工产品的大量生产是市场和人们美化生活的需要，也是人工产品快速发展的重要原因。有人说人工制品是中国珠宝市场的半壁江山，名副其实！人工制品在中国迅速发展的另一个原因是人工制品在高科技和国防研究中的重要应用。例如，合成晶体(图1)由于岩石晶体中的各种缺陷，作为压电晶体的原料并不理想，而合成晶体性能优异，完全可以满足压电晶体的要求。压电晶体主要用于稳定射频。合成晶体在每台彩电、收音机和手机中都被用作稳定无线电频率。再比如合成红宝石，以前用于机械表或仪器的轴承(火焰熔融法合成红宝石)，现在用于激光器的部件(提拉法生长红宝石)，激光很有用。除了众所周知的民用和工业用途，在军事上可以用高能激光打击飞机和卫星，激光聚焦产生的超高能量和超高温也可以用来模拟原子弹的核爆炸，以获取必要的数据。手表行业使用合成无色蓝宝石，被称为“永不磨损的表面盖”。泡生法生长的优质无色蓝宝石用于节能照明工程，称为led元件，不仅亮度高，而且功耗仅为同等亮度电灯泡的1/20。大直径光学无色蓝宝石是导弹、无人机、潜艇的窗口材料，非常重要，急需。现在中国已经可以生产出这种用于洲际导弹的窗口直径超过200mm的晶体。再比如火焰熔融法生长的人造钛酸锶宝石，可以作为“响尾蛇导弹”的窗口材料。随着科技的进步和军事工业的发展，相信对晶体材料的要求会越来越多，人们在完成各项任务的过程中也会进一步开发人造产品。可见，随着人民生活水平、科技水平的不断提高，以及国防工业发展的需要，我国的人造制品行业将得到加强、发展和提高，其未来将是无限光明的！
2.20世纪初，中国的人工制品产量在世界上名列前茅。
我国人工制品的生产始于1958振兴我国民族工业。要发展中国的钟表业，首先要解决手表机械转动过程中的红宝石轴承问题；发展其他仪器工业，也要解决轴承问题。于是从苏联引进了火焰熔融法合成红宝石的生产线，开启了中国人造制品工业的发展。随后，我国国民经济的发展，科学技术的发展，国防和军事工业的发展，都需要新材料的研究和拓展，客观上促进了我国人造制品工业的发展。值得庆幸的是，到20世纪初，中国的人造产品产量已经名列世界前茅:
1)中国合成立方氧化锆1982年测试，1983年投产。刚开始每炉产量只有5公斤。现在每炉产400kg，每个单晶也很大，能达到2kg左右。2005年这种生长炉有205台，预计年产能达到1.23万t左右，但市场需求没有那么多，开工率不足，实际年产能6000t左右，居世界第一。
2)我国合成晶体始于50年代，60年代取得成功。由于无线电工业的快速发展，需要大量的压电晶体，而我国珠宝行业发展的需要又推动了我国合成晶体行业的快速发展。目前我国合成晶体年产量约为1760t，也是世界第一。
3)我国用火焰熔融法合成红宝石和蓝宝石，是1958年从苏联引进的。氧气和氢气是通过电解水获得的，这消耗了大量的电力。现在经过技术革新，利用化工厂生产过程中排出的氧气或氢气作为原料，既解决了污染问题，又节约了成本。据2005年不完全统计，年产量已达235吨。如果福建省平南县辛雷水晶有限公司新建的300吨火焰熔红宝石全部投产，总产量有望达到435吨，为世界第一。
4)中国人造金刚石1963投产，颗粒小，工业级，但因为用途大，发展很快。目前，中国合成工业级钻石年产量已达6543.8+0.2亿克拉以上，居世界第一。
5)中国玻璃仿金星石由北京永奥人工制品研究所于90年代研制成功，最高年产量达到600t。由于产量高、质量好、价格低，类似的意大利和日本产品被挤出中国市场，产量居世界第一。
6)玻璃仿猫眼80年代末90年代初在上海研制成功，迅速风靡全国珠宝市场。目前年产量约1200t，居世界第一。
7)其他:合成人造夜光玉，稀土改性的高折射率玻璃质宝石(俗称稀土玻璃)都是中国科技人员发明的，产量当然是世界第一。
基于以上数据，我们可以自豪地说，在21世纪初，中国的人工制品产量在世界上名列前茅。
三。20世纪初中国人工制品生产基地概述。
随着我国人工制品行业的不断扩大和发展，人工制品中的生产基地也在不断变化，而且变化趋势是不断增加和扩大。到21世纪初，中国人工制品的生产基地如下:
1)合成立方氧化锆的生产基地主要在广西、四川、福建、浙江、湖南、湖北等省；合成立方氧化锆的粉体原料生产基地有浙江省德清市、广东省湛江市和福建省。
2)火焰熔融法合成红宝石和蓝宝石的生产基地主要在浙江省衢州市和萧山市，福建省平南县市，山东省烟台市，陕西省宿州市，安徽省xi市和汉中市，安徽省合肥市，贵州省镇宁县，四川省长寿市和重庆市第八仪器厂，湖南省千阳县。焰熔法生长尖晶石的基地在浙江省衢州市。
3)最大的合成水晶厂在浙江省椒江市，国内很多省份都有合成水晶厂。
4)祖母绿和红宝石的热液生长在90年代初由广西宝石学研究所所长曾教授领导的团队研究成功，因此生产基地在广西壮族自治区桂林市。
5)用高温超高压法生长工业级金刚石的工厂约有5000家，但生产单颗粒工业级金刚石的工厂约有450家，其余主要生产聚晶金刚石或金刚石制品，分布在全国各地。
6)熔体直拉法生长激光晶体、国防工业窗口材料等优质晶体的生产基地主要在浙江省衢州市、成都市、上海市、天津市、江苏省南京市、广东省广州市。
7)玻璃仿金星石生产基地在北京(永奥人工制品研究所)。目前国内新建了很多生产工厂，但产量和质量仍远远落后于北京永奥人工制品研究所。
8)玻璃仿猫眼宝石由中科院上海硅酸盐研究所研发，技术在上海周边转移。但原料和半成品的生产基地主要在江苏省靖江市，成品的生产基地主要在福建省莆田县。
9)稀土玻璃宝石发明于上海，生产基地也在上海。
10)具有夜光效果的“青龙夜光玉”生产基地在北京。
四、21世纪初中国人造产品的产品销售基础
随着中国人造制品行业的品种和产量不断增加，人造制品的销售和由人造制品制成的珠宝或时尚配饰逐渐形成了一个集散地。到20世纪初，中国已有三个规模较大、知名度较高的人工制品集散地:广西壮族自治区梧州市、山东省青岛市和浙江省义乌市。
1.广西壮族自治区梧州市
广西壮族自治区梧州市位于广西壮族自治区东部和广东省交界处。从广州开车到梧州市大约需要4个小时。梧州市被誉为“广西的海滨门户”和“小香港”，对外开放已有100多年的历史。辖区面积12588km2，人口305万，市区面积1097km2，人口50万。资料显示，自1982年香港人在此设立宝石加工厂(磨宝石)后，逐渐发展壮大。目前从事宝石加工的人数超过1100000人，每年加工宝石数量约为1368万颗。主要产品是火焰熔炼合成的立方氧化锆和红宝石，这两种人工制品的加工能力约占国内的95%。梧州的人工制品产业解决了梧州市65438+万人的就业问题，使周边农村很多人脱贫致富，也为下岗职工再就业创造了良好的条件。因此，人工制品的加工贸易已成为梧州的支柱产业之一，市委、市政府给予了积极的支持。目前，已有来自香港、台湾省、墨西哥、俄罗斯、韩国、印度、泰国、意大利、美国等200多家公司参展。永久在梧州做生意。为了解决没有市场的问题，市政府千方百计引进外资建设“梧州宝石城”。五洲宝石城总投资7000多万元，占地面积21998㎡，建筑面积39998㎡，四层，商铺500间，经营户250户，年营业额约6543.8+0亿元。随着行业的不断发展，现有的宝石城已经不能满足市场需求。项目二期“五洲宝石大厦”已完工，33层，建筑面积102481㎡，即将投入使用。梧州市人造制品发展已具相当规模，中国珠宝首饰行业协会授予梧州人造制品特色产业基地荣誉称号。
2.山东省青岛市
青岛的人造制品近年来发展非常迅速，现在已经成为北方地区最大的人造制品销售基地。青岛有1，000多家以人造制品为主石的仿珠宝加工厂，其中一半以上是镶嵌企业，市场容量巨大。每年从人造产品采购金额高达50亿元，超过65，438+0，000家知名企业在青岛设有分公司或办事处。其主要特点是外向型经济，尤其是与邻国韩国的关系非常好。韩国企业占据了青岛人工制品市场的半壁江山，对青岛人工制品市场的繁荣发展起到了重要作用。随着每年的珠宝展和学术讲座，青岛作为北方人造产品最大的销售基地，名气会越来越大，生意会越做越大，反过来也会促进人造产品的进一步发展。
3.浙江省义乌小商品市场是国内外著名的批发市场。
1)总体情况:2002年开始规划开发。经过发展，义乌小商品市场更名为国际商贸城。截至2005年9月，国际商贸城一期、二期市场建设开发已完成，总面积65438+40万平方米，成为全球最大的现代化商品批发市场。市场有5万个经营场所，从业人员超过65438+60万人。每天有7000多名外商在此采购，产品出口到全球200多个国家和地区，年出口35万多标箱，占全部贸易产品的60%。由于这种情况，世界品牌实验室和《世界经纪人周刊》在世界品牌大会上发布了2005年中国最知名品牌排行榜，义乌中国小商品城排名158，品牌价值39.02亿元。
2)以人造制品为主石的仿珠宝工艺品市场主要在义乌国际商贸城一期。市场一期占地350亩，建筑面积33万平方米，投资6.6亿元，由五个相连的长方形基本单元组成。场馆分为五个商业区和20个商品展示交易大厅。工艺品、饰品、玩具、鲜花等15类，两万多种商品有序排列。珠宝仿工艺品主要在二楼和三楼，经营户4000人左右。商家的店铺里摆满了琳琅满目的仿珠宝工艺品的原料、半成品或成品(图2)，其中以玻璃为原料的半成品或成品占绝大多数，少数是塑料制品或低档半宝石。
图2义乌小商品市场琳琅满目的饰品
3)义乌小商品市场租金高反映出交易量大:据报道，国际商贸城一期一个两层的珠宝商城，一个45m2左右的商铺，仅5年的使用权就要交200万，此外每年还要交20万的租金、税费和5万的管理费。所以要想在义乌小商品市场立足，年费至少要65万人民币。那么，商家能赚那么多钱吗？答案是可以，可以！！！因为每天有7000个外商在这里购买，有几万个国内商人在这里购买，只要产品合适，大宗商品交易是没有问题的。据二楼一家店铺的店长陈先生介绍，店铺总面积约45㎡，里面陈列的大部分样品都是玻璃仿钻石产品，只有少量的人造立方氧化锆、人造红宝石等样品。很多人来店里购买。陈先生说，每个玻璃仿钻产品售后平均利润只有几毛钱，反正不到一分钱，但成交好的时候一天能做十几万，一年能做一个亿左右的生意。所以虽然店铺的租金等费用很贵，但是很多人想买个铺位却买不到。这说明义乌小商品市场二楼和三楼4000件珠宝饰品的交易量很大。
4)从珠宝生产公司来看，玻璃仿钻产品的使用量和产品销量都较大:义乌有一家知名的珠宝生产公司，拥有合金、爪链、铜、银等五大系列20多个品类、30多万种款式的产品。销售网络覆盖全国，产品远销海外70多个国家和地区。据介绍，该公司拥有5600名员工，每天生产和使用500万颗玻璃仿钻。每天需要600个人把这些玻璃仿钻粘在饰品上。你想想，这个公司每天用500万块玻璃仿钻，全国有上万家珠宝公司或者加工厂。每天需要多少块玻璃仿钻？每天能生产多少饰品？这个数字一定是一个惊人的天文数字！资料显示，截至2005年6月5438+00日，全国在工商部门登记注册的批发市场超过65438+万家。从上述公司使用和生产玻璃状钻石产品的情况，我们可以推断出玻璃状钻石产品在中国的大量使用和大量的配件产量。
5.21世纪初，中国的人造产品品种增多，颜色也有所增加和改进。
今天，在中国的人造产品市场上，人们可以看到不仅人造产品的品种越来越多，而且每一种人造产品的颜色也在逐渐增加和完善，并且正在走向系列化。在五洲和义乌的销售市场，为了做生意的方便和准确，各种人造产品色卡都是装订好的，都有编号，让买家一目了然，交易时不会出错。从这里也可以感受到中国人工制品行业的不断发展。作者拥有香港永福企业公司的20种彩色立方氧化锆、火焰熔合法合成的11种尖晶石、火焰熔合法合成的9种刚玉宝石的综合色卡，广西壮族自治区桂林桂泰公司合成的18种彩色立方氧化锆色卡。浙江省衢州市巨化宝石厂合成的12种刚玉宝石、13种尖晶石色卡，香港永福企业公司96种稀土玻璃宝石色卡，青岛城阳小商品市场中信珠宝公司28种普通玻璃色卡，江苏省靖江市广西壮族自治区梧州宝石城147种玻璃“水钻”色卡。因此，中国的人造产品市场正在蓬勃发展。
6.21世纪初，我国人工制品的生产技术有了很大进步。
我国人造制品的生产技术是1958年从前苏联引进的火焰熔炼法生长红宝石，得到了很大的发展和提高。事实证明:
1)火焰熔炼合成红宝石:前苏联用电解水生产氢气和氧气，生产1kg红宝石的电耗约为1100 kW·h，非常昂贵。在我国，利用化工厂生产过程中排放的剩余气体氢气和氧气生产红宝石，不仅环保节能，还降低了成本，一举两得；福建辛雷珠宝有限公司在具体操作中还创造了气体稳压法(加强安全)，创造了滚动操作法，将每人操作从10提高到80，大大提高了工作效率。
2)冷坩埚熔壳法生长合成立方氧化锆:我国自1983生产合成立方氧化锆以来，设备有了很大的改进。起初，中国每台高频炉只能生产5公斤合成立方氧化锆。设备改进后，现在每台高频炉每炉可生产400公斤合成立方氧化锆，产量大大提高，成本降低。合成的立方氧化锆单晶的尺寸也增加了。以前的产品比较小，每个只有几十克重，现在的产品可以达到1980g以上；产品颜色品种也有不少增加(图3)。
图3合成立方氧化锆的尺寸对比
3)高温高压法合成工业级金刚石:我国在1963年开始生产工业级人造金刚石时，每次合成只能获得10 ~ 15克拉的小颗粒人造金刚石，而现在每次合成可以获得60克拉的人造金刚石，颗粒大小明显增大(图4)。
图4合成工业级金刚石石墨片
4)在熔体提拉法生长高质量晶体方面:浙江巨化宝石厂敢于拼搏，善于创造。最初用火焰熔融法生产红宝石的工厂在1998成功生产出合成尖晶石；1997年，我们把目光放在了激光晶体材料上，用熔体提拉法购置了生产设备，从应届大学毕业生中招募了一批年轻人进行攻关。现在这些年轻人已经成为宝石厂的骨干。经过努力，我们终于在2001年生产出了激光用稀土掺杂YAG晶体，性能优异(图5)；1999瞄上了国际先进的照明用LED晶体，这是一种采用熔融泡生法生长的无色蓝宝石晶体。以这种晶体为衬底制成的LED灯亮度高，能耗低，仅为同等亮度灯泡的1/20。2001年，他们瞄准了导弹、无人机等国防工业急需的光学级窗口晶体材料。为此他们用熔体提拉法自制了生产设备，性能超过了国外同类产品。现在他们已能生产出质量约20公斤、直径250毫米的合格光学级窗口晶体材料，为我国尖端科技和国防工业的发展做出了巨大贡献(图6)。
图5巨化公司生产的激光用掺稀土YAG晶体。
图6光学级无色蓝宝石窗口材料
5)热液宝石生长:我国热液宝石生长基地在广西壮族自治区桂林，可生长不同颜色的合成祖母绿、合成红宝石、合成蓝宝石(图7)。为了满足高科技发展的需要，他们用水热法成功生长氧化锌，后来又成功生长KTP晶体，不仅为高科技发展做出了贡献，也大大增加了经济效益。
图7红宝石和祖母绿的水热合成
七、265438+20世纪初，中国合成类宝石产品异军突起。
随着改革开放的深入发展，我国整个珠宝行业蓬勃发展，促进了人工制品行业的发展。珠宝市场的发展需要大量的各种宝石。人工产品中的质优价廉正好适合市场的需求。虽然人工制品的产量大于优质天然宝石，但仍不能满足珠宝市场的需求。合成仿宝石极大的丰富了我国珠宝市场的品种，使用量之大，真的是异军突起。265438年至20世纪初，我国合成仿宝石产品主要有玻璃质仿星光宝石、玻璃质仿猫眼宝石、稀土玻璃宝石、玻璃质仿红珊瑚宝石、玻璃质仿绿松石宝石、玻璃质仿钻石(图8)。
图8玻璃仿猫眼，仿红珊瑚，仿绿松石。
八、人造夜光宝石——“青龙夜光玉”
说起“夜明珠”，大家都知道它是能在黑暗中发光的宝贝。它是一种非常稀有、珍贵和神秘的东西，每个人都想要它。我国合成夜光粉始于上世纪60年代，是用硫酸锌掺铜合成的。在“文化大革命”期间，它被广泛用于制作毛主席的徽章和雕像。这一代夜光粉的特点是发光亮度低，发光时间短。1989年，德国人以铝酸盐为基质，稀土元素为激活剂，制成了一种新型夜光粉，其特点是发光亮度强，发光时间长(10小时以上)。然而，它是由“北京华龙杨亚有限公司”发明的，并获得了发明专利号ZL 9665438。这种夜光宝石质地坚硬，体色多彩，可加工成各种饰品，在夜间或黑暗的地方可发光26kg时间，并可根据成分不同发出不同的夜光，如绿色、黄绿色、蓝绿色、紫色等夜光，表面的体色也有绿色、白色、青色、红色、紫色。现在生产的夜光玉最大直径和最大重量可以达到170 mm，另外“青龙夜光玉”以可见光的形式释放能量，称为冷光源。在医学上具有辅助治疗作用，是一种不可多得的功能材料(图9)。
九、265438+20世纪初人工产品在其他方面的进步。
1)人工制品地方标准的制定:在广西梧州宝石城，每天有上千片人工制品片剂交易，因此需要对人工制品的质量进行评估。为了有一个* * *标准，梧州市成立了人工制品标准起草组，并在广西壮族自治区政府的协助下，制定了我国第一个广西壮族自治区地方标准。一* * *有五个人工制品标准，分别是合成立方氧化锆、合成红宝石、合成蓝宝石、合成尖晶石和玻璃标准。在每个标准中，都提出了“净度”、“切工分类”、“切工尺寸允许偏差”和“刻面光洁度”的标准。
2)人造产品的品牌战略:品牌的核心是文化，是千百年来积淀的民族精神，是企业全体员工的共同价值观，是企业家的个人道德素养和社会责任意识，是企业自身发展的需要，是本行业企业家的心声。一个国家拥有的名牌越多，越是其经济实力强大和民族整体素质高的体现。我国正在大力推进珠宝名牌战略。以人工制品为主要原料制作首饰的“李进德”品牌已成为中国驰名商标。
图9青龙夜光玉雕刻工艺品
上图为光线，对应图为暗室。
3)人工制品加工设备增加:广西壮族自治区梧州市每年加工人工制品6543.8+036.8亿件。因此，他们对人造产品的加工设备给予了更多的考虑，设计和制造了许多机器，其中有几项获得了国家专利。梧州市的人造制品加工行业，不同品种的人造制品要用不同的研磨速度进行抛光，用不同的抛光盘和不同粒度的抛光粉进行抛光，即同一品种不同大小的宝石也用不同粒度的抛光粉进行加工；对于宝石不同表面光洁度的要求，需要选择不同的转速，不同的抛光盘，不同粒度的抛光粉，说明在提高加工质量方面做了大量的工作，工作做得非常细致。目前，五洲生产的人造制品加工设备约有30种，几乎销往全国各地，并出口到柬埔寨、俄罗斯等多个国家。
4)以人造制品为主的仿珠宝出口量逐年增加。海关总署的统计数据显示，2003年仿珠宝出口为31100万美元，2004年为3.94亿美元，2005年为61100万美元(约占出口总额的11%)，这从一个侧面反映出，
X.浅谈人工制品业的发展
人工制品行业如此繁荣，肯定有发展潜力，但要仔细观察分析。机会不是在那里等着的，有时会稍纵即逝，所以要善于发现机会。笔者提出以下问题与大家讨论:
1)有实力的企业或公司要努力创名牌。
2)人工制品生产的品种应进一步开发。近年来，国外成功开发了一些人造新产品，如气相外延生长宝石级金刚石、高温超高压生长大颗粒宝石级金刚石、高温超高压生长碳硅石、熔剂法生长绿宝石和红宝石、水热法生长双色或三色性晶体等。我们希望有实力的企业能开发人工产品的新品种。
3)需要在哪里做生意？比如浙江义乌的小商品市场，就反映了希望人造制品原料厂家在义乌开店，方便饰品配件厂家进货。义乌小商品市场世界闻名。每天都有那么多国内外客商去那里采购，摆摊后生意一定不错。
4)规范市场，不要随便给人工制品起名。有些地方不是按照国家标准命名的。比如香港人称合成立方氧化锆为“正交锆石”，梧州人称合成立方氧化锆为“合成锆石”，或者干脆叫“锆石”。这两种都不对，因为氧化锆和锆石是两种不同的矿物，它们的化学成分、晶体结构和物理化学性质都不一样。立方氧化锆的化学成分为ZrO2，晶体结构为等轴状。锆石的化学成分为ZrSiO4，晶体结构为四方晶系。他们完全不同，不能混为一谈。再比如火焰熔炼合成的红宝石，在梧州被称为“红刚玉”。这也是错误的，因为每种矿物都有两个名字。达不到宝石级别的叫矿名，达到宝石级别的叫宝石名。刚玉是矿物名称，火焰熔炼法合成的红宝石已经达到宝石级别，所以应该叫合成红宝石，而不是“红刚玉”。另外，国家标准的“命名原则”中禁止使用易混淆、歧义的名词，“红刚玉”就属于这种禁止。名字混乱的市场对人工制品交易不利。规范市场，需要将人工制品的名称统一到国标中。
5)研发国家急需但供不应求的产品。比如国家急需节能产品晶体LED蓝宝石晶体(熔体提拉法生产)，每月至少654.38+00000片。现在供不应求，有实力的单位都可以生产。