Dirección de desenvolvemento futuro e avance tecnolóxico do micropó de corindón branco
Ao entrar nun taller de fabricación de precisión en Shenzhen, Li Gong estaba preocupado polo microscopio: un lote de substratos cerámicos empregados para as lentes das máquinas de litografía tiñan rabuñaduras de nivel nanométrico nas súas superficies. Despois de substituír o recentemente desenvolvido microscopio baixo en sodiomicropó de corindón brancolíquido de pulido cun fabricante, os arañazos desapareceron milagrosamente. "Este po é coma se tivese ollos e só 'morde' os golpes sen danar o substrato!" Non puido evitar dar unha palmada na cabeza e admirar. Esta escena reflicte a transformación tecnolóxica que está a experimentar a industria do micropó de corindón branco. Os antes cheos de po "dentes industriais" están a transformarse en "nanobisturís" para a fabricación de alta gama.
1. Puntos débiles actuais da industria: a industria do micropó na encrucillada da transformación
O mercado mundial de micropó de corindón branco parece estar en auxe: China, como maior produtor, representa máis do 60 % da produción mundial e o tamaño do mercado superará os 10 000 millóns en 2022227. Pero cando entras na zona da fábrica en Gongyi, Henan, os xefes moven a cabeza ante o inventario: «Non se poden vender produtos de baixo prezo e non se poden fabricar produtos de alta gama». Isto revela dous grandes dilemas na industria:
Sobrecapacidade de gama baixa: os produtos tradicionais de micropo están seriamente homoxeneizados, atrapados nun vórtice de guerra de prezos e a marxe de beneficio caeu por debaixo do 10 %.
O subministro de gama alta é insuficiente:Micropó de grao semicondutoraínda depende das importacións e o produto dun fabricante internacional cun 99,99 % de pureza véndese a un prezo de ata 500.000 yuans por tonelada, oito veces maior que o dos produtos nacionais
O máis grave é que a maldición da protección ambiental é cada vez máis severa. O ano pasado, unha antiga fábrica en Zibo, Shandong, foi multada con 1,8 millóns por superar o estándar de calcinación de gases de escape do forno. O xefe sorriu amargamente: "Os custos de protección ambiental consumen os beneficios, pero se non instalas equipos novos, tes que pechar!". 8 Cando os clientes augas abaixo comezaron a esixir certificados de pegada de carbono, a era da produción extensiva entrou na conta atrás.
2. Avances tecnolóxicos: catro batallas están en marcha
(1) Preparación a nanoescala: a batalla para converter o "micropó" en "pó fino"
Competencia polo tamaño das partículas: as empresas líderes acadaron a produción en masa de micropos de menos de 200 nanómetros, o que é só un círculo maior que o novo coronavirus (uns 100 nanómetros).
Avance na tecnoloxía de dispersión: o proceso patentado de clasificación por sedimentación hidráulica da empresa Hanshou Jincheng resolve o problema da aglomeración de partículas engadindo un dispersante composto, comprimindo a dispersión do tamaño das partículas do mesmo lote de produtos de ±30 % a ±5 %.
Control da morfoloxía: a esferificación permite que a fricción de rodadura do micropo substitúa a fricción de deslizamento, e a taxa de danos por pulido diminúe nun 70 %.6 Un enxeñeiro dunha empresa xaponesa describiuno así: «É como substituír a grava por perlas de vidro, e a probabilidade de rabuñaduras diminúe de forma natural».
(2) Revolución de baixo sodio: a pureza determina o valor
A industria dos semicondutores detesta os ións de sodio: unha contaminación de sodio do tamaño dun gran de sal pode destruír unha oblea enteira. O po de corindón branco baixo en sodio (contido de Na2O ≤ 0,02 %) converteuse nun produto moi solicitado:
Actualización da tecnoloxía de fusión por arco: adóptase a fusión con protección por gas inerte e a taxa de volatilización do sodio aumenta nun 40 %
Plan de substitución de materias primas: o caolín úsase para substituír a bauxita e o contido de sodio redúcese de forma natural en máis dun 60 %.
Aínda que o prezo deste tipo de produto é 3 veces maior que o do po ordinario, escasea. A liña baixa en sodio que acaba de entrar en produción nunha fábrica de Jiangxi ten pedidos ata 2026.
(3)Fabricación ecolóxica: sabedoría forzada pola protección ambiental
Reciclaxe de materias primas: a tecnoloxía de reciclaxe de rodas de amolar residuos pode aumentar a taxa de reciclaxe de po residual ata o 85 %, reducindo o custo en 4.000 yuans por tonelada
Revolución de procesos: o proceso de fabricación de po seco substitúe por completo o método húmido e a descarga de augas residuais redúcese a cero. As empresas de Henan introduciron un sistema de recuperación de calor residual e o consumo de enerxía reduciuse nun 35 %.
Transformación de residuos sólidos: unha fábrica de Liaocheng, na provincia de Shandong, converteu escorias residuais en materiais de construción ignífugos, que en realidade xeraron 2 millóns de yuans de ingresos ao ano. O xefe bromeou: «Antes, a protección ambiental era unha forma de mercar seguridade, pero agora é unha nova forma de gañar cartos».
(4) Produción intelixente: salto de precisión baseado en datos
No taller dixital de Zhengzhou Xinli, a gran pantalla mostra a curva de distribución do tamaño das partículas do micropó en tempo real. «O sistema de clasificación por IA pode axustar dinamicamente os parámetros do fluxo de aire, de xeito que a taxa de cualificación do produto se dispara do 82 % ao 98 %». O director técnico sinalou o equipo en funcionamento e dixo 6. A monitorización en liña do analizador de tamaño de partículas láser combinada co algoritmo de aprendizaxe automática pode lograr unha retroalimentación de segundo nivel sobre as flutuacións de calidade, dicindo adeus por completo ao modo tradicional de «posinspección».
3. Campo de batalla futuro: unha magnífica transformación de rebarbas a lascas
O seguinte “pista dourada"de micropó de corindón branco está a abrirse:
Envasado de semicondutores: úsase para o adelgazamento e pulido de obleas de silicio, cunha taxa de crecemento anual da demanda global de máis do 25 %
Novo campo de enerxía: como material de revestimento separador de baterías de litio, mellorando a resistencia á calor e a condutividade iónica
Biomédico: Nanopulido de restauracións cerámicas dentais, cun requisito de precisión de 0,1 micras
A evolución do micropó de corindón branco é un microcosmos da mellora da fabricación chinesa. Cando a antiga fábrica de Zibo empregou a impresión 3D para reconstruír o campo de fluxo do forno de calcinación e cando o equipo da Academia Chinesa das Ciencias cultivou microesferas de alúmina monocristalina no laboratorio, o resultado desta "guerra micrométrica" xa non estaba determinado pola capacidade de produción actual, senón por quen podía definir a pedra angular da fabricación futura con precisión nanométrica.