Бъдеща насока на развитие и технологичен пробив на бял корундов микропрах
Влизайки в цех за прецизно производство в Шънджън, Ли Гонг се притеснил за микроскопа – партида керамични субстрати, използвани за лещи на литографски машини, имали наноразмерни драскотини по повърхностите си. След като заменил новоразработения нисконатриев...бял корунд микропрахполираща течност с производител, драскотините изчезнаха по чудо. „Този прах е сякаш има очи и само „захапва“ неравностите, без да наранява основата!“ Той не можа да се сдържи да не се плесне по главата и да се възхити. Тази сцена отразява технологичната трансформация, която претърпява индустрията за микропрах от бял корунд. Някогашните прашни „индустриални зъби“ се трансформират в „наноскалпели“ за висок клас производство.
1. Актуални проблеми в индустрията: Индустрията за микропрахове на кръстопътя на трансформацията
Глобалният пазар на микропрах от бял корунд изглежда процъфтява – Китай, като най-голям производител, представлява повече от 60% от световното производство, а размерът на пазара ще надхвърли 10 милиарда през 2022-227 г. Но когато влезете в заводската зона в Гонги, Хенан, шефовете поклащат глави на инвентара: „Стоките на ниски цени не могат да се продават, а висок клас стоки не могат да се произвеждат.“ Това разкрива две основни дилеми в индустрията:
Свръхкапацитет в нисък клас: Традиционните продукти на микро прах са сериозно хомогенизирани, попаднали във вихъра на ценова война, а маржът на печалба е паднал под 10%
Предлагането на висок клас е недостатъчно:Микро прах от полупроводников класвсе още разчита на внос, а продуктът на определен международен производител с чистота 99,99% се продава на цена до 500 000 юана за тон, което е 8 пъти повече от местните продукти.
По-сериозното е, че проклятието за опазване на околната среда става все по-строго. Миналата година стара фабрика в Зибо, Шандонг, беше глобена с 1,8 милиона за превишаване на стандарта за отработени газове от калцинираща пещ. Шефът се усмихна горчиво: „Разходите за опазване на околната среда изяждат печалбите, но ако не инсталирате ново оборудване, трябва да затворите!“ 8 Когато клиентите надолу по веригата започнаха да изискват сертификати за въглероден отпечатък, ерата на екстензивното производство навлезе в обратното броене.
2. Технологични пробиви: Четири битки са в ход
(1) Наномащабна подготовка: битката за превръщането на „микро прах“ във „фин прах“
Конкуренция в размера на частиците: Водещи компании са постигнали масово производство на микропрахове под 200 нанометра, което е само с един кръг по-голямо от новия коронавирус (около 100 нанометра).
Пробив в технологията на дисперсията: Патентованият процес на класификация с хидравлична седиментация на компанията Hanshou Jincheng решава проблема с агломерацията на частиците чрез добавяне на композитен диспергатор, компресирайки дисперсията на размера на частиците на една и съща партида продукти от ±30% до ±5%.
Контрол на морфологията: Сферикализацията позволява триенето при търкаляне на микропрах да замени триенето при плъзгане, а степента на увреждане от полиране намалява със 70%.6. Инженер от японска компания го описва като: „Все едно да заменим чакъла със стъклени мъниста и вероятността от драскотини естествено намалява рязко.“
(2) Революция с ниско съдържание на натрий: Чистотата определя стойността
Полупроводниковата индустрия мрази натриевите йони – замърсяване с натрий с размерите на зрънце сол може да унищожи цяла пластина. Бял корунд на прах с ниско съдържание на натрий (съдържание на Na2O ≤ 0,02%) се превърна в гореща стока:
Подобрение на технологията за дъгово топене: Прилага се защита от инертен газ при топене и скоростта на изпаряване на натрий се увеличава с 40%.
План за заместване на суровини: Каолинът се използва за заместване на боксита, а съдържанието на натрий е естествено намалено с повече от 60%
Въпреки че цената на този вид продукт е 3 пъти по-висока от тази на обикновения прах, той е в недостиг. Линията с ниско съдържание на натрий, която току-що беше пусната в производство във фабрика в Дзянси, има поръчки до 2026 г.
(3)Зелено производствомъдрост, наложена от опазването на околната среда
Рециклиране на суровини: Технологията за рециклиране на отпадъци от шлифовъчни колела може да увеличи степента на рециклиране на отпадъчен прах до 85%, намалявайки разходите с 4000 юана на тон.
Революция в процеса: Процесът на производство на сух прах напълно замества мокрия метод, а изхвърлянето на отпадъчни води е сведено до нула. Предприятията в Хенан въведоха система за оползотворяване на отпадъчната топлина и потреблението на енергия намаля с 35%.
Преобразуване на твърди отпадъци: Фабрика в Ляочен, провинция Шандонг, превърна отпадъчната шлака в огнеупорни строителни материали, което всъщност генерира 2 милиона юана приходи всяка година. Шефът се пошегува: „Преди опазването на околната среда беше начин да се купи безопасност, но сега е нов начин да се печелят пари.“
(4) Интелигентно производство: прецизен скок, базиран на данни
В дигиталната работилница на Джънджоу Синли, големият екран показва кривата на разпределение на размера на частиците на микропраха в реално време. „Системата за сортиране с изкуствен интелект може динамично да регулира параметрите на въздушния поток, така че степента на квалификация на продукта да се повиши от 82% до 98%.“ Техническият директор посочи работещото оборудване и каза: 6. Онлайн наблюдението на лазерния анализатор на размера на частиците, комбинирано с алгоритъма за машинно обучение, може да постигне обратна връзка от второ ниво относно колебанията в качеството, като напълно се сбогува с традиционния режим „след инспекция“.
3. Бойно поле на бъдещето: великолепна трансформация от шлифовъчни дискове до чипове
Следващото „златна писта„от бял корундов микропрах се отваря:
Полупроводникови опаковки: използвани за изтъняване и полиране на силициеви пластини, с годишен темп на растеж на световното търсене от над 25%
Ново енергийно поле: като материал за покритие на сепаратор за литиеви батерии, подобряващ устойчивостта на топлина и йонната проводимост
Биомедицински: Нанополиране на зъбни керамични реставрации с изискване за точност от 0,1 микрона
Еволюцията на белия корундов микропрах е микрокосмос на модернизацията на производството в Китай. Когато старата фабрика в Дзъбо използва 3D печат, за да възстанови полето на потока на калциниращата пещ, и когато екипът от Китайската академия на науките култивира микросфери от монокристален алуминиев оксид в лаборатория, резултатът от тази „микрометрова война“ вече не се определяше от текущия производствен капацитет, а от това кой може да определи крайъгълния камък на бъдещото производство с нанометрова точност.