Baltā korunda mikropulvera turpmākās attīstības virziens un tehnoloģiskais sasniegums
Ieejot precīzās ražošanas darbnīcā Šeņdžeņā, Li Gongs uztraucās par mikroskopu – litogrāfijas iekārtu lēcām izmantoto keramikas substrātu partijai uz to virsmām bija nanolīmeņa skrambas. Pēc jaunizstrādātā zema nātrija satura substrāta nomaiņasbaltā korunda mikropulverispulēšanas šķidrumu ar ražotāju, skrambas brīnumainā kārtā pazuda. “Šis pulveris ir tā, it kā tam būtu acis, un tas tikai “kož” nelīdzenumos, netraumējot substrātu!” Viņš nevarēja atturēties no iesitieniem pa galvu un apbrīnas. Šī aina atspoguļo tehnoloģisko transformāciju, ko piedzīvo baltā korunda mikropulvera rūpniecība. Kādreiz putekļainie “industriālie zobi” pārtop par “nano skalpeļiem” augstas klases ražošanai.
1. Pašreizējās nozares sāpes: mikropulveru nozare transformācijas krustcelēs
Šķiet, ka globālais baltā korunda mikropulvera tirgus strauji attīstās – Ķīna kā lielākā ražotāja veido vairāk nekā 60% no pasaules produkcijas, un tirgus apjoms 2022. gadā pārsniegs 10 miljardus. Taču, ieejot rūpnīcas teritorijā Gunji, Henanā, priekšnieki krata galvas, redzot krājumus: “Zemas cenas preces nevar pārdot, un augstas klases preces nevar ražot.” Tas atklāj divas galvenās dilemmas nozarē:
Zemas klases ražošanas jaudas pārpalikums: Tradicionālie mikropulveru produkti ir nopietni homogenizēti, iekļuvuši cenu kara virpulī, un peļņas norma ir nokritusies zem 10%
Augstas klases piegāde ir nepietiekama:Pusvadītāju klases mikropulverisjoprojām ir atkarīga no importa, un noteikta starptautiska ražotāja 99,99% tīrības pakāpes produkts tiek pārdots par cenu līdz pat 500 000 juaņu par tonnu, kas ir 8 reizes vairāk nekā vietējiem produktiem.
Vēl nopietnāk ir tas, ka vides aizsardzības lāsts kļūst arvien stingrāks. Pagājušajā gadā vecai rūpnīcai Dzibo, Šaņdunas provincē, tika piespriests 1,8 miljonu eiro sods par krāsns izplūdes gāzu standarta pārsniegšanu. Priekšnieks rūgti pasmaidīja: “Vides aizsardzības izmaksas aprij peļņu, bet, ja neuzstādat jaunas iekārtas, jums ir jāslēdz!” 8 Kad lejupējie klienti sāka pieprasīt oglekļa pēdas sertifikātus, ekstensīvās ražošanas laikmets ir iegājis atpakaļskaitīšanas stadijā.
2. Tehnoloģiskie sasniegumi: notiek četras cīņas
(1) Nanoskalas sagatavošana: cīņa par “mikropulvera” pārvēršanu “smalkā pulverī”
Daļiņu izmēra konkurence: Vadošie uzņēmumi ir sasnieguši mikropulveru masveida ražošanu, kuru izmērs ir mazāks par 200 nanometriem, kas ir tikai par vienu apli lielāks nekā jaunajam koronavīrusam (aptuveni 100 nanometri).
Dispersijas tehnoloģijas izrāviens: Hanshou Jincheng uzņēmuma patentētais hidrauliskās sedimentācijas klasifikācijas process atrisina daļiņu aglomerācijas problēmu, pievienojot kompozītmateriālu disperģētāju, saspiežot vienas un tās pašas produktu partijas daļiņu izmēra dispersiju no ±30% līdz ±5% robežās.
Morfoloģijas kontrole: sfērizācija ļauj mikropulvera rites berzei aizstāt slīdošo berzi, un pulēšanas bojājumu līmenis samazinās par 70 %.6. Japānas uzņēmuma inženieris to aprakstīja šādi: “Tas ir kā grants aizstāšana ar stikla pērlītēm, un skrāpējumu iespējamība dabiski samazinās.”
(2) Zema nātrija revolūcija: tīrība nosaka vērtību
Pusvadītāju rūpniecība ienīst nātrija jonus — nātrija piesārņojums sāls grauda lielumā var iznīcināt visu plāksni. Baltais korunda pulveris ar zemu nātrija saturu (Na2O saturs ≤ 0,02%) ir kļuvis par pieprasītu preci:
Loka kausēšanas tehnoloģijas modernizācija: tiek pieņemta inertās gāzes aizsardzības kausēšana, un nātrija gaistīšanas ātrums tiek palielināts par 40%
Izejvielu aizstāšanas plāns: Kaolīns tiek izmantots boksīta aizstāšanai, un nātrija saturs dabiski samazinās par vairāk nekā 60%
Lai gan šāda veida produkta cena ir trīs reizes augstāka nekā parastajam pulverim, tas ir deficīts. Dzjansji rūpnīcā tikko ražotajai līnijai ar zemu nātrija saturu ir pasūtījumi līdz 2026. gadam.
(3)Zaļā ražošana: vides aizsardzības uzspiesta gudrība
Izejvielu pārstrāde: Atkritumu slīpripu pārstrādes tehnoloģija var palielināt atkritumu pulvera pārstrādes līmeni līdz 85%, samazinot izmaksas par 4000 juaņām par tonnu.
Procesa revolūcija: Sausā pulvera ražošanas process pilnībā aizstāj mitro metodi, un notekūdeņu izmeši tiek samazināti līdz nullei. Henanas uzņēmumi ieviesa siltuma atgūšanas sistēmu, un enerģijas patēriņš samazinājās par 35 %.
Cieto atkritumu pārstrāde: Liaočeņā, Šaņdunas provincē, kāda rūpnīca atkritumu izdedžus pārstrādāja ugunsdrošos būvmateriālos, kas katru gadu faktiski radīja 2 miljonu juaņu ieņēmumus. Priekšnieks jokoja: “Agrāk vides aizsardzība bija veids, kā iegādāties drošību, bet tagad tas ir jauns veids, kā nopelnīt naudu.”
(4) Inteliģenta ražošana: uz datiem balstīts precizitātes lēciens
Džendžou Sjiņli digitālajā darbnīcā lielajā ekrānā reāllaikā tiek parādīta mikropulvera daļiņu izmēra sadalījuma līkne. “Mākslīgā intelekta šķirošanas sistēma var dinamiski pielāgot gaisa plūsmas parametrus, lai produkta kvalifikācijas līmenis pieaugtu no 82% līdz 98%,” tehniskais direktors norādīja uz darbojošos aprīkojumu un teica: 6. Lāzera daļiņu izmēra analizatora tiešsaistes uzraudzība apvienojumā ar mašīnmācīšanās algoritmu var panākt otrā līmeņa atgriezenisko saiti par kvalitātes svārstībām, pilnībā atvadoties no tradicionālā “pēcpārbaudes” režīma.
3. Nākotnes kaujas lauks: krāšņa transformācija no slīpripām līdz skaidām
Nākamais “zelta trase"baltā korunda mikropulvera atveras":
Pusvadītāju iepakojums: tiek izmantots silīcija vafeļu retināšanai un pulēšanai, un globālā pieprasījuma pieauguma temps pārsniedz 25 % gadā.
Jauns enerģijas lauks: kā litija akumulatora separatora pārklājuma materiāls, uzlabojot karstumizturību un jonu vadītspēju
Biomedicīna: zobu keramikas restaurāciju nanopulēšana ar 0,1 mikrona precizitātes prasību
Baltā korunda mikropulvera evolūcija ir Ķīnas ražošanas modernizācijas mikrokosmoss. Kad vecā rūpnīca Dzibo izmantoja 3D drukāšanu, lai atjaunotu kalcinēšanas krāsns plūsmas lauku, un kad Ķīnas Zinātņu akadēmijas komanda laboratorijā kultivēja monokristāla alumīnija oksīda mikrosfēras, šī "mikrometru kara" iznākumu vairs nenoteica pašreizējā ražošanas jauda, bet gan tas, kurš spēs definēt nākotnes ražošanas stūrakmeni ar nanometru precizitāti.