Prihodnja smer razvoja in tehnološki preboj mikropraha belega korunda
Ko je Li Gong vstopil v delavnico za natančno proizvodnjo v Shenzhenu, je bil zaskrbljen zaradi mikroskopa – serija keramičnih substratov, ki se uporabljajo za leče litografskih strojev, je imela na površini nano praske. Po zamenjavi na novo razvitega materiala z nizko vsebnostjo natrijamikroprah belega korundapolirno tekočino s proizvajalcem, praske so čudežno izginile. »Ta prah je, kot da bi imel oči, in 'grize' le neravnine, ne da bi poškodoval podlago!« Ni se mogel zadržati, da ne bi udaril po glavi in občudoval. Ta prizor odraža tehnološko preobrazbo, ki jo doživlja industrija mikropraha belega korunda. Nekoč prašni »industrijski zobje« se spreminjajo v »nano skalpele« za vrhunsko proizvodnjo.
1. Trenutne težave v industriji: Industrija mikroprahov na razpotju preobrazbe
Zdi se, da svetovni trg mikro prahu belega korunda cveti – Kitajska kot največja proizvajalka predstavlja več kot 60 % svetovne proizvodnje, velikost trga pa bo leta 2022227 presegla 10 milijard. Ko pa vstopite v tovarniško območje v Gongyiju v Henanu, šefi zmajujejo z glavo nad zalogami: »Poceni blaga ni mogoče prodati, vrhunskega blaga pa ni mogoče izdelati.« To razkriva dve glavni dilemi v panogi:
Presežna zmogljivost v nizkem cenovnem razredu: Tradicionalni izdelki iz mikro prahu so močno homogenizirani, ujeti v vrtinec cenovne vojne, dobičkonosna marža pa je padla pod 10 %.
Vrhunska ponudba je nezadostna:Polprevodniški mikro prahše vedno je odvisna od uvoza, izdelek določenega mednarodnega proizvajalca s čistočo 99,99 % pa se prodaja po ceni do 500.000 juanov na tono, kar je 8-krat več od domačih izdelkov.
Še resnejše pa je, da se prekletstvo varstva okolja vse bolj zaostruje. Lani je bila stara tovarna v Zibu v provinci Shandong kaznovana z 1,8 milijona dolarjev zaradi prekoračitve standarda izpušnih plinov iz kalcinacijske peči. Šef se je grenko nasmehnil: »Stroški varstva okolja požirajo dobiček, če pa ne namestite nove opreme, morate zapreti!« 8 Ko so kupci v nižji fazi proizvodnje začeli zahtevati certifikate o ogljičnem odtisu, je obdobje obsežne proizvodnje vstopilo v odštevanje.
2. Tehnološki preboji: V teku so štiri bitke
(1) Priprava v nanometrskem merilu: boj za pretvorbo »mikro prahu« v »fin prah«
Konkurenca v velikosti delcev: Vodilna podjetja so dosegla množično proizvodnjo mikro prahov pod 200 nanometri, kar je le en krog večji od novega koronavirusa (približno 100 nanometrov).
Preboj v tehnologiji disperzije: Patentiran postopek klasifikacije hidravlične sedimentacije podjetja Hanshou Jincheng rešuje problem aglomeracije delcev z dodajanjem kompozitnega dispergatorja, s čimer se disperzija velikosti delcev iste serije izdelkov stisne z ±30 % na ±5 %.
Nadzor morfologije: Sferikalizacija omogoča, da trenje kotaljenja mikro prahu nadomesti trenje drsenja, stopnja poškodb zaradi poliranja pa se zmanjša za 70 %.6. Inženir iz japonskega podjetja je to opisal kot: »To je kot zamenjava gramoza s steklenimi kroglicami, verjetnost prask pa se naravno zmanjša.«
(2) Revolucija z nizko vsebnostjo natrija: Čistost določa vrednost
Polprevodniška industrija sovraži natrijeve ione – kontaminacija z natrijem v velikosti zrnca soli lahko uniči celotno rezino. Beli korund v prahu z nizko vsebnostjo natrija (vsebnost Na2O ≤ 0,02 %) je postal vroča dobrina:
Nadgradnja tehnologije taljenja z oblokom: Sprejeto je taljenje z zaščito inertnega plina, stopnja izhlapevanja natrija pa se poveča za 40 %.
Načrt za nadomestitev surovin: Kaolin se uporablja za nadomestitev boksita, vsebnost natrija pa se naravno zmanjša za več kot 60 %.
Čeprav je cena te vrste izdelka trikrat višja od cene navadnega prahu, ga primanjkuje. Linija z nizko vsebnostjo natrija, ki je bila pravkar dana v proizvodnjo v tovarni v Jiangxiju, ima naročila do leta 2026.
(3)Zelena proizvodnjamodrost, ki jo sili varstvo okolja
Recikliranje surovin: Tehnologija recikliranja odpadnih brusilnih koles lahko poveča stopnjo recikliranja odpadnega prahu na 85 %, kar zmanjša stroške za 4000 juanov na tono.
Revolucija procesa: Postopek izdelave suhega prahu popolnoma nadomesti mokro metodo, izpust odpadne vode pa se zmanjša na nič. Podjetja v Henanu so uvedla sistem za rekuperacijo odpadne toplote, poraba energije pa se je zmanjšala za 35 %.
Predelava trdnih odpadkov: Tovarna v Liaochengu v provinci Shandong je odpadno žlindro predelala v ognjevarne gradbene materiale, kar je letno ustvarilo 2 milijona juanov prihodka. Šef se je pošalil: »Prej je bilo varstvo okolja način za nakup varnosti, zdaj pa je to nov način za zaslužek.«
(4) Inteligentna proizvodnja: podatkovno voden preskok v natančnost
V digitalni delavnici podjetja Zhengzhou Xinli velik zaslon v realnem času prikazuje krivuljo porazdelitve velikosti delcev mikroprahu. »Sistem za sortiranje z umetno inteligenco lahko dinamično prilagaja parametre pretoka zraka, tako da se stopnja kvalifikacije izdelka dvigne z 82 % na 98 %.« Tehnični direktor je pokazal na delujočo opremo in dejal: 6. Spletno spremljanje laserskega analizatorja velikosti delcev v kombinaciji z algoritmom strojnega učenja lahko doseže povratne informacije druge stopnje o nihanjih kakovosti, s čimer se popolnoma poslovi od tradicionalnega načina »naknadnega pregleda«.
3. Bojišče prihodnosti: čudovita preobrazba iz brusilnih koles v odrezke
Naslednji "zlata pot"mikroprah belega korunda se odpira:"
Polprevodniška embalaža: uporablja se za redčenje in poliranje silicijevih rezin, z letno stopnjo rasti svetovnega povpraševanja več kot 25 %
Novo energetsko področje: kot premazni material za ločevanje litijevih baterij, ki izboljšuje toplotno odpornost in ionsko prevodnost
Biomedicina: Nanopoliranje keramičnih zobnih restavracij z zahtevano natančnostjo 0,1 mikrona
Razvoj mikroprahu belega korunda je mikrokozmos kitajske proizvodne posodobitve. Ko je stara tovarna v Zibu uporabila 3D-tiskanje za obnovo pretočnega polja kalcinacijske peči in ko je ekipa Kitajske akademije znanosti v laboratoriju gojila mikrosfere iz monokristalnega aluminijevega oksida, izida te "mikrometrske vojne" ni več določala trenutna proizvodna zmogljivost, temveč to, kdo je lahko z nanometrsko natančnostjo določil temelj prihodnje proizvodnje.