Direcció de desenvolupament futur i avenç tecnològic de la micropols de corindó blanc
En entrar a un taller de fabricació de precisió a Shenzhen, Li Gong estava preocupat pel microscopi: un lot de substrats ceràmics utilitzats per a lents de màquines de litografia tenia ratllades de nivell nanomètric a les superfícies. Després de substituir el microscopi baix en sodi recentment desenvolupatmicropols de corindó blanclíquid de poliment amb un fabricant, les ratllades van desaparèixer miraculosament. "Aquesta pols és com si tingués ulls, i només 'mossega' els bonys sense fer mal al substrat!" No va poder evitar donar-se una bufetada al cap i admirar-ho. Aquesta escena reflecteix la transformació tecnològica que està experimentant la indústria de la micropols de corindó blanc. Les "dents industrials" que abans eren polsegoses s'estan transformant en "nanobisturís" per a la fabricació d'alta gamma.
1. Punts febles actuals de la indústria: la indústria de la micropols a la cruïlla de la transformació
El mercat mundial de micropols de corindó blanc sembla estar en auge: la Xina, com a major productor, representa més del 60% de la producció mundial, i la mida del mercat superarà els 10.000 milions el 2022227. Però quan entres a la zona de la fàbrica de Gongyi, Henan, els caps sacsegen el cap davant l'inventari: "Els productes de baix preu no es poden vendre i els productes d'alta gamma no es poden fabricar". Això revela dos dilemes importants a la indústria:
Sobrecapacitat de gamma baixa: els productes tradicionals de micropols estan seriosament homogeneïtzats, atrapats en un vòrtex de guerra de preus i el marge de benefici ha caigut per sota del 10%.
El subministrament d'alta gamma és insuficient:Micropols de grau semiconductorencara depèn de les importacions, i el producte d'un fabricant internacional amb una puresa del 99,99% es ven a un preu de fins a 500.000 iuans per tona, que és 8 vegades superior al dels productes nacionals
El que és més greu és que la maledicció de la protecció del medi ambient s'està endurint cada cop més. L'any passat, una antiga fàbrica de Zibo, Shandong, va ser multada amb 1,8 milions per superar l'estàndard de calcinació de gasos d'escapament del forn. El cap va somriure amargament: "Els costos de protecció del medi ambient es devoren els beneficis, però si no instal·leu equips nous, heu de tancar!" 8 Quan els clients aigües avall van començar a exigir certificats de petjada de carboni, l'era de la producció extensiva va entrar en compte enrere.
2. Avenços tecnològics: Quatre batalles estan en marxa
(1) Preparació a nanoescala: la batalla per convertir la "micropols" en "pols fina"
Competència en la mida de les partícules: les empreses líders han aconseguit la producció en massa de micropols per sota dels 200 nanòmetres, cosa que només és un cercle més gran que el nou coronavirus (uns 100 nanòmetres).
Avenç en la tecnologia de dispersió: el procés patentat de classificació de sedimentació hidràulica de Hanshou Jincheng Company resol el problema de l'aglomeració de partícules afegint un dispersant compost, comprimint la dispersió de la mida de les partícules del mateix lot de productes de ±30% a ±5%.
Control de la morfologia: l'esferificació permet que la fricció de rodament de micropols substitueixi la fricció de lliscament, i la taxa de danys del poliment disminueix en un 70%.6. Un enginyer d'una empresa japonesa ho va descriure com: "És com substituir la grava per perles de vidre, i la probabilitat de ratllades disminueix naturalment".
(2) Revolució baixa en sodi: la puresa determina el valor
La indústria dels semiconductors odia els ions de sodi: una contaminació de sodi de la mida d'un gra de sal pot destruir una oblia sencera. La pols de corindó blanc amb baix contingut de sodi (contingut de Na2O ≤ 0,02%) s'ha convertit en un producte molt de moda:
Actualització de la tecnologia de fusió per arc: s'adopta la fusió amb protecció de gas inert i la taxa de volatilització del sodi augmenta en un 40%
Pla de substitució de matèries primeres: el caolí s'utilitza per substituir la bauxita i el contingut de sodi es redueix naturalment en més d'un 60%
Tot i que el preu d'aquest tipus de producte és 3 vegades superior al de la pols ordinària, n'hi ha escassetat. La línia baixa en sodi que s'acaba de posar en producció en una fàbrica de Jiangxi té comandes fins al 2026.
(3)Fabricació verda: saviesa forçada per la protecció del medi ambient
Reciclatge de matèries primeres: la tecnologia de reciclatge de residus de mòlta pot augmentar la taxa de reciclatge de residus en pols fins al 85%, reduint el cost en 4.000 iuans per tona
Revolució de processos: el procés de fabricació de pols seca substitueix completament el mètode humit i l'abocament d'aigües residuals es redueix a zero. Les empreses de Henan van introduir un sistema de recuperació de calor residual i el consum d'energia va disminuir en un 35%.
Transformació de residus sòlids: una fàbrica de Liaocheng, a la província de Shandong, va convertir escòries residuals en materials de construcció ignífugs, que en realitat generaven 2 milions de iuans d'ingressos cada any. El cap va bromejar: "Abans, la protecció del medi ambient era una manera de comprar seguretat, però ara és una nova manera de guanyar diners".
(4) Producció intel·ligent: un salt de precisió basat en dades
Al taller digital de Zhengzhou Xinli, la pantalla gran mostra la corba de distribució de la mida de les partícules de la micropols en temps real. "El sistema de classificació per IA pot ajustar dinàmicament els paràmetres del flux d'aire, de manera que la taxa de qualificació del producte augmenta del 82% al 98%." El director tècnic va assenyalar l'equip en funcionament i va dir 6. La monitorització en línia de l'analitzador de mida de partícules làser combinada amb l'algoritme d'aprenentatge automàtic pot aconseguir comentaris de segon nivell sobre les fluctuacions de qualitat, acomiadant-se completament del mode tradicional de "postinspecció".
3. Camp de batalla del futur: una transformació magnífica de les moles a les estelles
El següent “pista daurada"de micropols de corindó blanc s'està obrint:
Envasos de semiconductors: utilitzats per a l'aprimament i poliment de les oblies de silici, amb una taxa de creixement anual de la demanda global de més del 25%
Nou camp d'energia: com a material de recobriment separador de bateries de liti, millorant la resistència a la calor i la conductivitat iònica
Biomèdica: Nanopoliment de restauracions ceràmiques dentals, amb un requisit de precisió de 0,1 micres
L'evolució de la micropols de corindó blanc és un microcosmos de la modernització de la fabricació a la Xina. Quan l'antiga fàbrica de Zibo va utilitzar la impressió 3D per reconstruir el camp de flux del forn de calcinació, i quan l'equip de l'Acadèmia Xinesa de les Ciències va cultivar microesferes d'alúmina monocristallines al laboratori, el resultat d'aquesta "guerra micromètrica" ja no estava determinat per la capacitat de producció actual, sinó per qui podia definir la pedra angular de la fabricació futura amb precisió nanomètrica.