Перспективы развития и технологический прорыв микропорошка белого корунда
Придя в мастерскую прецизионного производства в Шэньчжэне, Ли Гун беспокоился о микроскопе: на поверхности партии керамических подложек, используемых для линз литографических машин, были царапины наноуровня. После замены недавно разработанного материала с низким содержанием натриямикропорошок белого корундаПолировальной жидкостью производителя царапины чудесным образом исчезли. «Этот порошок словно глаза, он просто „кусает“ неровности, не повреждая основу!» Он невольно хлопнул себя по лбу и восхитился. Эта сцена отражает технологическую трансформацию, которую переживает индустрия микропорошков белого корунда. Некогда пыльные «промышленные зубы» превращаются в «наноскальпели» для высокотехнологичного производства.
1. Текущие болевые точки отрасли: отрасль микропорошков на перекрестке трансформации
Мировой рынок микропорошка белого корунда, похоже, переживает бум: на долю Китая, крупнейшего производителя, приходится более 60% мирового производства, а объём рынка к 2022 году превысит 10 миллиардов. Но когда вы заходите на территорию завода в Гунъи, провинция Хэнань, руководители качают головами, глядя на товар: «Дешёвые товары невозможно продать, а высококачественные товары невозможно производить». Это выявляет две основные дилеммы в отрасли:
Избыток мощностей в нижнем сегменте: традиционная продукция из микропорошка подверглась серьезной гомогенизации, попала в водоворот ценовой войны, а норма прибыли упала ниже 10%
Высококачественного предложения недостаточно:Микропорошок полупроводникового качествапо-прежнему зависит от импорта, а продукция одного международного производителя с чистотой 99,99% продается по цене до 500 000 юаней за тонну, что в 8 раз выше, чем у отечественной продукции
Но что ещё серьёзнее, проклятие защиты окружающей среды становится всё сильнее. В прошлом году старый завод в Цзыбо, провинция Шаньдун, был оштрафован на 1,8 миллиона долларов за превышение нормы выбросов отходящих газов обжиговой печи. Начальник горько усмехнулся: «Расходы на охрану окружающей среды поглощают прибыль, но если не установить новое оборудование, придётся закрыться!» 8 Когда потребители на последующих этапах стали требовать сертификаты об углеродном следе, эра экстенсивного производства вступила в отсчёт.
2. Технологические прорывы: ведутся четыре битвы
(1) Наномасштабная подготовка: битва за превращение «микропорошка» в «тонкий порошок»
Конкуренция по размеру частиц: Ведущие компании добились массового производства микропорошков размером менее 200 нанометров, что всего на один круг больше нового коронавируса (около 100 нанометров).
Прорыв в технологии дисперсии: запатентованный компанией Hanshou Jincheng процесс классификации методом гидравлического осаждения решает проблему агломерации частиц путем добавления композитного диспергатора, сжимая дисперсию размеров частиц одной и той же партии продукции с ±30% до ±5%.
Управление морфологией: сферизация позволяет заменить трение скольжения микропорошком, что снижает уровень повреждений при полировке на 70%.6. Инженер японской компании описал это так: «Это как заменить гравий стеклянными шариками, и вероятность появления царапин естественным образом резко снижается».
(2) Революция с низким содержанием натрия: чистота определяет ценность
Полупроводниковая промышленность ненавидит ионы натрия – даже крупинка натрия размером с крупинку соли может разрушить целую пластину. Белый корунд с низким содержанием натрия (содержание Na2O ≤ 0,02%) стал ходовым товаром:
Модернизация технологии дуговой плавки: применяется плавка с защитой инертным газом, а скорость испарения натрия увеличивается на 40%.
План замены сырья: каолин используется для замены бокситов, а содержание натрия естественным образом снижается более чем на 60%.
Хотя цена этого вида продукции в три раза выше, чем у обычного порошка, её не хватает. Линия с низким содержанием натрия, недавно запущенная в эксплуатацию на заводе в Цзянси, имеет заказы до 2026 года.
(3)Экологичное производство: мудрость, продиктованная защитой окружающей среды
Переработка сырья: технология переработки отходов шлифовального круга позволяет увеличить степень переработки порошковых отходов до 85%, снижая стоимость на 4000 юаней за тонну.
Революционный процесс: технология производства сухого порошка полностью заменила мокрый метод, а сброс сточных вод сведён к нулю. Предприятия провинции Хэнань внедрили систему рекуперации отработанного тепла, что позволило снизить потребление энергии на 35%.
Переработка твёрдых отходов: завод в Ляочэне, провинция Шаньдун, перерабатывал шлак в огнестойкие строительные материалы, что приносило годовой доход в 2 миллиона юаней. Руководитель пошутил: «Раньше защита окружающей среды была способом купить безопасность, а теперь это новый способ заработать».
(4) Интеллектуальное производство: скачок точности на основе данных
В цифровом цехе Zhengzhou Xinli на большом экране в режиме реального времени отображается кривая распределения размера частиц микропорошка. «Система сортировки на базе искусственного интеллекта может динамически регулировать параметры воздушного потока, благодаря чему процент качества продукции резко возрастает с 82% до 98%». Технический директор указал на работающее оборудование и сказал: «6. Онлайн-мониторинг лазерного анализатора размера частиц в сочетании с алгоритмом машинного обучения позволяет получить обратную связь второго уровня по колебаниям качества, полностью отказавшись от традиционного режима «послеинспекции».
3. Будущее поле боя: великолепное превращение шлифовальных кругов в чипсы
Следующий «золотой трек» белого корундового микропорошка раскрывается:
Корпусирование полупроводников: используется для утончения и полировки кремниевых пластин, при этом ежегодный темп роста мирового спроса составляет более 25%.
Новая область энергетики: как материал для покрытия сепаратора литиевых аккумуляторов, улучшающий термостойкость и ионную проводимость.
Биомедицина: нанополировка керамических реставраций зубов с точностью до 0,1 мкм.
Эволюция микропорошка белого корунда – это микрокосм модернизации китайского производства. Когда на старом заводе в Цзыбо была использована 3D-печать для реконструкции поля потока обжиговой печи, а группа учёных из Китайской академии наук вырастила монокристаллические микросферы оксида алюминия в лабораторных условиях, исход этой «войны микрометров» определялся уже не текущими производственными мощностями, а тем, кто мог определить краеугольный камень будущего производства с нанометровой точностью.