Μελλοντική κατεύθυνση ανάπτυξης και τεχνολογική πρόοδος στη μικροσκόνη λευκού κορουνδίου
Μπαίνοντας σε ένα εργαστήριο ακριβείας κατασκευής στη Σενζέν, ο Λι Γκονγκ ανησυχούσε για το μικροσκόπιο - μια παρτίδα κεραμικών υποστρωμάτων που χρησιμοποιούνταν για φακούς μηχανών λιθογραφίας είχε γρατσουνιές νανοεπιπέδου στις επιφάνειές τους. Μετά την αντικατάσταση του πρόσφατα αναπτυγμένου φακού χαμηλής περιεκτικότητας σε νάτριολευκή μικροσκόνη κορούνδιουΧρησιμοποιώντας υγρό γυαλίσματος με έναν κατασκευαστή, οι γρατσουνιές εξαφανίστηκαν ως εκ θαύματος. «Αυτή η σκόνη είναι σαν να έχει μάτια, και «δαγκώνει» μόνο τα χτυπήματα χωρίς να βλάπτει το υπόστρωμα!» Δεν μπορούσε παρά να χτυπήσει το κεφάλι του και να θαυμάσει. Αυτή η σκηνή αντικατοπτρίζει τον τεχνολογικό μετασχηματισμό που υφίσταται η βιομηχανία μικροσκόνης λευκού κορουνδίου. Τα κάποτε σκονισμένα «βιομηχανικά δόντια» μετατρέπονται σε «νανο-νυστέρια» για υψηλής ποιότητας κατασκευές.
1. Τρέχοντα σημεία δυσχερειών στον κλάδο: Η βιομηχανία μικροσκόνης στο σταυροδρόμι του μετασχηματισμού
Η παγκόσμια αγορά μικροσκόνης λευκού κορούνδιου φαίνεται να γνωρίζει άνθηση – η Κίνα, ως ο μεγαλύτερος παραγωγός, αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 60% της παγκόσμιας παραγωγής και το μέγεθος της αγοράς θα ξεπεράσει τα 10 δισεκατομμύρια το 2022227. Αλλά όταν μπαίνετε στην περιοχή του εργοστασίου στο Γκονγκί της Χενάν, τα στελέχη κουνούν το κεφάλι τους μπροστά στο απόθεμα: «Τα προϊόντα σε χαμηλή τιμή δεν μπορούν να πωληθούν και τα προϊόντα υψηλής ποιότητας δεν μπορούν να κατασκευαστούν». Αυτό αποκαλύπτει δύο σημαντικά διλήμματα στον κλάδο:
Υπερβολική παραγωγική ικανότητα χαμηλής κατηγορίας: Τα παραδοσιακά προϊόντα μικροσκόνης είναι σοβαρά ομογενοποιημένα, παγιδευμένα σε μια δίνη πολέμου τιμών και το περιθώριο κέρδους έχει μειωθεί κάτω από το 10%.
Η υψηλή προσφορά είναι ανεπαρκής:Μικροσκόνη ημιαγωγικής ποιότηταςεξακολουθεί να βασίζεται σε εισαγωγές και ένα συγκεκριμένο προϊόν διεθνούς κατασκευαστή με καθαρότητα 99,99% πωλείται σε τιμή έως και 500.000 γιουάν ανά τόνο, η οποία είναι 8 φορές υψηλότερη από την τιμή των εγχώριων προϊόντων.
Το πιο σοβαρό είναι ότι η κατάρα της προστασίας του περιβάλλοντος γίνεται όλο και πιο σφιχτή. Πέρυσι, ένα παλιό εργοστάσιο στο Ζίμπο της επαρχίας Σαντόνγκ τιμωρήθηκε με πρόστιμο 1,8 εκατομμυρίων για υπέρβαση του προτύπου για την πύρωση των καυσαερίων του κλιβάνου. Ο διευθυντής χαμογέλασε πικρά: «Το κόστος προστασίας του περιβάλλοντος καταναλώνει τα κέρδη, αλλά αν δεν εγκαταστήσεις νέο εξοπλισμό, πρέπει να κλείσεις!» 8 Όταν οι πελάτες της επόμενης γενιάς άρχισαν να απαιτούν πιστοποιητικά αποτυπώματος άνθρακα, η εποχή της εκτεταμένης παραγωγής έχει μπει στην αντίστροφη μέτρηση.
2. Τεχνολογικές ανακαλύψεις: Τέσσερις μάχες βρίσκονται σε εξέλιξη
(1) Παρασκευή σε νανοκλίμακα: η μάχη για τη μετατροπή της «μικροσκόνης» σε «λεπτή σκόνη»
Ανταγωνισμός μεγέθους σωματιδίων: Κορυφαίες εταιρείες έχουν επιτύχει μαζική παραγωγή μικροσκονών κάτω των 200 νανόμετρων, η οποία είναι μόνο ένα κύκλο μεγαλύτερη από τον νέο κορωνοϊό (περίπου 100 νανόμετρα).
Επανάσταση στην τεχνολογία διασποράς: Η κατοχυρωμένη με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας διαδικασία ταξινόμησης υδραυλικής καθίζησης της εταιρείας Hanshou Jincheng λύνει το πρόβλημα της συσσωμάτωσης σωματιδίων προσθέτοντας ένα σύνθετο διασπορέα, συμπιέζοντας τη διασπορά μεγέθους σωματιδίων της ίδιας παρτίδας προϊόντων από ±30% έως ±5%.
Έλεγχος μορφολογίας: Η σφαιροποίηση επιτρέπει στην μικροτριβή κύλισης της σκόνης να αντικαταστήσει την τριβή ολίσθησης και το ποσοστό ζημιάς στο γυάλισμα μειώνεται κατά 70%.6. Ένας μηχανικός από μια ιαπωνική εταιρεία το περιέγραψε ως εξής: «Είναι σαν να αντικαθιστάτε το χαλίκι με γυάλινες χάντρες και η πιθανότητα γρατσουνιών μειώνεται φυσικά κατακόρυφα».
(2) Χαμηλή επανάσταση νατρίου: Η καθαρότητα καθορίζει την αξία
Η βιομηχανία ημιαγωγών μισεί τα ιόντα νατρίου – μια μόλυνση νατρίου στο μέγεθος ενός κόκκου αλατιού μπορεί να καταστρέψει ολόκληρο ένα πλακίδιο. Η σκόνη λευκού κορουνδίου χαμηλής περιεκτικότητας σε νάτριο (περιεκτικότητα σε Na2O ≤ 0,02%) έχει γίνει ένα δημοφιλές προϊόν:
Αναβάθμιση τεχνολογίας τήξης τόξου: Υιοθετείται τήξη προστασίας από αδρανές αέριο και ο ρυθμός εξάτμισης νατρίου αυξάνεται κατά 40%.
Σχέδιο αντικατάστασης πρώτων υλών: Ο καολίνης χρησιμοποιείται για την αντικατάσταση του βωξίτη και η περιεκτικότητα σε νάτριο μειώνεται φυσικά κατά περισσότερο από 60%.
Αν και η τιμή αυτού του τύπου προϊόντος είναι 3 φορές υψηλότερη από την τιμή της συνηθισμένης σκόνης, είναι σε έλλειψη. Η γραμμή χαμηλής περιεκτικότητας σε νάτριο που μόλις τέθηκε σε παραγωγή σε ένα εργοστάσιο στο Jiangxi έχει παραγγελίες έως το 2026.
(3)Πράσινη κατασκευή: σοφία που επιβάλλεται από την προστασία του περιβάλλοντος
Ανακύκλωση πρώτων υλών: Η τεχνολογία ανακύκλωσης τροχών λείανσης αποβλήτων μπορεί να αυξήσει το ποσοστό ανακύκλωσης της σκόνης αποβλήτων στο 85%, μειώνοντας το κόστος κατά 4.000 γιουάν ανά τόνο
Επανάσταση στις διαδικασίες: Η διαδικασία παραγωγής ξηρής σκόνης αντικαθιστά πλήρως την υγρή μέθοδο και η απόρριψη λυμάτων μειώνεται στο μηδέν. Οι επιχειρήσεις Henan εισήγαγαν σύστημα ανάκτησης θερμότητας των αποβλήτων και η κατανάλωση ενέργειας μειώθηκε κατά 35%.
Μετατροπή στερεών αποβλήτων: Ένα εργοστάσιο στο Λιαοτσένγκ της επαρχίας Σαντόνγκ μετέτρεψε τη σκωρία αποβλήτων σε πυρίμαχα δομικά υλικά, τα οποία στην πραγματικότητα απέφεραν έσοδα 2 εκατομμυρίων γιουάν κάθε χρόνο. Ο επικεφαλής αστειεύτηκε: «Παλιότερα, η προστασία του περιβάλλοντος ήταν ένας τρόπος για να αγοράσει κανείς ασφάλεια, αλλά τώρα είναι ένας νέος τρόπος για να βγάλει κανείς χρήματα».
(4) Ευφυής παραγωγή: άλμα ακριβείας βασισμένο σε δεδομένα
Στο ψηφιακό εργαστήριο του Zhengzhou Xinli, η μεγάλη οθόνη δείχνει την καμπύλη κατανομής μεγέθους σωματιδίων της μικροπούδρας σε πραγματικό χρόνο. «Το σύστημα διαλογής AI μπορεί να προσαρμόσει δυναμικά τις παραμέτρους ροής αέρα, έτσι ώστε το ποσοστό πιστοποίησης του προϊόντος να αυξηθεί από 82% σε 98%.» Ο τεχνικός διευθυντής έδειξε τον εξοπλισμό που λειτουργεί και είπε 6. Η online παρακολούθηση του αναλυτή μεγέθους σωματιδίων λέιζερ σε συνδυασμό με τον αλγόριθμο μηχανικής μάθησης μπορεί να επιτύχει ανατροφοδότηση δεύτερου επιπέδου σχετικά με τις διακυμάνσεις της ποιότητας, αποχαιρετώντας εντελώς την παραδοσιακή λειτουργία «μετά την επιθεώρηση».
3. Πεδίο μάχης του μέλλοντος: μια πανέμορφη μεταμόρφωση από τροχούς λείανσης σε τσιπς
Το επόμενο «χρυσή πίστα«από μικροσκόνη λευκού κορουνδίου ανοίγει:»
Συσκευασία ημιαγωγών: χρησιμοποιείται για την αραίωση και στίλβωση πλακιδίων πυριτίου, με ετήσιο ρυθμό αύξησης της παγκόσμιας ζήτησης άνω του 25%.
Νέο ενεργειακό πεδίο: ως υλικό επικάλυψης διαχωριστή μπαταρίας λιθίου, βελτιώνοντας την αντοχή στη θερμότητα και την αγωγιμότητα ιόντων
Βιοϊατρική: Νανο-στίλβωση οδοντιατρικών κεραμικών αποκαταστάσεων, με απαίτηση ακρίβειας 0,1 micron
Η εξέλιξη της μικροσκόνης λευκού κορουνδίου αποτελεί έναν μικρόκοσμο της αναβάθμισης της βιομηχανικής παραγωγής στην Κίνα. Όταν το παλιό εργοστάσιο στο Zibo χρησιμοποίησε την τρισδιάστατη εκτύπωση για να ανακατασκευάσει το πεδίο ροής του κλιβάνου πύρωσης και όταν η ομάδα της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών καλλιέργησε μικροσφαίρες μονοκρυσταλλικής αλουμίνας στο εργαστήριο, το αποτέλεσμα αυτού του «πολέμου των μικρομέτρων» δεν καθοριζόταν πλέον από την τρέχουσα παραγωγική ικανότητα, αλλά από το ποιος θα μπορούσε να ορίσει τον ακρογωνιαίο λίθο της μελλοντικής βιομηχανικής παραγωγής με νανομετρική ακρίβεια.