Směr budoucího vývoje a technologický průlom v oblasti mikroprášku bílého korundu
Když Li Gong vešel do dílny pro přesnou výrobu v Šen-čenu, měl obavy o mikroskop – várka keramických substrátů používaných pro čočky litografických strojů měla na svém povrchu nanoškrábance. Po výměně nově vyvinutého materiálu s nízkým obsahem sodíkubílý korundový mikroprášeklešticí kapalinou s výrobcem škrábance zázračně zmizely. „Tento prášek je, jako by měl oči, a jen ‚kouše‘ do hrbolů, aniž by poškodil substrát!“ Nemohl si pomoct a plácl se do hlavy a obdivoval. Tato scéna odráží technologickou transformaci, kterou prochází průmysl s bílým korundovým mikropráškem. Kdysi zaprášené „průmyslové zuby“ se mění v „nanoskalpely“ pro špičkovou výrobu.
1. Aktuální problematická místa v odvětví: Průmysl mikroprášků na křižovatce transformace
Zdá se, že globální trh s mikroskopickým práškem bílého korundu zažívá boom – Čína, jako největší producent, se podílí na více než 60 % světové produkce a velikost trhu v roce 2022227 přesáhne 10 miliard. Když ale vstoupíte do areálu továrny v Gongyi v provincii Che-nan, šéfové kroutí hlavou nad skladováním: „Levné zboží se nedá prodat a luxusní zboží se nedá vyrobit.“ To odhaluje dvě hlavní dilemata v tomto odvětví:
Nadměrná kapacita v nižších cenových kategoriích: Tradiční mikropráškové produkty jsou silně homogenizované, zachycené ve víru cenové války a zisková marže klesla pod 10 %.
Nabídka špičkových produktů je nedostatečná:Mikroprášek polovodičové kvalitystále závisí na dovozu a produkt jistého mezinárodního výrobce s čistotou 99,99 % se prodává za cenu až 500 000 juanů za tunu, což je 8krát více než u domácích produktů
Ještě závažnější je, že kletba ochrany životního prostředí se stále více zpřísňuje. Loni byla stará továrna v Zibo v provincii Shandong pokutována částkou 1,8 milionu dolarů za překročení normy pro výfukové plyny z kalcinační pece. Šéf se hořce usmál: „Náklady na ochranu životního prostředí pohlcují zisky, ale pokud nenainstalujete nové zařízení, musíte zavřít!“ 8 Když zákazníci v následných fázích výroby začali požadovat certifikáty uhlíkové stopy, éra extenzivní výroby vstoupila do odpočítávání.
2. Technologické průlomy: Probíhají čtyři bitvy
(1) Příprava v nanoměřítku: boj o přeměnu „mikroprášku“ na „jemný prášek“
Konkurence ve velikosti částic: Přední společnosti dosáhly masové výroby mikroprášků o velikosti pod 200 nanometrů, což je jen o jeden kruh větší než nový koronavirus (asi 100 nanometrů).
Průlom v disperzní technologii: Patentovaný proces klasifikace hydraulickou sedimentací společnosti Hanshou Jincheng řeší problém aglomerace částic přidáním kompozitního dispergačního činidla, čímž se disperze velikosti částic stejné šarže produktů stlačí z ±30 % na ±5 %.
Řízení morfologie: Sferikalizace umožňuje nahradit kluzné tření valivým třením mikroprášku a míra poškození leštěním klesá o 70 %.6. Inženýr z japonské společnosti to popsal takto: „Je to jako nahradit štěrk skleněnými korálky a pravděpodobnost škrábanců přirozeně prudce klesá.“
(2) Revoluce s nízkým obsahem sodíku: Čistota určuje hodnotu
Polovodičový průmysl nenávidí ionty sodíku – kontaminace sodíkem o velikosti zrnka soli může zničit celou destičku. Prášek bílého korundu s nízkým obsahem sodíku (obsah Na2O ≤ 0,02 %) se stal žádaným zbožím:
Modernizace technologie obloukového tavení: Používá se ochrana inertního plynu při tavení a rychlost odpařování sodíku se zvyšuje o 40 %.
Plán nahrazování surovin: Kaolin se používá jako náhrada bauxitu a obsah sodíku se přirozeně snižuje o více než 60 %.
Přestože je cena tohoto typu produktu třikrát vyšší než u běžného prášku, je ho nedostatkovým zbožím. Linka s nízkým obsahem sodíku, která byla právě uvedena do výroby v továrně v Jiangxi, má objednávky do roku 2026.
(3)Zelená výrobamoudrost vynucená ochranou životního prostředí
Recyklace surovin: Technologie recyklace odpadních brusných kotoučů může zvýšit míru recyklace odpadního prášku na 85 %, což snižuje náklady o 4 000 juanů na tunu.
Revoluce v procesu: Proces výroby suchého prášku zcela nahrazuje mokrou metodu a vypouštění odpadních vod je sníženo na nulu. Podniky v Che-nanu zavedly systém rekuperace odpadního tepla a spotřeba energie klesla o 35 %.
Transformace pevného odpadu: Továrna v Liaocheng v provincii Shandong přeměnila odpadní strusku na nehořlavé stavební materiály, které ve skutečnosti každoročně generovaly tržby ve výši 2 milionů juanů. Šéf zažertoval: „Dříve byla ochrana životního prostředí způsobem, jak si koupit bezpečnost, ale teď je to nový způsob, jak vydělat peníze.“
(4) Inteligentní výroba: skok v přesnosti založený na datech
V digitální dílně společnosti Zhengzhou Xinli se na velké obrazovce v reálném čase zobrazuje křivka distribuce velikosti částic mikroprášku. „Systém třídění s umělou inteligencí dokáže dynamicky upravovat parametry proudění vzduchu, takže míra kvalifikace produktu se zvyšuje z 82 % na 98 %.“ Technický ředitel ukázal na běžící zařízení a řekl: 6. Online monitorování laserového analyzátoru velikosti částic v kombinaci s algoritmem strojového učení dokáže dosáhnout zpětné vazby druhé úrovně o kolísání kvality a zcela se tak rozloučit s tradičním režimem „po inspekci“.
3. Bojiště budoucnosti: nádherná proměna brusných kotoučů v třísky
Další „zlatá stopa„mikroprášku bílého korundu se otevírá:
Polovodičové obaly: používají se k ztenčování a leštění křemíkových destiček s ročním globálním růstem poptávky více než 25 %
Nové energetické pole: jako povlakový materiál pro separátor lithiových baterií, zlepšující tepelnou odolnost a iontovou vodivost
Biomedicína: Nanoleštění keramických zubních výplní s požadavkem na přesnost 0,1 mikronu
Vývoj bílého korundového mikroprášku je mikrokosmem modernizace čínské výroby. Když stará továrna v Zibo použila 3D tisk k přestavbě pole proudění kalcinační pece a když tým z Čínské akademie věd v laboratoři kultivoval monokrystalické mikrosféry oxidu hlinitého, výsledek této „mikrometrové války“ již nebyl určen současnou výrobní kapacitou, ale tím, kdo dokázal s nanometrovou přesností definovat základní kámen budoucí výroby.