Direzione di sviluppo futuro e svolta tecnologica della micropolvere di corindone bianco
Entrando in un laboratorio di produzione di precisione a Shenzhen, Li Gong era preoccupato per il microscopio: un lotto di substrati ceramici utilizzati per le lenti delle macchine litografiche presentava graffi di livello nanometrico sulle superfici. Dopo aver sostituito il microscopio a basso contenuto di sodio di nuova concezione,micropolvere di corindone biancoliquido lucidante con un produttore, i graffi sono scomparsi miracolosamente. "Questa polvere è come se avesse gli occhi, e si limita a 'mordere' le protuberanze senza danneggiare il substrato!" Non poté fare a meno di darsi una pacca sulla testa e ammirare. Questa scena riflette la trasformazione tecnologica che sta attraversando l'industria della micropolvere di corindone bianco. I "denti industriali" un tempo polverosi si stanno trasformando in "nano bisturi" per la produzione di fascia alta.
1. Punti critici attuali del settore: l'industria delle micropolveri al bivio della trasformazione
Il mercato globale della micropolvere di corindone bianco sembra essere in piena espansione: la Cina, in qualità di maggiore produttore, rappresenta oltre il 60% della produzione globale e le dimensioni del mercato supereranno i 10 miliardi nel 2022-27. Ma quando si entra nell'area produttiva di Gongyi, nell'Henan, i dirigenti scuotono la testa guardando l'inventario: "Non si possono vendere prodotti a basso prezzo e non si possono produrre prodotti di fascia alta". Questo rivela due importanti dilemmi nel settore:
Sovraccapacità di fascia bassa: i tradizionali prodotti in micropolvere sono seriamente omogeneizzati, intrappolati in un vortice di guerra dei prezzi e il margine di profitto è sceso al di sotto del 10%.
L'offerta di fascia alta è insufficiente:Micropolvere di grado semiconduttorefa ancora affidamento sulle importazioni e il prodotto di un certo produttore internazionale con purezza del 99,99% viene venduto a un prezzo che può arrivare fino a 500.000 yuan a tonnellata, ovvero 8 volte superiore a quello dei prodotti nazionali
La cosa più grave è che la maledizione della tutela ambientale si sta facendo sempre più stringente. L'anno scorso, una vecchia fabbrica di Zibo, nello Shandong, è stata multata di 1,8 milioni di dollari per aver superato gli standard di emissione dei gas di scarico dei forni di calcinazione. Il capo ha sorriso amaramente: "I costi per la tutela ambientale divorano i profitti, ma se non installi nuove attrezzature, devi chiudere!". 8 Quando i clienti a valle hanno iniziato a richiedere certificati di impronta di carbonio, l'era della produzione intensiva è entrata nel conto alla rovescia.
2. Svolte tecnologiche: sono in corso quattro battaglie
(1) Preparazione su scala nanometrica: la battaglia per trasformare la “micro polvere” in “polvere fine”
Competizione sulle dimensioni delle particelle: le aziende leader hanno raggiunto la produzione di massa di micropolveri inferiori a 200 nanometri, ovvero solo un cerchio più grande del nuovo coronavirus (circa 100 nanometri).
Innovazione nella tecnologia di dispersione: il processo brevettato di classificazione della sedimentazione idraulica della Hanshou Jincheng Company risolve il problema dell'agglomerazione delle particelle aggiungendo un disperdente composito, comprimendo la dispersione delle dimensioni delle particelle dello stesso lotto di prodotti da ±30% a ±5%.
Controllo della morfologia: la sfericalizzazione consente all'attrito volvente delle micropolveri di sostituire l'attrito radente, riducendo del 70% il tasso di danni da lucidatura.6 Un ingegnere di un'azienda giapponese lo ha descritto così: "È come sostituire la ghiaia con perle di vetro, e la probabilità di graffi crolla naturalmente".
(2) Rivoluzione a basso contenuto di sodio: la purezza determina il valore
L'industria dei semiconduttori detesta gli ioni di sodio: una contaminazione da sodio delle dimensioni di un granello di sale può distruggere un intero wafer. La polvere di corindone bianco a basso contenuto di sodio (contenuto di Na2O ≤ 0,02%) è diventata una merce molto richiesta:
Aggiornamento della tecnologia di fusione ad arco: viene adottata la fusione con protezione a gas inerte e il tasso di volatilizzazione del sodio aumenta del 40%
Piano di sostituzione delle materie prime: il caolino viene utilizzato per sostituire la bauxite e il contenuto di sodio viene ridotto naturalmente di oltre il 60%
Sebbene il prezzo di questo tipo di prodotto sia 3 volte superiore a quello della polvere comune, la sua disponibilità è limitata. La linea a basso contenuto di sodio appena messa in produzione in una fabbrica nello Jiangxi ha ordini fino al 2026.
(3)Produzione verde: saggezza imposta dalla tutela ambientale
Riciclo delle materie prime: la tecnologia di riciclaggio delle mole di scarto può aumentare il tasso di riciclaggio della polvere di scarto all'85%, riducendo il costo di 4.000 yuan per tonnellata
Rivoluzione di processo: il processo di produzione di polvere secca sostituisce completamente il metodo a umido e lo scarico delle acque reflue è ridotto a zero. Le aziende dell'Henan hanno introdotto un sistema di recupero del calore di scarto e il consumo energetico è diminuito del 35%.
Trasformazione dei rifiuti solidi: una fabbrica di Liaocheng, nella provincia dello Shandong, ha trasformato le scorie di scarto in materiali da costruzione ignifughi, generando un fatturato di 2 milioni di yuan all'anno. Il capo ha scherzato: "Prima, la tutela dell'ambiente era un modo per comprare sicurezza, ma ora è un nuovo modo per fare soldi".
(4) Produzione intelligente: salto di precisione basato sui dati
Nel laboratorio digitale di Zhengzhou Xinli, il grande schermo mostra la curva di distribuzione granulometrica della micropolvere in tempo reale. "Il sistema di smistamento basato sull'intelligenza artificiale può regolare dinamicamente i parametri del flusso d'aria, in modo che il tasso di qualificazione del prodotto aumenti dall'82% al 98%". Il direttore tecnico ha indicato l'attrezzatura in funzione e ha affermato: 6. Il monitoraggio online dell'analizzatore granulometrico laser, combinato con l'algoritmo di apprendimento automatico, può fornire un feedback di secondo livello sulle fluttuazioni della qualità, dicendo completamente addio alla tradizionale modalità "post-ispezione".
3. Campo di battaglia futuro: una splendida trasformazione da mole a trucioli
Il prossimo "pista dorata” di micropolvere di corindone bianco si sta aprendo:
Imballaggio di semiconduttori: utilizzato per l'assottigliamento e la lucidatura dei wafer di silicio, con un tasso di crescita annuale della domanda globale superiore al 25%
Nuovo campo energetico: come materiale di rivestimento per separatori di batterie al litio, migliorando la resistenza al calore e la conduttività ionica
Biomedico: Nano-lucidatura di restauri in ceramica dentale, con un requisito di precisione di 0,1 micron
L'evoluzione della micropolvere di corindone bianco è un microcosmo dell'aggiornamento produttivo cinese. Quando la vecchia fabbrica di Zibo utilizzò la stampa 3D per ricostruire il campo di flusso del forno di calcinazione, e quando il team dell'Accademia Cinese delle Scienze coltivò microsfere di allumina monocristallina in laboratorio, l'esito di questa "guerra dei micrometri" non fu più determinato dall'attuale capacità produttiva, ma da chi avrebbe potuto definire la pietra angolare della produzione futura con precisione nanometrica.