Hướng phát triển tương lai và đột phá công nghệ của bột vi mô corundum trắng
Bước vào một xưởng sản xuất chính xác ở Thâm Quyến, Lý Công lo lắng về chiếc kính hiển vi – một lô vật liệu nền gốm dùng cho thấu kính máy in thạch bản có những vết xước ở cấp độ nano trên bề mặt. Sau khi thay thế vật liệu ít natri mới được phát triểnbột vi mô corundum trắngSau khi dùng dung dịch đánh bóng của nhà sản xuất, các vết xước biến mất một cách thần kỳ. "Bột này như có mắt, chỉ 'cắn' vào chỗ lồi lõm mà không làm tổn hại đến chất nền!" Anh không khỏi vỗ đầu thán phục. Cảnh tượng này phản ánh sự chuyển đổi công nghệ mà ngành công nghiệp bột vi mô corundum trắng đang trải qua. Những "chiếc răng công nghiệp" bụi bặm trước đây giờ đây đang chuyển mình thành "dao mổ nano" cho ngành sản xuất cao cấp.
1. Những điểm khó khăn hiện tại của ngành: Ngành công nghiệp bột vi mô đang ở ngã ba đường của sự chuyển đổi
Thị trường bột vi mô corundum trắng toàn cầu dường như đang bùng nổ – Trung Quốc, là nhà sản xuất lớn nhất, chiếm hơn 60% sản lượng toàn cầu và quy mô thị trường sẽ vượt quá 10 tỷ vào năm 2022227. Nhưng khi bạn bước vào khu vực nhà máy ở Gongyi, Hà Nam, các ông chủ lắc đầu trước hàng tồn kho: "Hàng giá rẻ không thể bán được, và hàng cao cấp không thể sản xuất được". Điều này cho thấy hai tình thế tiến thoái lưỡng nan lớn trong ngành:
Công suất dư thừa cấp thấp: Các sản phẩm bột vi mô truyền thống bị đồng nhất nghiêm trọng, bị cuốn vào vòng xoáy chiến tranh giá cả và biên lợi nhuận đã giảm xuống dưới 10%
Nguồn cung cao cấp không đủ:Bột vi mô cấp bán dẫnvẫn phụ thuộc vào nhập khẩu và sản phẩm có độ tinh khiết 99,99% của một nhà sản xuất quốc tế được bán với giá lên tới 500.000 nhân dân tệ một tấn, gấp 8 lần so với sản phẩm trong nước
Nghiêm trọng hơn, lời nguyền bảo vệ môi trường ngày càng nghiêm trọng. Năm ngoái, một nhà máy cũ ở Truy Bác, Sơn Đông đã bị phạt 1,8 triệu đô la vì vượt quá tiêu chuẩn khí thải lò nung. Ông chủ cười khổ: "Chi phí bảo vệ môi trường đã ăn mòn lợi nhuận, nhưng nếu không lắp đặt thiết bị mới, phải đóng cửa!" 8 Khi khách hàng hạ nguồn bắt đầu yêu cầu chứng nhận lượng khí thải carbon, thời đại sản xuất quy mô lớn đã bước vào giai đoạn đếm ngược.
2. Đột phá công nghệ: Bốn trận chiến đang diễn ra
(1) Chuẩn bị ở cấp độ nano: cuộc chiến biến “bột siêu nhỏ” thành “bột mịn”
Cạnh tranh về kích thước hạt: Các công ty hàng đầu đã đạt được sản lượng hàng loạt các loại bột siêu nhỏ dưới 200 nanomet, chỉ lớn hơn một vòng so với loại virus corona mới (khoảng 100 nanomet).
Đột phá công nghệ phân tán: Quy trình phân loại lắng đọng thủy lực được cấp bằng sáng chế của Công ty Hanshou Jincheng giải quyết vấn đề kết tụ hạt bằng cách bổ sung chất phân tán tổng hợp, nén độ phân tán kích thước hạt của cùng một lô sản phẩm từ ±30% xuống còn trong vòng ±5%.
Kiểm soát hình thái: Quá trình hình cầu hóa cho phép ma sát lăn bột siêu nhỏ thay thế ma sát trượt, và tỷ lệ hư hỏng do đánh bóng giảm 70%.6. Một kỹ sư từ một công ty Nhật Bản mô tả điều này như sau: "Giống như việc thay sỏi bằng hạt thủy tinh, và khả năng trầy xước tự nhiên giảm mạnh."
(2) Vòng quay natri thấp: Độ tinh khiết quyết định giá trị
Ngành công nghiệp bán dẫn rất ghét ion natri – một lượng natri nhiễm bẩn chỉ bằng một hạt muối cũng có thể phá hủy toàn bộ một tấm wafer. Bột corundum trắng hàm lượng natri thấp (hàm lượng Na2O ≤ 0,02%) đã trở thành một mặt hàng hot:
Nâng cấp công nghệ nung chảy hồ quang: Áp dụng công nghệ nung chảy bảo vệ bằng khí trơ, tốc độ bay hơi natri tăng 40%
Phương án thay thế nguyên liệu thô: Dùng Kaolin thay thế cho bô-xít, hàm lượng natri tự nhiên giảm hơn 60%
Mặc dù giá của loại sản phẩm này cao gấp 3 lần so với bột thông thường, nhưng nguồn cung lại khan hiếm. Dây chuyền sản xuất bột ít natri vừa được đưa vào sản xuất tại một nhà máy ở Giang Tây đã có đơn hàng đến năm 2026.
(3)Sản xuất xanh: trí tuệ bị ép buộc bởi bảo vệ môi trường
Tái chế nguyên liệu thô: Công nghệ tái chế đá mài phế thải có thể tăng tỷ lệ tái chế bột thải lên 85%, giảm chi phí 4.000 nhân dân tệ/tấn
Cách mạng quy trình: Quy trình sản xuất bột khô thay thế hoàn toàn phương pháp ướt, giảm thiểu tối đa lượng nước thải. Các doanh nghiệp Hà Nam đã triển khai hệ thống thu hồi nhiệt thải, giảm 35% mức tiêu thụ năng lượng.
Chuyển đổi chất thải rắn: Một nhà máy ở Liêu Thành, tỉnh Sơn Đông đã biến xỉ thải thành vật liệu xây dựng chống cháy, thực tế đã tạo ra doanh thu 2 triệu nhân dân tệ mỗi năm. Ông chủ nói đùa: "Trước đây, bảo vệ môi trường là cách mua sự an toàn, nhưng giờ đây nó lại là một cách kiếm tiền mới."
(4) Sản xuất thông minh: bước nhảy vọt về độ chính xác dựa trên dữ liệu
Tại xưởng kỹ thuật số của Trịnh Châu Xinli, màn hình lớn hiển thị đường cong phân bố kích thước hạt của bột vi mô theo thời gian thực. "Hệ thống phân loại AI có thể điều chỉnh linh hoạt các thông số luồng khí, giúp tỷ lệ đạt chuẩn sản phẩm tăng vọt từ 82% lên 98%." Giám đốc kỹ thuật chỉ vào thiết bị đang chạy và nói. 6. Việc giám sát trực tuyến máy phân tích kích thước hạt laser kết hợp với thuật toán học máy có thể đạt được phản hồi cấp hai về biến động chất lượng, hoàn toàn nói lời tạm biệt với chế độ "hậu kiểm" truyền thống.
3. Chiến trường tương lai: sự chuyển đổi ngoạn mục từ máy nghiền thành máy nghiền dăm
Tiếp theo “đường đua vàng” của bột vi mô corundum trắng đang mở ra:
Bao bì bán dẫn: được sử dụng để làm mỏng và đánh bóng wafer silicon, với tốc độ tăng trưởng nhu cầu toàn cầu hàng năm trên 25%
Lĩnh vực năng lượng mới: làm vật liệu phủ tách pin lithium, cải thiện khả năng chịu nhiệt và độ dẫn ion
Y sinh: Đánh bóng nano phục hình sứ nha khoa, với yêu cầu độ chính xác là 0,1 micron
Sự phát triển của bột vi mô corundum trắng là một ví dụ thu nhỏ về quá trình nâng cấp sản xuất của Trung Quốc. Khi nhà máy cũ ở Truy Bác sử dụng công nghệ in 3D để tái tạo trường dòng chảy của lò nung, và khi nhóm nghiên cứu từ Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc chế tạo vi cầu nhôm oxit đơn tinh thể trong phòng thí nghiệm, kết quả của “cuộc chiến micromet” này không còn được quyết định bởi năng lực sản xuất hiện tại, mà bởi ai có thể định hình nền tảng của ngành sản xuất tương lai với độ chính xác nanomet.