اتجاه التطوير المستقبلي والاختراق التكنولوجي لمسحوق الكوراندوم الأبيض
عند دخوله ورشة تصنيع دقيق في شنتشن، كان لي غونغ قلقًا بشأن المجهر - كانت مجموعة من ركائز السيراميك المستخدمة في عدسات آلات الطباعة الحجرية تحتوي على خدوش نانوية على أسطحها. بعد استبدال المجهر منخفض الصوديوم المُطور حديثًامسحوق كوروندوم أبيضعند تلميع سائل التلميع لدى أحد المصنّعين، اختفت الخدوش بأعجوبة. "هذا المسحوق أشبه بعيون، فهو يعضّ النتوءات فقط دون أن يُؤذي السطح!" لم يستطع إلا أن يصفع رأسه مُعجبًا. يعكس هذا المشهد التحوّل التكنولوجي الذي تشهده صناعة مسحوق الكوراندوم الأبيض الدقيق. "الأسنان الصناعية" التي كانت مُغبرة في السابق، تتحول الآن إلى "مشارط نانوية" للتصنيع عالي الجودة.
1. نقاط الضعف الحالية في الصناعة: صناعة المساحيق الدقيقة عند مفترق طرق التحول
يبدو أن سوق مسحوق كوروندوم الأبيض الدقيق العالمي يشهد ازدهارًا كبيرًا - فالصين، بصفتها أكبر مُنتج، تُمثل أكثر من 60% من الإنتاج العالمي، ومن المتوقع أن يتجاوز حجم السوق 10 مليارات دولار في عام 2022. ولكن عند دخولك منطقة المصنع في غونغيي، خنان، يهزّ أصحاب العمل رؤوسهم احتجاجًا على المخزون: "لا يُمكن بيع السلع الرخيصة، ولا يُمكن تصنيع السلع الفاخرة". وهذا يكشف عن معضلتين رئيسيتين في هذه الصناعة:
فائض الطاقة الإنتاجية المنخفضة: أصبحت منتجات المساحيق الدقيقة التقليدية متجانسة بشكل خطير، ووقعت في دوامة حرب أسعار، وانخفض هامش الربح إلى أقل من 10%.
العرض عالي الجودة غير كافٍ:مسحوق دقيق من درجة أشباه الموصلاتلا تزال تعتمد على الواردات، ويتم بيع منتج من مصنع دولي معين بنسبة نقاء 99.99% بسعر يصل إلى 500 ألف يوان للطن، وهو ما يزيد 8 مرات عن سعر المنتجات المحلية.
الأخطر من ذلك هو أن لعنة حماية البيئة تتفاقم. في العام الماضي، غُرِّم مصنع قديم في زيبو، شاندونغ، بمبلغ 1.8 مليون يوان لتجاوزه معيار غازات عادم فرن التكليس. ابتسم المدير بمرارة قائلاً: "تكاليف حماية البيئة تلتهم الأرباح، ولكن إذا لم تُركِّبوا معدات جديدة، فعليكم الإغلاق!". عندما بدأ العملاء في المراحل النهائية بطلب شهادات البصمة الكربونية، بدأ عصر الإنتاج المكثف.
2. الاختراقات التكنولوجية: أربع معارك جارية
(1) التحضير على نطاق النانو: معركة تحويل "المسحوق الدقيق" إلى "مسحوق ناعم"
المنافسة في حجم الجسيمات: نجحت الشركات الرائدة في تحقيق إنتاج ضخم لمساحيق دقيقة أقل من 200 نانومتر، وهو ما يزيد بمقدار دائرة واحدة فقط عن فيروس كورونا الجديد (حوالي 100 نانومتر).
اختراق في تكنولوجيا التشتت: تحل عملية تصنيف الترسيب الهيدروليكي الحاصلة على براءة اختراع من شركة Hanshou Jincheng مشكلة تكتل الجسيمات عن طريق إضافة مشتت مركب، مما يضغط تشتت حجم الجسيمات لنفس الدفعة من المنتجات من ±30٪ إلى ±5٪.
التحكم في الشكل: يسمح الشكل الكروي باحتكاك تدحرج المسحوق الدقيق ليحل محل احتكاك الانزلاق، وينخفض معدل تلف التلميع بنسبة 70%.6. وصف مهندس من شركة يابانية هذا الأمر قائلاً: "يشبه استبدال الحصى بخرز زجاجي، وينخفض احتمال الخدوش بشكل طبيعي".
(2) ثورة الصوديوم المنخفضة: النقاء يحدد القيمة
صناعة أشباه الموصلات تكره أيونات الصوديوم - تلوث الصوديوم بحجم حبة ملح يمكن أن يدمر رقاقة كاملة. أصبح مسحوق كوروندوم أبيض منخفض الصوديوم (محتوى Na2O ≤ 0.02%) سلعة رائجة.
ترقية تقنية ذوبان القوس: تم اعتماد ذوبان حماية الغاز الخامل، وتم زيادة معدل تطاير الصوديوم بنسبة 40%
خطة استبدال المواد الخام: يتم استخدام الكاولين بدلاً من البوكسيت، ويتم تقليل محتوى الصوديوم بشكل طبيعي بنسبة تزيد عن 60٪
على الرغم من أن سعر هذا النوع من المنتجات أعلى بثلاث مرات من سعر المسحوق العادي، إلا أنه يعاني من نقص في المعروض. ويحتفظ خط إنتاج مسحوق الصوديوم المنخفض، الذي بدأ إنتاجه مؤخرًا في مصنع بجيانغشي، بطلبات حتى عام ٢٠٢٦.
(3)التصنيع الأخضر:الحكمة التي فرضتها حماية البيئة
إعادة تدوير المواد الخام: يمكن لتكنولوجيا إعادة تدوير عجلة طحن النفايات زيادة معدل إعادة تدوير مسحوق النفايات إلى 85٪، مما يقلل التكلفة بمقدار 4000 يوان للطن
ثورة في العمليات: استُبدلت عملية إنتاج المسحوق الجاف تمامًا بالطريقة الرطبة، وانخفضت تصريفات مياه الصرف إلى الصفر. قدّمت شركات خنان نظامًا لاستعادة الحرارة المهدرة، مما أدى إلى انخفاض استهلاك الطاقة بنسبة 35%.
تحويل النفايات الصلبة: حوّل مصنع في لياوتشنغ بمقاطعة شاندونغ خبث النفايات إلى مواد بناء مقاومة للحريق، ما حقق إيرادات بلغت مليوني يوان سنويًا. ومازح المدير قائلًا: "في السابق، كانت حماية البيئة وسيلةً لشراء السلامة، أما الآن فهي وسيلة جديدة لكسب المال".
(4) الإنتاج الذكي: قفزة في الدقة تعتمد على البيانات
في ورشة العمل الرقمية في تشنغتشو شينلي، تُظهر الشاشة الكبيرة منحنى توزيع حجم جسيمات المسحوق الدقيق في الوقت الفعلي. "يُمكن لنظام الفرز بالذكاء الاصطناعي ضبط معلمات تدفق الهواء ديناميكيًا، مما يرفع معدل تأهيل المنتج من 82% إلى 98%." أشار المدير الفني إلى المعدات قيد التشغيل، وقال: "6. بفضل المراقبة الإلكترونية لمحلل حجم جسيمات الليزر، جنبًا إلى جنب مع خوارزمية التعلم الآلي، يُمكن تحقيق تغذية راجعة من المستوى الثاني لتقلبات الجودة، مُنهيًا بذلك تمامًا وضع "ما بعد الفحص" التقليدي."
3. ساحة المعركة المستقبلية: تحول رائع من عجلات الطحن إلى الرقائق
"التالي"المسار الذهبي"من مسحوق الكوراندوم الأبيض ينفتح:
تغليف أشباه الموصلات: يستخدم في ترقيق وتلميع رقائق السيليكون، مع معدل نمو سنوي للطلب العالمي يزيد عن 25%
مجال الطاقة الجديد: كمواد طلاء لفصل بطاريات الليثيوم، مما يحسن مقاومة الحرارة والتوصيل الأيوني
الطب الحيوي: تلميع النانو لترميمات الأسنان الخزفية، مع متطلبات دقة تصل إلى 0.1 ميكرون
يُعد تطور مسحوق الكوراندوم الأبيض الدقيق نموذجًا مصغرًا للارتقاء بالتصنيع في الصين. فعندما استخدم المصنع القديم في زيبو الطباعة ثلاثية الأبعاد لإعادة بناء مجال تدفق فرن التكليس، وعندما قام فريق من الأكاديمية الصينية للعلوم بزراعة كريات مجهرية من الألومينا أحادية البلورة في المختبر، لم تعد نتيجة "حرب الميكرومتر" هذه تُحددها القدرة الإنتاجية الحالية، بل من يستطيع تحديد حجر الأساس لمستقبل التصنيع بدقة النانومتر.