Dirección de desarrollo futuro y avance tecnológico del micropolvo de corindón blanco
Al entrar en un taller de fabricación de precisión en Shenzhen, Li Gong estaba preocupado por el microscopio: un lote de sustratos cerámicos utilizados para lentes de máquinas de litografía presentaba arañazos a nivel nanométrico en sus superficies. Tras reemplazar el nuevo microscopio bajo en sodio...micropolvo de corindón blancoAl usar líquido de pulido con un fabricante, los arañazos desaparecieron milagrosamente. "¡Este polvo es como si tuviera ojos, y solo 'muerde' las protuberancias sin dañar el sustrato!" No pudo evitar darse una palmada en la cabeza y admirarlo. Esta escena refleja la transformación tecnológica que está experimentando la industria del micropolvo de corindón blanco. Los polvorientos "dientes industriales" se están transformando en nanobisturíes para la fabricación de alta gama.
1. Problemas actuales de la industria: La industria del micropolvo en la encrucijada de la transformación
El mercado mundial de micropolvo de corindón blanco parece estar en auge: China, como el mayor productor, representa más del 60 % de la producción mundial, y el tamaño del mercado superará los 10 000 millones en 2022227. Sin embargo, al entrar en la zona de producción de Gongyi, Henan, los jefes se sorprenden al ver el inventario: «No se pueden vender productos baratos ni fabricar productos de alta gama». Esto revela dos grandes dilemas en la industria:
Sobrecapacidad en el extremo inferior: los productos tradicionales de micropolvo están seriamente homogeneizados, atrapados en un vórtice de guerra de precios y el margen de beneficio ha caído por debajo del 10 %.
La oferta de alta gama es insuficiente:Micropolvo de grado semiconductorTodavía depende de las importaciones, y un producto con una pureza del 99,99% de un determinado fabricante internacional se vende a un precio de hasta 500.000 yuanes por tonelada, lo que es 8 veces el de los productos nacionales.
Lo más grave es que la maldición de la protección ambiental se está endureciendo cada vez más. El año pasado, una vieja fábrica en Zibo, Shandong, recibió una multa de 1,8 millones por exceder el estándar de gases de escape del horno de calcinación. El jefe sonrió con amargura: "Los costos de protección ambiental se comen las ganancias, pero si no instalas equipos nuevos, ¡tienes que cerrar!". 8 Cuando los clientes finales comenzaron a exigir certificados de huella de carbono, la era de la producción extensiva entró en cuenta regresiva.
2. Avances tecnológicos: Cuatro batallas están en marcha
(1) Preparación a nanoescala: la batalla para convertir el “micropolvo” en “polvo fino”
Competencia en tamaño de partículas: las empresas líderes han logrado una producción en masa de micropolvos por debajo de los 200 nanómetros, que es solo un círculo más grande que el nuevo coronavirus (aproximadamente 100 nanómetros).
Avance en la tecnología de dispersión: el proceso de clasificación por sedimentación hidráulica patentado de Hanshou Jincheng Company resuelve el problema de la aglomeración de partículas agregando un dispersante compuesto, comprimiendo la dispersión del tamaño de partícula del mismo lote de productos de ±30% a ±5%.
Control de la morfología: La esfericalización permite que la fricción de rodadura del micropolvo sustituya la fricción de deslizamiento, y la tasa de daños por pulido se reduce en un 70 %. Un ingeniero de una empresa japonesa lo describió como: «Es como sustituir la grava por perlas de vidrio, y la probabilidad de arañazos se reduce drásticamente».
(2) Revolución baja en sodio: La pureza determina el valor
La industria de los semiconductores detesta los iones de sodio: una contaminación de sodio del tamaño de un grano de sal puede destruir una oblea entera. El polvo de corindón blanco bajo en sodio (contenido de Na₂O ≤ 0,02 %) se ha convertido en un producto codiciado:
Actualización de la tecnología de fusión por arco: se adopta la fusión con protección de gas inerte y la tasa de volatilización de sodio aumenta en un 40 %.
Plan de sustitución de materia prima: Se utiliza caolín para sustituir la bauxita y el contenido de sodio se reduce de forma natural en más del 60%.
Aunque el precio de este tipo de producto es tres veces superior al del polvo común, su disponibilidad es limitada. La línea baja en sodio, recién puesta en producción en una fábrica de Jiangxi, tiene pedidos hasta 2026.
(3)Fabricación ecológica:la sabiduría impuesta por la protección del medio ambiente
Reciclaje de materia prima: La tecnología de reciclaje de muelas abrasivas usadas puede aumentar la tasa de reciclaje de polvo usado al 85%, reduciendo el costo en 4.000 yuanes por tonelada.
Revolución de procesos: El proceso de fabricación de polvo seco sustituye por completo el método húmedo y la descarga de aguas residuales se reduce a cero. Las empresas de Henan introdujeron un sistema de recuperación de calor residual y el consumo de energía se redujo en un 35 %.
Transformación de residuos sólidos: Una fábrica en Liaocheng, provincia de Shandong, transformó escoria en materiales de construcción ignífugos, lo que generó 2 millones de yuanes en ingresos anuales. El jefe bromeó: «Antes, la protección del medio ambiente era una forma de comprar seguridad, pero ahora es una nueva forma de ganar dinero».
(4) Producción inteligente: salto de precisión basado en datos
En el taller digital de Zhengzhou Xinli, la gran pantalla muestra la curva de distribución del tamaño de partícula del micropolvo en tiempo real. "El sistema de clasificación con IA puede ajustar dinámicamente los parámetros del flujo de aire, lo que eleva la tasa de calificación del producto del 82 % al 98 %". El director técnico señaló el equipo en funcionamiento y añadió: 6. La monitorización en línea del analizador láser de tamaño de partícula, combinada con el algoritmo de aprendizaje automático, permite obtener información de segundo nivel sobre las fluctuaciones de calidad, eliminando por completo el modo tradicional de "postinspección".
3. Futuro campo de batalla: una magnífica transformación de muelas a chips
El siguiente “pista dorada” de micropolvo de corindón blanco se está abriendo:
Envasado de semiconductores: se utiliza para el adelgazamiento y pulido de obleas de silicio, con una tasa de crecimiento de la demanda global anual de más del 25 %.
Nuevo campo energético: como material de recubrimiento separador de baterías de litio, mejorando la resistencia al calor y la conductividad iónica.
Biomédico: Nanopulido de restauraciones cerámicas dentales, con un requisito de precisión de 0,1 micras
La evolución del micropolvo de corindón blanco es un microcosmos de la modernización de la fabricación en China. Cuando la antigua fábrica de Zibo utilizó la impresión 3D para reconstruir el campo de flujo del horno de calcinación, y cuando el equipo de la Academia China de Ciencias cultivó microesferas de alúmina monocristalina en el laboratorio, el resultado de esta "guerra micrométrica" ya no dependía de la capacidad de producción actual, sino de quién podría definir la piedra angular de la futura fabricación con precisión nanométrica.