Жасыл кремний карбидінің микроұнтағы: жоғары тиімді, энергия үнемдейтін материалдар үшін жаңа эталон
I. Бұл не? Неліктен ол «Хардкор» деп аталады?
Алдымен, не екенін түсінейікжасыл кремний карбидінің микроұнтағыболып табылады. Оны «жасанды алмас» деп елестетіңіз. Нағыз алмасқа қарағанда сәл жеңілірек болғанымен, ол сөзсіз жоғары деңгейлі абразив. Ол кварц құмын, мұнай коксын және басқа да шикізатты пайдаланып, 2000 градус Цельсийден жоғары температураға төзімді пеште тазартылып, өзіне тән жасыл түске ие болады.
Оның «қатал» сипаты негізінен үш аспектіде көрінеді:
Жоғары қаттылық және өткір жиек: Оның Моос қаттылығы 9,2-ге жетеді, бұл тек гауһардан кейінгі екінші орында. Бұл кесу және тегістеу кезінде ол кішкентай, өткір тіс сияқты әрекет етеді, фотоэлектрлік кремний пластиналары, сапфир шыны және пьезоэлектрлік кристалдар сияқты қатты және сынғыш материалдар арқылы оңай «ұнтақталады» дегенді білдіреді.
Жоғары беріктік, майысудан гөрі сынуды қалайды: Қаттылықтың өзі жеткіліксіз; ол сонымен қатар беріктікті қажет етеді. Кейбір материалдар тым сынғыш және басылған кезде ұсақ ұнтақтарға айналады, бұл оларды пайдасыз етеді. Жасыл кремний карбидінің микроұнтағы тамаша беріктік сақтай отырып, жоғары қаттылыққа ие. Ол өзінің пішінін үлкен қысым астында сақтайды, дайындамаға бұзылмай тиімді күш қолданады.
Химиялық тұрақты және берік: Бөлме температурасында ол қышқылдармен немесе сілтілермен әрең әрекеттеседі, бұл оны берік материал етеді. Бұл кесу процесінде өңделетін материалмен қажетсіз химиялық реакциялардан аулақ болып, материалдың тазалығын қамтамасыз ететінін білдіреді. Бұл тазалық өте маңызды болып табылатын фотоэлектрлік және жартылай өткізгіш салалар үшін өте маңызды.
II. Жоғары тиімділік және энергия үнемдеу — бұл жай ғана бос ұрандар емес
Мәселенің мәніне тоқталайық: Неліктен ол «жаңа эталон» деп аталады? Бұл жоғары тиімділік пен энергия үнемдеу қалай нақты көрсетілген? Мәселені шешіп, бірнеше практикалық жағдайларды мысалға келтірейік.
1-сценарий: Фотоэлектрлік кремний пластиналарының «дәл кескіштері»
Лао Чжан, сен мұны жақсы білесің.Кремний материалыҚазіргі кезде өте қымбат. Оны жұқа етіп кесу көбірек пластиналар береді, бұл шығындарды азайтады. Дегенмен, жұқа кремний пластиналары сынуға бейім, бұл кесу технологиясы мен абразивтерге жоғары стандарттарды қажет етеді. Біркелкі бөлшектер пішіні мен өткір жиектері бар жасыл кремний карбидінің микроұнтағы кесу процесінде тұрақты және біркелкі кесу күштерін тудырады. Нәтижесі:
Жоғары кесу тиімділігі: бірдей уақыт ішінде көбірек пластиналарды кесуге немесе кесу жылдамдығын арттыруға болады.
Тамаша беткі сапа: Кесілген кремний пластиналарының беткі зақымдану қабаты минималды, ал TTV (жалпы қалыңдықтың өзгеруі) төмен, бұл өнімділіктің тез артуына әкеледі.
Материалдың аз шығыны: Дәл кесу керфтің аз шығынына әкеледі, қымбат кремний материалының шығынын азайтады. Көбінесе жүздеген миллион юаньнан асатын инвестициялар үшін бұл үнемдеу айтарлықтай.
2-жағдай: Сапфир өңдеудің «шыдамдылық спортшысы»
Телефоныңыздың камера қақпағы мен жоғары сапалы сағат әйнегінің көпшілігі сапфирден жасалған. Сапфир әйнекке қарағанда әлдеқайда қатты және оны өңдеу қиын. Кәдімгі абразивтерді қолдану оны қысқа уақыттан кейін күңгірттендіре алады, бұл тиімділікті айтарлықтай төмендетеді. Дегенмен, жасыл кремний карбидінің микроұнтағы, тамаша тозуға төзімділігінің арқасында, өткір кесу жиегін ұзақ уақыт сақтайды және қызмет ету мерзімін ұзартады. Бұл мынаны білдіреді:
Абразивті өзгерістердің жиілігі азаяды, тоқтап қалу уақыты қысқарады және өндіріс тиімділігі артады.
Жалпы өңдеу шығындары азаяды. Бір тоннаның бағасы жоғарырақ болуы мүмкін болса да, тиімділіктің артуы және тұтынылатын материалдардың азаюы жалпы шығынды азайтады. Бұл нағыз «энергия үнемдеу».
3-сценарий: Кең әлемге кеңею
Оның мүмкіндіктері бұдан да кең. Оны озық отқа төзімді материалдарға қосу пештердің қызмет ету мерзімін ұзартып, оқшаулауды жақсарта алады, энергияны көп қажет ететін өнеркәсіптік пештерде энергияны тиімді үнемдейді. Композиттік материалдарда арматура ретінде ол компоненттерді тозуға төзімді және берік етеді, жабдыққа техникалық қызмет көрсету циклдерін ұзартады - бұл энергияны үнемдеудің жасырын түрі. Тіпті аэроғарыш өнеркәсібінде де ол белгілі бір арнайы керамикалық компоненттерді дәл ұнтақтау үшін өте қажет.
III. Алдағы жол: талғампаз, біркелкі, ақылды
Әрине, жасыл кремний карбидінің микроұнтағы мінсіз емес. Бұл «жаңа эталонды» қамтамасыз ету үшін біздің өндірушілер бірнеше салада мұқият жұмыс істеуі керек:
Бөлшектердің өлшемін үздіксіз жетілдіру: Төменгі өнеркәсіптер барған сайын жоғары дәлдікті талап етуде. Бізге бөлшектердің мөлшерінің шоғырланған таралуы және бөлшектердің пішіні тұрақтырақ (жақсырақ изоморфизм) микроұнтақтар шығару қажет. Бұл жауынгерлік тиімділікті барынша арттыру үшін бірыңғай бағытта қозғалып, бірге жүретін сарбаздар тобына ұқсайды. Ірі және ұсақ бөлшектердің («ірі» және «ұсақ» деп аталатын) құрамы қатаң бақылануы керек; әйтпесе, кесу дайындамада сызаттардың пайда болуына және тиімділіктің төмендеуіне әкеледі.
Беттік модификация өнері: Беттік модификациямикроұнтақ бөлшектеріөте техникалық міндет. Мысалы, олардың кесу сұйықтықтарымен және шайыр байланыстырғыштарымен үйлесімділігін арттыру кесу тиімділігін және өнімнің өнімділігін одан әрі арттыра алады. Бұл қылышқа май жағу сияқты - ол тек оның жүзін қайрап қана қоймай, сонымен қатар беріктігін де арттырады.
Өндіріс процесін экологияландыру: Бұл энергия үнемдейтін материал болғанымен, оны өндіру процесі энергияны тиімдірек және экологиялық таза бола ала ма? Мысалы, балқыту пештеріндегі энергияны тұтыну, ұсақтау және сұрыптау кезінде шаңды жинау және суды қайта өңдеу – мұның бәрі біздің саламызда үздіксіз жаңартулар мен қайталауларды қажет ететін салалар. Біз бүкіл өмірлік циклі бойы экологиялық таза материалдарды жасауға тырысамыз.
Материалдар өнеркәсібіндегілер үшін жасыл кремний карбидінің микроұнтағының тарихы енді ғана басталды. Оны жетілдірілген, егжей-тегжейлі және ақылды ету - Қытайдың жоғары деңгейлі өндірісін тиімділік пен энергияны үнемдеуге бағыттауға қосқан ең маңызды үлесіміз.