Orientation future du développement et avancée technologique de la micropoudre de corindon blanc
En entrant dans un atelier de fabrication de précision à Shenzhen, Li Gong s'inquiétait pour le microscope : un lot de substrats céramiques utilisés pour les lentilles des machines de lithographie présentait des rayures de l'ordre du nanomètre. Après avoir remplacé le nouveau microscope à faible teneur en sodium,micropoudre de corindon blancAprès avoir utilisé un liquide de polissage auprès d'un fabricant, les rayures ont miraculeusement disparu. « Cette poudre est comme dotée d'yeux, elle ne fait que "mordre" les bosses sans abîmer le substrat ! » Il ne put s'empêcher de se frapper la tête et d'admirer. Cette scène reflète la transformation technologique que connaît l'industrie des micropoudres de corindon blanc. Les « dents industrielles », autrefois poussiéreuses, se transforment en « nano-scalpels » pour la fabrication haut de gamme.
1. Points faibles actuels de l'industrie : l'industrie des micropoudres à la croisée des chemins de la transformation
Le marché mondial de la micropoudre de corindon blanc semble en plein essor. La Chine, premier producteur, représente plus de 60 % de la production mondiale, et la taille du marché dépassera les 10 milliards d'unités en 2022-2027. Mais lorsqu'on pénètre dans l'usine de Gongyi, dans le Henan, les dirigeants hochent la tête en voyant les stocks : « Les produits à bas prix sont invendables et les produits haut de gamme sont invendus. » Cela révèle deux dilemmes majeurs dans le secteur :
Surcapacité du marché bas de gamme : les produits traditionnels en micropoudre sont sérieusement homogénéisés, pris dans un tourbillon de guerre des prix, et la marge bénéficiaire est tombée en dessous de 10 %
L’offre haut de gamme est insuffisante :Micropoudre de qualité semi-conductricedépend toujours des importations, et le produit d'une pureté de 99,99 % d'un certain fabricant international est vendu à un prix allant jusqu'à 500 000 yuans la tonne, soit 8 fois celui des produits nationaux
Plus grave encore, le fléau de la protection de l'environnement se fait de plus en plus pressant. L'année dernière, une ancienne usine de Zibo, dans le Shandong, a été condamnée à une amende de 1,8 million de dollars pour avoir dépassé la norme relative aux gaz d'échappement des fours de calcination. Le patron a souri amèrement : « Les coûts de protection de l'environnement engloutissent les bénéfices, mais si vous n'installez pas de nouveaux équipements, vous devez fermer ! » 8 Lorsque les clients en aval ont commencé à exiger des certificats d'empreinte carbone, l'ère de la production à grande échelle est entrée en compte à rebours.
2. Avancées technologiques : quatre batailles sont en cours
(1) Préparation à l'échelle nanométrique : la bataille pour transformer la « micropoudre » en « poudre fine »
Concurrence en termes de taille de particules : les entreprises leaders ont réussi à produire en masse des micropoudres de moins de 200 nanomètres, soit un cercle seulement plus grand que le nouveau coronavirus (environ 100 nanomètres).
Avancée technologique en matière de dispersion : le procédé breveté de classification par sédimentation hydraulique de la société Hanshou Jincheng résout le problème de l'agglomération des particules en ajoutant un dispersant composite, comprimant la dispersion granulométrique du même lot de produits de ± 30 % à ± 5 %.
Contrôle de la morphologie : la sphérisation permet de remplacer le frottement de glissement par le frottement de roulement des micropoudres, et le taux d'endommagement dû au polissage diminue de 70 %. 6. Un ingénieur d'une entreprise japonaise a décrit ce procédé ainsi : « C'est comme remplacer du gravier par des billes de verre, et le risque de rayures diminue naturellement. »
(2) Révolution à faible teneur en sodium : la pureté détermine la valeur
L'industrie des semi-conducteurs déteste les ions sodium ; une contamination au sodium de la taille d'un grain de sel peut détruire une plaquette entière. La poudre de corindon blanc à faible teneur en sodium (teneur en Na₂O ≤ 0,02 %) est devenue un produit très prisé.
Mise à niveau de la technologie de fusion à l'arc : la fusion sous protection de gaz inerte est adoptée et le taux de volatilisation du sodium est augmenté de 40 %
Plan de substitution des matières premières : le kaolin est utilisé pour remplacer la bauxite, et la teneur en sodium est naturellement réduite de plus de 60 %
Bien que son prix soit trois fois supérieur à celui de la poudre ordinaire, ce type de produit est en pénurie. La ligne à faible teneur en sodium, récemment mise en production dans une usine du Jiangxi, est en commande jusqu'en 2026.
(3)Fabrication verte:la sagesse imposée par la protection de l'environnement
Recyclage des matières premières : La technologie de recyclage des meules usagées peut augmenter le taux de recyclage des poudres usagées à 85 %, réduisant ainsi le coût de 4 000 yuans par tonne.
Révolution des procédés : la production de poudre sèche remplace entièrement la méthode humide, réduisant ainsi les rejets d'eaux usées à zéro. Les entreprises du Henan ont mis en place un système de récupération de chaleur résiduelle, et la consommation d'énergie a diminué de 35 %.
Transformation des déchets solides : une usine de Liaocheng, dans la province du Shandong, a transformé des scories en matériaux de construction ignifuges, générant ainsi un chiffre d'affaires annuel de 2 millions de yuans. Le patron a plaisanté : « Avant, la protection de l'environnement était un moyen d'acheter la sécurité, mais aujourd'hui, c'est une nouvelle façon de gagner de l'argent. »
(4) Production intelligente : un saut de précision basé sur les données
Dans l'atelier numérique de Zhengzhou Xinli, un grand écran affiche en temps réel la courbe de distribution granulométrique de la micropoudre. « Le système de tri par IA ajuste dynamiquement les paramètres du flux d'air, permettant ainsi au taux de qualification du produit de passer de 82 % à 98 %. » Le directeur technique a montré l'équipement en fonctionnement et a déclaré : « 6. La surveillance en ligne de l'analyseur granulométrique laser, combinée à l'algorithme d'apprentissage automatique, permet d'obtenir un retour d'information de second niveau sur les fluctuations de qualité, éliminant ainsi complètement le mode traditionnel de « post-inspection ». »
3. Champ de bataille du futur : une magnifique transformation des meules en copeaux
Le prochain «piste dorée" de micropoudre de corindon blanc s'ouvre :
Emballage de semi-conducteurs : utilisé pour l'amincissement et le polissage des plaquettes de silicium, avec un taux de croissance annuel de la demande mondiale de plus de 25 %
Nouveau domaine énergétique : comme matériau de revêtement de séparateur de batterie au lithium, améliorant la résistance à la chaleur et la conductivité ionique
Biomédical : Nano-polissage des restaurations dentaires en céramique, avec une exigence de précision de 0,1 micron
L'évolution de la micropoudre de corindon blanc illustre parfaitement la modernisation industrielle chinoise. Lorsque l'ancienne usine de Zibo a eu recours à l'impression 3D pour reconstruire le champ d'écoulement du four de calcination, et que l'équipe de l'Académie chinoise des sciences a cultivé des microsphères d'alumine monocristalline en laboratoire, l'issue de cette « guerre du micromètre » n'était plus déterminée par la capacité de production actuelle, mais par la capacité à définir les fondements de la fabrication future avec une précision nanométrique.