Viwanda tano kuu kwa maendeleo ya baadaye ya bidhaa za kauri

Sekta ya magari ya umeme

 

China ilizalisha na kuuza magari milioni 6.253 na milioni 6.067 kwa mtiririko huo, kati ya Januari na Novemba, hadi karibu 100% mwaka kwa mwaka, na sehemu ya soko ya 25%, kulingana na takwimu za hivi karibuni za Chama cha Watengenezaji wa Magari cha China. Pamoja na ukuaji wa utengenezaji na uuzaji ambao ulizidi soko wakati huo, kupenya kwa gari la nishati mpya kumepita 36% na kunaendelea kuongezeka. Teknolojia ya gari la umeme inaendelea kubadilika, ambayo imeharakisha uingizwaji wa miundo na vifaa vyake vya sehemu. Matumizi ya magari mapya ya nishati ya umeme yamekubali kikamilifu vifaa vya juu vya kauri kutokana na faida zao za kipekee za utendaji.

Miongoni mwao, mipira ya kuzaa ya nitridi ya HIP ya silicon na substrates za juu za conductivity ya silicon nitridi zimeenea.

 

 

Mipira 01 ya HIP kwa Bearings za Silicon Nitride

Bei za magari kwa magari mapya ya nishati huhitaji msongamano wa chini na kwa kulinganisha nyenzo zinazostahimili kuvaa kutokana na viwango vyake vya juu vya mzunguko ikilinganishwa na fani za kawaida. Katika fani za kauri za nitridi za silicon, mipira hutoa joto kidogo na msuguano ndani ya mfumo wa kuzaa. Hasa, nitridi ya silicon ni kizio cha kawaida cha umeme ambacho kinaweza kuzuia kutu ya umeme kutoka kwa kutokwa, kurefusha maisha ya vilainishi na fani, na hatimaye kusababisha kushindwa kwa kuzaa. Ni bora kwa matumizi katika sekta mbalimbali, ikiwa ni pamoja na magari ya umeme.

 

Fani za kauri zinazidi kuchukua nafasi ya fani za mpira wa chuma katika umri wa anatoa za umeme. fani za maboksi ya mpira wa kauri ya silicon nitridi hutumiwa katika Xiaopeng P7, G9, Weilai ET7, na mifano mingine ya ndani. Kwa mfano, shimoni la pato la injini inayotumiwa na Tesla hutumia fani za kauri, fani mseto za kauri zilizoundwa na NSK, na mipira yenye kuzaa iliyotengenezwa kwa mipira 50 ya nitridi ya silicon.

Ukandamizaji moto wa isostatic (HIP) na uwekaji shinikizo la gesi (GPS) ni mbinu mbili maarufu zaidi za uwekaji mpira wa kauri wa nitridi ya silicon. Njia hizi mbili hutoa mipira ya kauri ambayo hutumiwa mara kwa mara katika mipangilio mingi. HIP silicon nitridi hutoa sifa bora za kiufundi na maisha marefu ya uchovu kuliko nitridi ya silicon ya GPS.

Hivi sasa, makampuni ya kigeni yanayojulikana yanaendelea kudhibiti sehemu ya soko la kimataifa na mwelekeo wa maendeleo, huku mashirika ya Japan, Ulaya, na Marekani yakiendelea kutawala utengenezaji wa bidhaa za hali ya juu za kauri. 2015 ilishuhudia kuanzishwa kwa National Materials High-Tech Nitride Ceramics Co., Ltd. katika taifa langu.

ilifanya maendeleo makubwa katika teknolojia ya kuzalisha kwa wingi mipira ya kauri ya silicon nitridi iliyoshinikizwa kwa wingi, na kuifanya kampuni ya kwanza nchini China kuanzisha uzalishaji kwa wingi wa vifaa hivi na kampuni ya tatu kwa jumla, nyuma ya Toshiba nchini Japan na Kustec nchini Marekani. SKF nchini Uswidi, Timken nchini Marekani, GMN nchini Ujerumani, na Forsa nchini Hispania ni miongoni mwa nchi ambazo bidhaa zake husafirishwa. Zaidi ya hayo, mbinu linganifu hutumiwa na Sinoceramic Jinsheng na wengine kuunda mipira yenye kuzaa nitridi ya silicon yenye nguvu ya kupinda ya MPa 1000.

 

 

02 Ubadilishaji joto wa juu wa silicon nitridi kauri substrate

Sehemu ndogo za kauri za nitridi za silicon hutumiwa zaidi katika vitengo vya nguvu, vifaa vya semiconductor na vibadilishaji vibadilishaji vya magari safi ya umeme (EV) na magari ya mseto ya umeme (HEV), na vina uwezo mkubwa wa soko na matarajio ya matumizi.

Hivi sasa, nguvu ya kupinda ya MPa 650, ugumu wa kuvunjika kwa 5-7 MPa · m1/2, na conductivity ya mafuta ya 85 W/(m·K) inahitajika kwa ajili ya matumizi ya kibiashara ya nyenzo za kauri za nitridi za silicon conductivity ya juu. Kundi la Toshiba, Metali za Hitachi, Kemikali ya Umeme ya Nippon, Maruwa, na Nippon Fine Ceramics ndizo kampuni za msingi ambazo zina uwezo wa kuzalisha kwa wingi sehemu ndogo za kauri za nitridi za silicon zenye upitishaji wa juu wa mafuta.

 

Zaidi ya hayo, kumekuwa na maendeleo fulani katika utafiti wa ndani juu ya nyenzo za kauri za nitridi za silicon. Kwa kuboresha mbinu na mchakato wa kunyoosha, Taasisi ya Utafiti wa Kioo Bandia ya Beijing Sinoma Co., Ltd. imetayarisha sehemu ndogo ya kauri ya nitridi ya silicon yenye nguvu ya kupinda ya 700-800MPa, ugumu wa kuvunjika kwa ≥8MPa · m1/2, na upitishaji joto wa ≥80W/(m·K·80W). Sehemu ndogo ya kauri ya nitridi ya silicon iliyotengenezwa na Tawi la Beijing la Sinoma High-Tech Nitride Ceramics Co., Ltd. kwa kutumia mchakato wa urushaji tepi ina upitishaji wa joto wa 100 W/(m·K).

 

Magari ya umeme kwa sasa yanasonga karibu na akili kutokana na kuongezeka kwa umaarufu wa magari mapya ya nishati na maendeleo ya akili ya bandia (AI). Wazalishaji wa magari pia wameonyesha kupendezwa na aina mbalimbali za vifaa vya kauri, ikiwa ni pamoja na vifaa vya kufunga lidar, breki za kauri za kaboni, MLCC yenye uwezo wa juu, vifaa vya conductive vya joto vya kauri, nk.

 

Utengenezaji wa semiconductors

Sheria ya viwanda ya "kizazi kimoja cha teknolojia, kizazi kimoja cha mchakato, kizazi kimoja cha vifaa" inasimamia sekta ya semiconductor, na maendeleo katika teknolojia ya sehemu ya usahihi ni muhimu kwa kisasa na urekebishaji wa vifaa vya semiconductor. Sehemu za kauri za usahihi ni nyenzo za uwakilishi zaidi kwa sehemu za usahihi wa semiconductor kati yao. Zinatumika katika idadi ya michakato muhimu ya utengenezaji wa semiconductor, ikijumuisha etching, uwekaji wa mvuke wa kemikali, uwekaji wa mvuke halisi, na upandikizaji wa ioni. kama vile silaha za kushughulikia mitambo, chucks za kielektroniki, lini, reli elekezi, na fani, miongoni mwa zingine. Hutekeleza majukumu ya uimarishaji, ulinzi, na ovyo, hasa ndani ya matundu ya kifaa.

 

Uzalishaji wa halvledare Sekta ya semicondukta inatawaliwa na sheria ya viwanda ya "kizazi kimoja cha teknolojia, kizazi kimoja cha mchakato, kizazi kimoja cha vifaa," na uboreshaji wa teknolojia ya sehemu ya usahihi ni muhimu kwa kisasa na urekebishaji wa mashine za semiconductor. Kati ya vifaa vyote vinavyotumiwa kwa sehemu za usahihi wa semiconductor, sehemu za kauri za usahihi ndizo zinazowakilisha zaidi. Wao huajiriwa katika etching, uwekaji wa mvuke wa kemikali, uwekaji wa mvuke halisi, na uwekaji wa ioni, kati ya taratibu nyingine muhimu za utengenezaji wa semiconductor. kama vile fani, lini, reli elekezi, chucks za kielektroniki, na mikono ya kushughulikia mitambo, kwa kutaja machache. Inatumika kama diversion, ulinzi, na uimarishaji, hasa ndani ya cavity ya vifaa.

 

 

Sekta ya kuokoa nishati na ulinzi wa mazingira

Chini ya mwongozo wa sera ya kitaifa ya "kaboni mbili", tasnia zote zinaendelea polepole katika mwelekeo wa kuokoa nishati, kupunguza kaboni, kupunguza uchafuzi wa mazingira na uboreshaji wa ufanisi. Chini ya historia hii, sekta ya kauri inakabiliwa na matumizi ya nishati na shinikizo la ulinzi wa mazingira, lakini pia huleta fursa mpya za maendeleo kwa nyenzo za kauri.

 

 

01 Utando wa kauri

Ili kuchukua nafasi ya teknolojia ya kawaida ya kutenganisha uchujaji, teknolojia ya kutenganisha utando na utando wa kauri katika msingi wake kwa sasa inatumiwa hasa kama mchakato wa utengano wa ufanisi wa juu katika sekta ya mchakato na maeneo maalum ya kutibu maji kwa utengano wa kuchujwa, ukolezi na utakaso, na utakaso na kuondolewa kwa uchafu.

Kauri ya membrane ya gorofa

Miongoni mwao, maji katika mazingira magumu yanaweza kuchujwa, kutenganishwa, na kusafishwa kwa kutumia utando wa gorofa wa kauri wa utendaji wa juu. Upinzani wa halijoto ya juu na shinikizo, uthabiti mkubwa wa kemikali, ufanisi wa juu wa kuchuja, kutegemewa vizuri, gharama za chini za uendeshaji na matengenezo, maisha ya huduma iliyopanuliwa, na urafiki wa mazingira katika kipindi chote cha maisha ni baadhi ya sifa zao. Imekuwa ikitumiwa sana na kukuzwa katika maeneo ya maji taka ya manispaa, matibabu ya maji yaliyosambazwa, matibabu ya maji meusi na yenye harufu nzuri, utumiaji wa maji uliorudishwa, na matibabu ya maji machafu ya mbuga za viwandani. Ni mwelekeo wa msingi wa maendeleo katika uwanja wa utando wa utengano wa kauri wenye utendakazi wa hali ya juu na una anuwai ya matarajio ya soko.

Pamoja na matibabu ya maji, usimamizi wa uchafuzi wa hewa katika taifa langu pia uko kwenye upeo wa macho. Kichocheo cha nano-denitrification ambacho ni rafiki wa mazingira cha mfumo wa nano-denitrification cha mfumo wa nano-denitrification hupakiwa kwenye nyenzo ya utando wa nyuzi za kauri kama chombo cha usaidizi ili kuunda utando wa nyuzi za halijoto ya juu kwa ajili ya kuondoa na kuondoa vumbi, kipengele cha kichujio chenye vitendaji jumuishi vya kuondoa na kuondoa vumbi ambavyo vinaweza kufikia utakaso wa moja kwa moja wa gesi chini ya hali ya joto la juu.

 

 

02 Airgel

Ukuzaji mkubwa wa kijani kibichi na kaboni ya chini wa aerogel, nyenzo ya kuhami joto, imeunda uwezo ambao haujasikika hadi sasa wa ukuaji wa sekta ya airgel. Teknolojia mpya ya airgel inatarajiwa kuunganishwa na ukuaji wa utengenezaji wa kijani kibichi ili kuunda matumizi ya bidhaa mpya zaidi kulingana na mwelekeo wa tasnia ya kijani kibichi zinazoendelea kwa haraka zaidi.

 

Airgel ina msongamano wa chini sana, porosity ya juu zaidi, index ya chini ya refractive, conductivity ya chini ya mafuta, impedance ya chini ya acoustic na sifa zingine ambazo nyenzo ngumu za jumla hazina. Tabia hizi huifanya kuwa na matarajio makubwa ya matumizi katika nyanja za insulation ya mafuta, biomedicine, insulation sauti, adsorption, nk, na uwezo wa mahitaji ya soko ni mkubwa.

 

 

Sekta ya biomedicine

Vipandikizi zaidi na zaidi vya bandia vitatumika katika mazingira ya matibabu kadiri jamii inavyoendelea na maisha ya watu yanakuwa bora. Katika taifa langu, metali kama vile chuma cha pua na aloi za kobalti zimetumika kwa muda mrefu kwa uponyaji na ukarabati wa mifupa kwa sababu ya sifa zao bora za kiufundi na udhibiti; walakini, utangamano wao wa kibayolojia haupo. Kwa hivyo, soko na utafiti wa vifaa vya mipako au bioceramics ambazo ni bora zaidi na zinazoendana zaidi zinapanuka kwa kasi.

Kwa sababu ya ugumu wao wa kipekee wa kuvunjika na kuhimili uvaaji, kauri za matibabu kama vile Al2O3, ZrO2, ZTA, Si3N4, na nyenzo za kauri zenye mchanganyiko hutumika mara kwa mara katika bandia zenye kubeba mzigo, vipandikizi vya meno, vibadala vya mifupa, n.k. Oksidi ya zirconium hutumiwa mara kwa mara katika urejeshaji wa glasi, lakini uimara wake wa glasi husababishwa na urejeshaji wa glasi. Kati ya hizi, nitridi ya silicon inachanganya athari ya baktericidal na mali ya kujipaka yenyewe, na uwekaji wake una utulivu wa kibaolojia wa muda mrefu.

Mnamo 2022, saizi ya soko la kimataifa la vifaa vya kauri vya matibabu inakadiriwa kuwa karibu dola bilioni 15 za Kimarekani. Mnamo 2022, soko la vifaa vya kauri vya matibabu nchini Uchina linatarajiwa kuwa na thamani ya takriban dola bilioni 4.5 za Amerika. Kati yao, keramik za alumina hufanya wengi (karibu 60%). Keramik ya nitridi ya silicon hutumiwa kwa vipandikizi vya mifupa, wakati keramik ya zirconia hutumiwa hasa katika daktari wa meno.

 

 

Sekta ya anga

Keramik mara kwa mara hujitokeza kwa utendaji wao wa kipekee katika hali mbalimbali za utumizi mbaya. Viwanda vya kijeshi na anga ni soko mbili zinazopendwa zaidi za matumizi ya keramik ya hali ya juu. "Upinzani wa halijoto ya juu" na "siri" ni njia mbili kuu za ukuzaji wa kauri katika tasnia ya anga.

 

Kizazi kipya cha injini za kijeshi za anga kina hitaji linaloongezeka la vifaa vipya vya miundo inayostahimili halijoto ya juu kwani uwezo wa fuwele moja, vifuniko vya vizuizi vya mafuta na upoezaji hewa unaotumika hupungua polepole. SiC/SiC-CMC imeibuka kama mojawapo ya chaguo za juu kwa nyenzo za miundo zinazostahimili halijoto ya juu. SiC/SiC-CMC inaimarishwa na kukazwa kwa sehemu kubwa na nyuzi za silicon carbudi. Malighafi muhimu zaidi kwa SiC/SiC-CMC ni nyuzinyuzi za silicon carbide, ambayo ina ukinzani wa halijoto ya zaidi ya 1200°C na imevuta hisia za nguvu za anga katika shindano la utafiti.

 

 

Kwa kawaida hujumuisha kifaa cha kufyonza (kinachofyonza) na nyenzo ya matrix (wakati mwingine hujulikana kama kifunga), nyenzo za kufyonza ni kati ya nyenzo za siri muhimu zaidi. Silicon CARBIDE ni kiungo cha msingi kinachotumiwa kuunda nyenzo za kauri za kunyonya za bendi nyingi; nanoparticles za kauri zisizo za kawaida na nyenzo za polima isokaboni huchanganyika na kuunda nyenzo za siri za kauri za infrared, aina ya mipako. Ili kuzalisha ufyonzaji bora wa mawimbi ya sumakuumeme ya bandia pana, nanoparticles za kauri isokaboni hutawanywa kwa usawa katika tumbo la polima isokaboni na kudhibitiwa kwa uangalifu.