Puslaidininkių gamyklos švariojoje patalpoje metaliniu blizgesiu spindinčios juodos plokštelės yra tiksliai apdorojamos viena po kitos; erdvėlaivio variklio degimo kameroje specialus keraminis komponentas yra apdorojamas 2000 ℃ liepsnos. Užkulisiuose slypi aktyvi medžiaga, vadinama „pramoniniu juoduoju brangakmeniu“.silicio karbido keramika.
Ši itin kieta medžiaga, pagal kietumą nusileidžianti tik deimantui, tyliai perrašo aukščiausios klasės gamybos taisykles. Ji gali atlaikyti stiprią branduolinių reaktorių spinduliuotę, greitai perduoti naujų energijos transporto priemonių kylančią elektros energiją ir tapti pagrindine 5G bazinių stočių šilumos išsklaidymo medžiaga. Tačiau už tokių puikių savybių slypi neginčijamas iššūkis: kaip sutramdyti šią „nepaklusnią“ medžiagą?
Medžiagų savybės lemia apdorojimo iššūkius
Silicio karbido apdirbimo sudėtingumas panašus į raštų drožimą ant stiklo. Jo kietumas 3–5 kartus didesnis nei įprastos keramikos. Įprasti pjovimo įrankiai, kaip ir kreidos drožyba plieninėse plokštėse, ne tik pasižymi mažu efektyvumu, bet ir lengvai įtrūkina apdirbtą paviršių. Dar sudėtingiau yra tai, kad ši medžiaga yra akivaizdžiai trapi, ir menkiausia klaida gali ją sulaužyti kaip sausainį, ypač tikslių detalių, kurių storis mažesnis nei 1 milimetras, apdirbimo procesą galima apibūdinti kaip šokį ant plieninės vielos.
Šiuolaikinės gamybos proveržio kelias
Susidūrę su šiais iššūkiais, inžinieriai sukūrė tris pagrindinius „medžiagų sutramdymo metodus“:
1. Liejimo formų formavimo technologija – karšto presavimo procesas, panašus į pyragaičių gamybą, leidžiantis silicio karbido milteliams „paklusniai prisitaikyti“ esant aukštai temperatūrai ir slėgiui, todėl jie ypač tinka standartizuotų pramoninių pjovimo įrankių gamybai. Ši technologija yra tarsi liejimo formų apkabų uždėjimas ant medžiagų, formuojant taisyklingas geometrines formas tiksliai kontroliuojant temperatūrą.
2. Skysčio drožybos metodas – naudojant liejimo įpurškimu technologiją, medžiagos srutos įpurškiamos į formą kaip šokolado padažas ir tiksliai kontroliuojant srauto trajektoriją formuojamos sudėtingos tuščiavidurės struktūros. Šis metodas leidžia gaminti netaisyklingos formos palydovų variklių purkštukus.
3. Miltelių rekonstrukcijos technologija – naudojant miltelinės metalurgijos technologiją, rekonstruojama tokių medžiagų kaip statybiniai blokai mikrostruktūra, sukuriant branduolinio reaktoriaus sandariklius, kurie sujungia tvirtumą ir tikslumą. Šis procesas leidžia medžiagoms „transformuotis“ molekuliniu lygmeniu, pasiekiant tikslinį našumo pagerėjimą.
Pagrindinės tikslaus apdirbimo detalės
Norint įvaldyti šią medžiagą, reikia ne tik pažangios įrangos, bet ir suprasti tris auksines taisykles: tikslų formų projektavimą, kruopštų proceso stebėjimą ir griežtą medžiagų išankstinį apdorojimą. Šandongo Zhongpeng griežtai laikosi šių trijų taisyklių gamybos procese, siekdama kokybės ir kiekybės užtikrinimo. Tai ne tik reikalauja padidinti gatavos produkcijos kiekį, bet ir reikalauja, kad gatava produkcija griežtai atitiktų klientų poreikius.
Šiuo metu, taikant naujas technologijas, tokias kaip lazerinis apdirbimas ir ultragarsinis pjovimas, silicio karbido keramika pralaužia paskutinius apdorojimo barjerus. Šie proveržiai ne tik leidžia „juodiesiems brangakmeniams“ iš tikrųjų žengti industrializacijos link, bet ir rodo naujo medžiagų revoliucijos etapo atėjimą.
Gamybos įmonėms, siekiančioms technologinių proveržių, silicio karbido apdorojimas yra ir iššūkis, ir galimybė. Apdorojimo partnerių, turinčių didelę patirtį ir novatoriškus procesus, pasirinkimas taps auksiniu raktu, atveriančiu duris į aukščiausios klasės gamybą. Ši medžiaga, anksčiau laikyta „apdorojimo kliūtimi“, laukia daugiau herojų, kurie atskleis jos pagrindinę paslaptį.
Įrašo laikas: 2025 m. balandžio 7 d.