Pusvadītāju rūpnīcas tīrtelpā melnas plāksnes, kas mirdz ar metālisku spīdumu, tiek precīzi apstrādātas viena pēc otras; kosmosa kuģa dzinēja sadegšanas kamerā īpaša keramikas detaļa tiek pakļauta 2000 ℃ liesmas kristībām. Aizkulisēs darbojas aktīvs materiāls, ko sauc par "industriālo melno dārgakmeni".silīcija karbīda keramika.
Šis supercietais materiāls, kura cietība ir otrajā vietā aiz dimanta, nemanāmi pārraksta augstākās klases ražošanas noteikumus. Tas var izturēt kodolreaktoru spēcīgo starojumu, ātri pārvadīt jauno enerģijas transportlīdzekļu strauji augošo elektrisko enerģiju un kļūt par 5G bāzes staciju galveno siltuma izkliedes materiālu. Taču aiz tik izcilas veiktspējas slēpjas nenoliedzams izaicinājums: kā savaldīt šo "nepaklausīgo" materiālu?
Materiāla īpašības nosaka apstrādes izaicinājumus
Silīcija karbīda apstrādes grūtības ir līdzīgas rakstu grebšanai uz stikla. Tā cietība ir 3–5 reizes lielāka nekā parastajai keramikai. Parastie griezējinstrumenti ir līdzīgi kā tērauda plākšņu grebšana ar krītu, kam ir ne tikai zema efektivitāte, bet arī viegla plaisāšana apstrādātajā virsmā. Vēl sarežģītāk ir tas, ka šim materiālam ir acīmredzama trauslums, un neliela kļūda to var salauzt kā cepumu, īpaši precīzām detaļām, kuru biezums ir mazāks par 1 milimetru, apstrādes procesu var raksturot kā dejošanu uz tērauda stieples.
Mūsdienu ražošanas izrāviena ceļš
Saskaroties ar šīm problēmām, inženieri ir izstrādājuši trīs galvenās "materiālu savaldīšanas metodes":
1. Veidņu veidošanas tehnoloģija — karstās presēšanas process, kas līdzīgs mēnesskūku izgatavošanai, kas ļauj silīcija karbīda pulverim “paklausīgi pielāgoties” augstā temperatūrā un spiedienā, padarot to īpaši piemērotu standartizētu rūpniecisko griezējinstrumentu ražošanai. Šī tehnoloģija ir līdzīga veidņu važu uzlikšanai uz materiāliem, veidojot regulāras ģeometriskas formas precīzā temperatūras kontrolē.
2. Šķidrumgriešanas metode — izmantojot iesmidzināšanas formēšanas tehnoloģiju, materiāla suspensija tiek ievadīta veidnē kā šokolādes mērce, un, precīzi kontrolējot plūsmas trajektoriju, tiek veidotas sarežģītas dobas struktūras. Šī metode ļauj ražot neregulāras sprauslas satelītu dzinējiem.
3. Pulvermetalurģijas tehnoloģija — pulvermetalurģijas tehnoloģijas izmantošana materiālu, piemēram, būvbloku, mikrostruktūras rekonstrukcijai, radot kodolreaktoru blīvējumus, kas apvieno izturību un precizitāti. Šis process ļauj materiāliem veikt “pārveidošanu” molekulārā līmenī, panākot mērķtiecīgu veiktspējas uzlabojumu.
Precīzas apstrādes galvenās detaļas
Lai apgūtu šo materiālu, ir nepieciešams ne tikai moderns aprīkojums, bet arī jāapgūst trīs zelta likumi: precīza veidņu konstrukcija, rūpīga procesa uzraudzība un stingra materiāla pirmapstrāde. Šaņdunas Džunpenga ražošanas procesā stingri ievēro šos trīs noteikumus, tiecoties pēc kvalitātes un kvantitātes nodrošināšanas. Tas ne tikai prasa gatavās produkcijas apjoma palielināšanu, bet arī pieprasa, lai gatavā produkcija stingri atbilstu klientu vajadzībām.
Pašlaik, pateicoties jaunu tehnoloģiju, piemēram, lāzerapstrādes un ultraskaņas griešanas, pielietošanai, silīcija karbīda keramika pārvar pēdējās apstrādes barjeras. Šie sasniegumi ne tikai ļauj "melnajiem dārgakmeņiem" patiesi virzīties uz industrializāciju, bet arī norāda uz jaunas materiālu revolūcijas kārtu.
Ražošanas uzņēmumiem, kas meklē tehnoloģiskus sasniegumus, silīcija karbīda apstrāde ir gan izaicinājums, gan iespēja. Apstrādes partneru izvēle ar bagātīgu pieredzi un inovatīviem procesiem kļūs par zelta atslēgu, lai atvērtu durvis uz augstas klases ražošanu. Šis materiāls, kas kādreiz tika uzskatīts par "apstrādes sašaurinājumu", gaida vēl varoņus, lai atklātu tā galveno noslēpumu.
Publicēšanas laiks: 2025. gada 7. aprīlis