I renrommet på halvlederfabrikken blir svarte wafere som skinner med metallisk glans presisjonsbehandlet én etter én. I forbrenningskammeret til romfartøyets motor gjennomgår en spesiell keramisk komponent en flammedåp på 2000 ℃. Bak disse kulissene finnes det et aktivt materiale som kalles «industriell svart edelsten» –silisiumkarbidkeramikk.
Dette superharde materialet, nest etter diamant i hardhet, omskriver stille reglene for high-end produksjon. Det tåler den sterke strålingen fra kjernereaktorer, overfører raskt den økende elektriske energien fra nye energikjøretøyer og blir kjernematerialet for varmespredning i 5G-basestasjoner. Men bak en slik utmerket ytelse ligger det en ubestridelig utfordring: hvordan temme dette «uregjerlige» materialet?
Materialegenskaper bestemmer utfordringer knyttet til prosessering
Vanskeligheten med å bearbeide silisiumkarbid er som å skjære mønstre på glass. Hardheten er 3–5 ganger så hard som vanlig keramikk. Konvensjonelle skjæreverktøy er som å skjære stålplater med kritt, som ikke bare har lav effektivitet, men også lett sprekker i den maskinerte overflaten. Enda vanskeligere er at dette materialet har åpenbar sprøhet, og en liten feil kan ødelegge det som en kjeks. Spesielt for presisjonsdeler med en tykkelse på mindre enn 1 millimeter kan bearbeidingsprosessen beskrives som å danse på ståltråd.
Gjennombruddsveien for moderne produksjon
Stilt overfor disse utfordringene har ingeniører utviklet tre viktige «metoder for å temme materialer»:
1. Formingsteknologi – en varmpresseprosess som ligner på å lage månekaker, som lar silisiumkarbidpulver «forme seg lydig» under høy temperatur og trykk, noe som gjør det spesielt egnet for produksjon av standardiserte industrielle skjæreverktøy. Denne teknologien er som å sette formsjakler på materialer, og forme vanlige geometriske former under presis temperaturkontroll.
2. Fluid carving-metoden – ved bruk av sprøytestøpeteknologi sprøytes materialslammet inn i formen som sjokoladesaus, og gjennom presis kontroll av strømningsbanen formes komplekse hule strukturer. Denne metoden gjør det mulig å produsere uregelmessige dyser for satellitt-thrustere.
3. Pulverrekonstruksjonsteknologi – bruk av pulvermetallurgiteknologi for å rekonstruere mikrostrukturen til materialer som byggeklosser, og skape tetninger i kjernereaktorer som kombinerer styrke og presisjon. Denne prosessen lar materialer gjennomgå en «transformasjon» på molekylært nivå, noe som oppnår målrettet forbedring i ytelse.
Viktige detaljer om presisjonsmaskinering
For å mestre dette materialet trengs ikke bare avansert utstyr, men også tre gyldne regler må forstås: presis formdesign, omhyggelig prosessovervåking og grundig forbehandling av materialet. Shandong Zhongpeng følger disse tre reglene strengt i produksjonsprosessen, og streber etter kvalitets- og kvantitetssikring. Det krever ikke bare en økning i ferdigprodukthastigheten, men krever også at de ferdige produktene strengt oppfyller kundenes behov.
Med bruk av ny teknologi som laserbehandling og ultralydassistert skjæring, bryter silisiumkarbidkeramikk gjennom de siste prosesseringsbarrierene. Disse gjennombruddene lar ikke bare «svarte edelstener» virkelig bevege seg mot industrialisering, men indikerer også ankomsten av en ny runde med materialrevolusjon.
For produksjonsbedrifter som søker teknologiske gjennombrudd, er silisiumkarbidbearbeiding både en utfordring og en mulighet. Å velge prosesseringspartnere med rik erfaring og innovative prosesser vil bli den gylne nøkkelen til å åpne døren til avansert produksjon. Dette materialet, som en gang ble ansett som en «prosessflaskehals», venter på at flere helter skal avdekke dets ultimate mysterium.
Publisert: 07.04.2025