În camera curată a fabricii de semiconductori, napolitane negre, strălucitoare cu luciu metalic, sunt procesate cu precizie una câte una; în camera de ardere a motorului navei spațiale, o componentă ceramică specială este supusă unui botez cu flacără la 2000 ℃. În culise, se află un material activ numit „piatră prețioasă neagră industrială” –ceramica din carbură de siliciu.
Acest material superdur, al doilea ca duritate după diamant, rescrie în liniște regulile producției de înaltă calitate. Poate rezista la radiațiile puternice ale reactoarelor nucleare, poate transmite rapid energia electrică crescândă a vehiculelor cu energie nouă și poate deveni materialul principal de disipare a căldurii al stațiilor de bază 5G. Însă, în spatele unor astfel de performanțe excelente, există o provocare incontestabilă: cum să îmblânzești acest material „indisciplinat”?
Proprietățile materialelor determină provocările de procesare
Dificultatea de prelucrare a carburii de siliciu este similară cu sculptarea modelelor pe sticlă. Duritatea sa este de 3-5 ori mai mare decât cea a ceramicii obișnuite. Uneltele de tăiere convenționale sunt similare cu sculptarea plăcilor de oțel cu cretă, care nu numai că are o eficiență scăzută, dar și crăpă ușor suprafața prelucrată. Și mai dificil este faptul că acest material are o fragilitate evidentă, iar o mică eroare îl poate rupe ca un biscuit, în special pentru piesele de precizie cu o grosime mai mică de 1 milimetru, procesul de prelucrare putând fi descris ca un dans pe sârmă de oțel.
Calea revoluționară a producției moderne
Confruntate cu aceste provocări, inginerii au dezvoltat trei „metode majore de îmblânzire a materialelor”:
1. Tehnologia de modelare a matriței – un proces de presare la cald similar cu fabricarea prăjiturilor tip „mooncake”, care permite pulberii de carbură de siliciu să se „conforme ascultător” la temperaturi și presiuni ridicate, fiind deosebit de potrivită pentru fabricarea sculelor industriale standardizate de tăiere. Această tehnologie este ca și cum ai pune cătușe de matriță pe materiale, modelând forme geometrice regulate sub un control precis al temperaturii.
2. Metoda de sculptare fluidă – folosind tehnologia de turnare prin injecție, suspensia de material este injectată în matriță ca un sos de ciocolată, iar prin controlul precis al traiectoriei fluxului, se modelează structuri complexe goale. Această metodă face posibilă fabricarea de duze neregulate pentru propulsoarele de sateliți.
3. Tehnologia de reconstrucție a pulberilor – utilizează tehnologia metalurgiei pulberilor pentru a reconstrui microstructura materialelor precum blocurile de construcție, creând etanșări pentru reactoare nucleare care combină rezistența și precizia. Acest proces permite materialelor să sufere o „transformare” la nivel molecular, obținând o îmbunătățire specifică a performanței.
Detalii cheie ale prelucrării mecanice de precizie
Pentru a stăpâni acest material, nu este nevoie doar de echipamente avansate, ci și de trei reguli de aur: proiectarea precisă a matriței, monitorizarea meticuloasă a procesului și pretratarea riguroasă a materialului. Shandong Zhongpeng respectă cu strictețe aceste trei reguli în procesul de producție, luptând pentru asigurarea calității și cantității. Nu numai că necesită o creștere a ratei produsului finit, dar solicită și ca produsele finite să îndeplinească cu strictețe nevoile clienților.
În prezent, odată cu aplicarea noilor tehnologii, cum ar fi prelucrarea cu laser și tăierea asistată cu ultrasunete, ceramica din carbură de siliciu depășește barierele finale de procesare. Aceste descoperiri nu numai că permit „pietrelor prețioase negre” să se îndrepte cu adevărat spre industrializare, dar indică și sosirea unei noi runde de revoluții materiale.
Pentru companiile producătoare care caută descoperiri tehnologice, prelucrarea carburii de siliciu este atât o provocare, cât și o oportunitate. Alegerea unor parteneri de prelucrare cu o experiență bogată și procese inovatoare va deveni cheia de aur pentru a deschide ușa către producția de înaltă calitate. Acest material, considerat cândva un „blocaj în procesare”, așteaptă mai mulți eroi pentru a-i descoperi misterul suprem.
Data publicării: 07 aprilie 2025