Панч сохаи асосии саноат барои тараккиёти минбаъдаи махсулоти сафолй
Саноати мошинҳои электрикӣ
Тибқи маълумоти охирини Ассотсиатсияи истеҳсолкунандагони автомобилҳои Чин, Чин дар моҳҳои январ ва ноябр мутаносибан 6,253 миллион ва 6,067 миллион мошини нави энергетикӣ истеҳсол ва фурӯхтааст, ки ин нисбат ба сол тақрибан 100% зиёд ва ҳиссаи бозор 25% мебошад. Дар баробари афзоиши истеҳсолот ва фурӯш, ки дар тӯли он вақт аз бозор хеле пештар буд, воридшавии мошинҳои нави энергия аз 36% гузашт ва афзоишро идома медиҳад. Технологияи мошинҳои электрикӣ пайваста инкишоф меёбад, ки иваз кардани тарҳҳо ва маводҳои ҷузъҳои онро суръат мебахшад. Истифодаи мошинҳои нави электрикии энергетикӣ бо сабаби бартариҳои беназири иҷрои онҳо маводи пешрафтаи сафолиро пурра фаро гирифтааст.
Дар байни онҳо, тӯбҳои подшипникҳои нитриди кремнийи HIP ва субстратҳои нитриди кремнийи гармидиҳии баланд маъмуланд.
01 тӯбҳои HIP барои подшипникҳои нитриди кремний
Подшипникҳои моторӣ барои мошинҳои нави энергетикӣ аз сабаби суръати баланди гардиши онҳо дар муқоиса бо подшипникҳои стандартӣ зичии камтар ва нисбатан бештар ба фарсудашавиро талаб мекунанд. Дар подшипникҳои керамикии нитриди кремний, тӯбҳо дар дохили системаи подшипник камтар гармӣ ва соишро ба вуҷуд меоранд. Махсусан, нитриди кремний як изолятори барқии табиист, ки метавонад зангзании барқро аз разряди подшипникҳо пешгирӣ кунад, мӯҳлати молидани ва подшипникҳоро дароз кунад ва дар ниҳоят нокомии подшипникҳоро ба вуҷуд орад. Он барои истифода дар бахшҳои гуногун, аз ҷумла мошинҳои барқӣ беҳтарин аст.
Подшипникхои керамикй дар асри двигательхои электрикй торафт бештар подшипникхои шарики пулодиро иваз мекунанд. Подшипникҳои серамикии нитриди кремний дар хонагии Xiaopeng P7, G9, Weilai ET7 ва дигар моделҳо истифода мешаванд. Масалан, дар чоҳи баромади муҳаррики аз ҷониби Tesla истифодашаванда подшипникҳои сафолӣ, подшипникҳои сафолии гибридии аз ҷониби NSK таҳияшуда ва тӯбҳои подшипникӣ аз 50 тӯби нитриди кремний истифода мешаванд.
Пресскунии изостатикии гарм (HIP) ва синтеризатсияи фишори газ (GPS) ду усули маъмултарини омодагӣ барои агломератсияи тӯби сафолии нитриди кремний мебошанд. Ин ду усул тӯбҳои сафолиро медиҳанд, ки аксар вақт дар бисёр танзимот истифода мешаванд. Нитриди кремнийи HIP нисбат ба нитриди кремнийи GPS сифатҳои олии механикӣ ва умри дарозтари хастагӣ медиҳад.
Дар айни замон, ширкатҳои маъруфи хориҷӣ ҳиссаи бозори байналхалқӣ ва самти рушдро назорат мекунанд, дар ҳоле ки корпоратсияҳои Ҷопон, Аврупо ва Амрико дар истеҳсоли молҳои баландсифати сафолӣ бартарӣ доранд. Соли 2015 дар кишвари ман таъсисёбии National Materials High-Tech Nitride Ceramics Co., Ltd.
дар технологияи истеҳсоли оммавии тӯбҳои сафолиии ба таври изостатикӣ фишурдашудаи кремний нитриди кремний ба пешравии назаррас ноил гардид, ки он аввалин ширкат дар Чин аст, ки истеҳсоли оммавии ин маводҳоро ба роҳ мондааст ва дар маҷмӯъ ширкати сеюм пас аз Toshiba дар Ҷопон ва Kustec дар Иёлоти Муттаҳида мебошад. SKF дар Шветсия, Timken дар ИМА, GMN дар Олмон ва Форса дар Испания аз ҷумлаи кишварҳое мебошанд, ки маҳсулоташ ба онҳо фиристода мешавад. Ғайр аз он, усулҳои муқоисашаванда аз ҷониби Sinoceramic Jinsheng ва дигарон барои эҷод кардани тӯбҳои нитриди кремний бо қувваи печиши 1000 МПа истифода мешаванд.
02 Субстрати сафолии нитриди кремний гузаронандаи гармии баланд
Субстратҳои керамикии нитриди кремний асосан дар агрегатҳои энергетикӣ, дастгоҳҳои нимноқилӣ ва инвертерҳои мошинҳои барқии тоза (EV) ва мошинҳои гибридии электрикӣ (HEV) истифода мешаванд ва дорои потенсиали бузурги бозор ва дурнамои татбиқ мебошанд.
Дар айни замон, барои истифодаи тиҷоратии маводҳои зеризаминии сафолии нитриди кремнийи гармидиҳии баландсифат 650 МПа, устувории шикастан 5–7 МПа·м1/2 ва гузаронии гармидиҳӣ 85 Вт/(м·К) лозим аст. Ширкатҳои Toshiba Group, Hitachi Metals, Nippon Electric Chemical, Maruwa ва Nippon Fine Ceramics ширкатҳои ибтидоӣ мебошанд, ки иқтидори истеҳсоли оммавии субстратҳои сафолии кремнийи нитриди бо гармии баландро доранд.
Илова бар ин, дар тадқиқоти ватанӣ оид ба маводи зерсохти сафолии нитриди кремний пешравиҳо ба даст оварда шуданд. Бо беҳсозии усул ва раванди синтеризатсия, Институти тадқиқоти сунъии кристалии Пекин Синома бомуваффақият як субстрати сафолии нитриди кремнийро бо қувваи каҷ аз 700-800МПа, мустаҳкамии шикастани ≥8МПа · m1 / 2 ва гузариши гармидиҳӣ ≥8W / m) омода кардааст. Субстрати сафолии нитриди кремний, ки аз ҷониби Филиали Пекини Синома High-Tech Nitride Ceramics Co., Ltd. бо истифода аз раванди рехтани лента истеҳсол шудааст, гузаронандаи гармии 100 Вт/(м·К) дорад.
Мошинҳои электрикӣ дар айни замон дар натиҷаи маъруфияти афзояндаи мошинҳои нави энергетикӣ ва рушди зеҳни сунъӣ (AI) ба иктишофӣ наздик мешаванд. Истеҳсолкунандагони мошин инчунин ба масолеҳи гуногуни сафолӣ, аз ҷумла маводи бастабандии лидар, тормозҳои сафолии карбон, MLCC-и пуриқтидор, маводи гармигузаронии сафолӣ ва ғайра таваҷҷӯҳ зоҳир карданд.
Истеҳсоли нимноқилҳо
Қонуни саноатии "як насли технология, як насли раванд, як насли таҷҳизот" саноати нимноқилҳоро идора мекунад ва пешрафтҳо дар технологияи қисмҳои дақиқ барои навсозӣ ва такрори таҷҳизоти нимноқил аҳамияти ҳалкунанда доранд. Қисмҳои сафолии дақиқтарин мавод барои қисмҳои дақиқи нимноқилҳо дар байни онҳо мебошанд. Онҳо дар як қатор равандҳои асосии истеҳсоли нимноқилҳо, аз ҷумла ҷӯйборкунӣ, рехтани буғи химиявӣ, таҳшиншавии буғи физикӣ ва имплантатсияи ионҳо истифода мешаванд. ба монанди дастҳои механикӣ, патронҳои электростатикӣ, лайнерҳо, рельсҳои роҳнамо ва подшипникҳо ва ғайра. Он нақшҳои устуворсозӣ, дифоъ ва парешонкуниро, махсусан дар дохили холигоҳи таҷҳизот иҷро мекунад.
Истеҳсоли нимноқилҳо Саноати нимноқилҳо қонуни саноатии «як насли технология, як насли раванд, як насли таҷҳизот» идора карда мешавад ва такмил додани технологияи қисмҳои дақиқ барои навсозӣ ва такрор кардани мошинҳои нимноқил муҳим аст. Аз ҳама маводҳое, ки барои қисмҳои дақиқи нимноқил истифода мешаванд, қисмҳои сафолии дақиқ бештар намояндагӣ мекунанд. Онҳо дар қатори дигар равандҳои муҳими истеҳсоли нимноқилҳо дар пошидани буғҳои кимиёвӣ, таҳшинкунии буғи ҷисмонӣ ва имплантатсияи ионҳо истифода мешаванд. аз қабили подшипникҳо, лайнерҳо, рельсҳои роҳнамо, патронҳои электростатикӣ ва дастҳои механикӣ, ки чанд нафарро номбар кунед. Он ҳамчун диверсификатсия, муҳофизат ва устуворӣ, махсусан дар дохили холигоҳи таҷҳизот хизмат мекунад.
Саноати сарфаи энергия ва ҳифзи муҳити зист
Тахти рохбарии сиёсати миллии «дугона карбон» тамоми сохахои саноат дар самти сарфаи энергия, кам кардани карбон, кам кардани ифлосшавй ва баланд бардоштани самаранокии он тадричан инкишоф меёбанд. Дар ин замина, саноати сафолӣ бо истеъмоли энергия ва фишорҳои ҳифзи муҳити зист рӯ ба рӯ мешавад, аммо он инчунин ба масолеҳи сафолӣ имкониятҳои нави рушдро меорад.
01 Мембранаи сафолӣ
Бо мақсади иваз кардани технологияи ҷудокунии анъанавии филтратсия, технологияи ҷудокунии мембрана бо мембранаи сафолӣ дар асл дар айни замон асосан ҳамчун раванди ҷудошавии баландсамар дар саноати коркард ва соҳаҳои махсуси коркарди об барои ҷудокунии филтратсия, консентратсияи филтратсия ва тозакунӣ ва тозакунии наҷосат истифода мешавад.
Мембранаи сафолии ҳамвор
Дар байни онҳо, моеъҳоро дар танзимоти мураккаб бо истифода аз мембранаҳои ҳамвори сафолии баландсифат филтр кардан, ҷудо кардан ва тоза кардан мумкин аст. Муқовимат ба ҳарорат ва фишори баланд, устувории қавии кимиёвӣ, самаранокии баланди филтркунӣ, эътимоднокии хуб, хароҷоти ками амалиётӣ ва нигоҳдорӣ, мӯҳлати хидматрасонӣ ва тозагии экологӣ дар тамоми давраи ҳаёт баъзе аз хусусиятҳои онҳо мебошанд. Он дар соҳаҳои канализатсияи коммуналӣ, коркарди оби тақсимшуда, коркарди оби сиёҳ ва бӯй, истифодаи дубораи об ва коркарди партовҳои парки саноатӣ ба таври васеъ истифода ва тарғиб карда шудааст. Он самти асосии рушд дар соҳаи мембранаҳои ҷудокунии сафолии баландсифат буда, доираи васеи дурнамои бозорро дорад.
Дар баробари коркарди об, идоракунии ифлосшавии ҳаво дар кишвари ман низ дар уфуқ аст. Катализатори аз ҷиҳати экологӣ тозаи оксиди нодири замин-металлӣ ба маводи мембранаи таркибии нахи сафолӣ ҳамчун мақоми дастгирӣ барои эҷоди мембранаи нахи баландҳарорат барои денитрификатсия ва тоза кардани чанг, унсури филтр бо функсияҳои ҳамгирошудаи денитрификатсия ва тозакунии чанг, ки метавонад ба тозакунии мустақими газ дар шароити ҳарорати баланд ноил шавад, бор карда мешавад.
02 Эйрогел
Рушди васеъи сабз ва камкарбон аз аэрогел, як маводи изолятсия, барои рушди бахши аэрогел потенсиали то ҳол шуниданашуда фароҳам овард. Интизор меравад, ки технологияи нави аэрогел бо рушди истеҳсолоти сабз барои эҷоди барномаҳои бештари маҳсулоти нав мутобиқи тамоюли тезтар рушди соҳаҳои сабз ҳамгиро шавад.
Аэрогел дорои зичии хеле паст, порозияи ултра баланд, шохиси шикастани паст, гузариши пасти гармӣ, импеданси пасти акустикӣ ва дигар хусусиятҳое мебошад, ки маводи сахти умумӣ надоранд. Ин хусусиятҳо онро дар соҳаҳои гармидиҳӣ, биотиббӣ, изолятсияи садо, адсорбсия ва ғайра дурнамои васеъ доранд ва потенсиали талабот дар бозор бузург аст.
Саноати биотиббй
Имплантатсияҳо ва узвҳои сунъӣ дар муассисаҳои табобатӣ дар баробари рушди ҷомеа ва беҳтар шудани зиндагии мардум бештар истифода хоҳанд шуд. Дар миллати ман, металлҳо ба монанди пӯлоди зангногир ва кобальт барои табобат ва таъмири ортопедӣ бо сабаби сифатҳои олии механикӣ ва назоратии худ истифода мешаванд; бо вуҷуди ин, мутобиқати биологии онҳо вуҷуд надорад. Аз ин рӯ, бозор ва тадқиқоти маводи пӯшиш ё биокерамика, ки солимтар ва мувофиқтаранд, босуръат васеъ мешаванд.
Аз сабаби устувории истисноии шикаста ва муқовимат ба фарсуда, сафолҳои биотиббӣ ба монанди Al2O3, ZrO2, ZTA, Si3N4 ва маводи сафолии таркибии он дар протезҳои борбардори ҷарроҳӣ, имплантатсияҳои дандонпизишкӣ, ивазкунандаи устухонҳо ва ғайра истифода мешаванд. ба сафолии шишагй. Дар байни онҳо нитриди кремний таъсири бактерицидӣ ва хосиятҳои худмолиданиро муттаҳид мекунад ва имплантатсияи он устувории устувори биологӣ дорад.
Дар соли 2022 ҳаҷми бозори ҷаҳонии маводи сафолии тиббӣ тақрибан 15 миллиард долларро ташкил медиҳад. Дар соли 2022, бозори маводи сафолии тиббӣ дар Чин тақрибан 4,5 миллиард доллари амрикоиро ташкил медиҳад. Аз онҳо сафолҳои гилхок аксариятро (тақрибан 60%) ташкил медиҳанд. Керамикаи нитриди кремний барои имплантатсияҳои ортопедӣ истифода мешавад, дар ҳоле ки сафолҳои циркония асосан дар стоматология истифода мешаванд.
Бахши аэрокосмос
Керамика пайваста бо иҷрои истисноии худ дар як қатор ҳолатҳои сахти татбиқ фарқ мекунад. Саноати ҳарбӣ ва аэрокосмикӣ ду бозорҳои маъмултарин барои сафолҳои пешрафта мебошанд. "Муқовимат ба ҳарорати баланд" ва "пинхонӣ" ду хатти асосии рушди сафолӣ дар саноати кайҳонӣ мебошанд.
Насли нави муҳаррикҳои авиатсионии ҳарбӣ ба маводи нави сохтории тобовар ба ҳарорати баланд эҳтиёҷоти афзоянда дорад, зеро потенсиали монокристалҳо, рӯйпӯшҳои монеаи гармӣ ва хунуккунии фаъоли ҳаво тадриҷан тамом мешавад. SiC/SiC-CMC ҳамчун яке аз вариантҳои беҳтарин барои маводи сохтории тобовар ба ҳарорати баланд баромад. SiC/SiC-CMC дар қисми зиёди нахи карбиди кремний мустаҳкам ва мустаҳкам карда мешавад. Муҳимтарин ашёи хоми SiC/SiC-CMC нахи карбиди кремний мебошад, ки муқовимати ҳарорат аз 1200°C боло дорад ва таваҷҷӯҳи қудратҳои авиатсиониро дар озмуни тадқиқотӣ ҷалб кардааст.
Одатан аз як муҳити азхудкунанда (абсорбент) ва маводи матритсавӣ (баъзан ҳамчун пайвандкунанда маълум аст) иборатанд, маводи азхудкунанда аз ҷумлаи муҳимтарин маводи пинҳонӣ мебошанд. Карбиди кремний компоненти асосӣест, ки барои эҷоди маводи сафолии чандбандӣ истифода мешавад; Нанозаррачаҳои сафолии ғайриорганикӣ ва маводи полимерии ғайриорганикӣ якҷоя шуда, маводи пинҳонии сафолии инфрасурх, як навъ рӯйпӯшро ташкил медиҳанд. Барои тавлиди самараноки азхудкунии мавҷи электромагнитии фарохмаҷро, нанозарраҳои сафолии ғайриорганикӣ дар матритсаи полимерии ғайриорганикӣ яксон пароканда карда мешаванд ва бодиққат назорат карда мешаванд.