சிராய்ப்புத் துறையில் அலுமினா தூளின் புரட்சிகரமான பங்கு
சிராய்ப்புப் பட்டறைகளில் பணிபுரிந்தவர்களுக்கு, அதிகக் கடினத்தன்மை கொண்ட பொருட்களைக் கையாள்வது ஒரு பெரும் தலைவலி என்பது தெரியும் – அரைக்கும் சக்கரத்திலிருந்து வரும் தீப்பொறிகள், வேலை செய்யும் இடத்தில் ஏற்படும் கீறல்கள், மற்றும் உற்பத்தி விகிதத்தில் ஏற்படும் சரிவு. முதலாளியின் முகம் பானையின் அடியை விடக் கருமையாக இருக்கும். அந்த வெள்ளைப் பொடி நீங்கும் வரை...அலுமினா தூள்போர்க்களத்தில் விரைந்து நுழைந்த அது, தேய்ப்புத் தொழிலை ஒரு புதிய சகாப்தத்திற்குள் இழுத்துச் சென்றது. இன்று, இந்த சாதனம் ஏன் நவீனத் தொழில்துறையின் “அரைக்கும் மீட்பராக” மாறியுள்ளது என்பதைப் பற்றிப் பேசுவோம்!
1. திறமையானவர்: சிராய்ப்புத் துறையில் ஒரு “அறுகோணப் போர்வீரர்”
அலுமினா தூள், இந்தச் சோற்றை விழுங்கும் ஒரு கடினமான ஆளாகப் பிறந்துள்ளது. அதன் மூன்று வலிமையான பண்புகள் அதன் போட்டியாளர்களை நேரடியாக நசுக்குகின்றன:
கடினத்தன்மை அதிகம்: மோஸ் கடினத்தன்மை 9.0-இல் தொடங்குகிறது, இது வைரத்திற்கு அடுத்தபடியாக உள்ளது. குவாங்டாங்கில் உள்ள ஒரு கருவித் தொழிற்சாலை அளவிட்டதாவது: அதிவேக எஃகை வெட்டும்போது, அலுமினா அரைக்கும் சக்கரங்களின் ஆயுட்காலம், சாதாரண உராய்வுக் கருவிகளை விட 3 மடங்கு அதிகம். முதியவர் ஹுவாங் தன் வாயில் சிகரெட்டுடன் கூறினார்: “நான் கலப்பு எஃகை வெட்டும்போது அரைக்கும் சக்கரத்தை மூன்று முறை மாற்றுவேன், ஆனால் இப்போது என்னால் மூச்சு விடாமல் அதை முழுவதுமாகச் செய்ய முடிகிறது!”
வியக்கத்தக்க தூய்மை: 99.6% α-Al₂O₃ உள்ளடக்கம், இரும்பு அசுத்தங்கள் 0.01%க்கும் குறைவாகக் குறைக்கப்பட்டுள்ளன. ஷாங்காய் குறைக்கடத்தித் தொழிற்சாலை ஒரு இழப்பைச் சந்தித்தது: இரும்பு கலந்த தேய்ப்புப் பொருட்களைப் பயன்படுத்தி வேஃபர்களை மெருகூட்டியபோது, மூன்று மாதங்களுக்குப் பிறகு அதன் மேற்பரப்பு அம்மைத் தழும்புகள் போலக் காட்சியளித்தது; அலுமினா தூளைப் பயன்படுத்திச் செயலாக்கியபோது, அது அமிலக் குளியல்களிலும்கூட நிறம் மாறவில்லை.
இதன் வெப்ப நிலைத்தன்மை அபாரமானது: உருகுநிலை 2050℃, வெப்ப விரிவாக்கக் குணகம் 4.8×10⁻⁶/℃ என்ற மிகக் குறைந்த அளவில் உள்ளது. கிங்டாவோவில் உள்ள ஒரு ராக்கெட் முனைத் தொழிற்சாலை, உயர்-வெப்பநிலை உலோகக் கலவைகளை அரைக்க இதைப் பயன்படுத்துகிறது, மேலும் 1500℃ சூழலில் இதன் அளவு மாறுபாடு ஒரு முடியின் விட்டத்தை விட 6 மடங்குக்கும் குறைவாக உள்ளது.
இன்னும் ஆச்சரியமான விஷயம் என்னவென்றால், அது தன் வடிவத்தை 72 முறை மாற்றிக்கொள்ளும் திறன் கொண்டது – மைக்ரான் அளவிலான தட்டையான துகள்களிலிருந்து நானோ அளவிலான கோள வடிவப் பொடி வரை, நீங்கள் விரும்பியபடி அதை வட்டமாகவோ அல்லது தட்டையாகவோ மாற்றிக்கொள்ளலாம், மேலும் இது எல்லா விதமான கீழ்ப்படியாமைகளையும் குணப்படுத்துவதற்காகவே பிரத்யேகமாக வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது!
2. புரட்சிகரமான களம்: மூன்று முக்கிய போர்க்களங்களில் “அணு வெடிப்புக்கு நிகரான செயல்திறன்”
குறைக்கடத்திப் பட்டறை: நானோ-நிலை எம்பிராய்டரித் திறன்கள்
சிலிக்கான் வேஃபர் மெருகூட்டல்: தட்டையான அலுமினா நுண்தூள், சறுக்குவது போல சிலிக்கான் வேஃபரின் மேற்பரப்பில் வழுக்கிச் செல்கிறது. இதனால், பாரம்பரிய உருட்டல் முறைக்குப் பதிலாக வழுக்கி அரைக்கும் முறையைப் பயன்படுத்துவதால், கீறல் ஏற்படும் விகிதம் 70% குறைகிறது. SMIC-இன் நிபுணர் வியந்து கூறினார்: “இந்த வேலைப்பாடு எம்பிராய்டரியை விட மிகவும் நேர்த்தியானது!”
சிலிக்கான் கார்பைடு சில்லு: நானோ-அலுமினா மெருகூட்டும் திரவம் சில்லுவின் இடைவெளிக்குள் துளையிடுகிறது, மேலும் குவாண்டம் சுரங்க விளைவின் மூலம் வெப்பச் சிதறல் திறன் மேம்படுத்தப்பட்டு, உற்பத்தி விகிதம் 99.98% ஆக உயர்கிறது. திட்டப் பொறியாளர் எலக்ட்ரான் நுண்ணோக்கிப் படத்தைத் தட்டிக்கொடுத்து, “இந்தத் துல்லியம் மிகவும் அதிகம், இதன் மீது ஒரு கொசு நின்றால்கூட கால்களை அகட்டி உட்கார வேண்டியிருக்கும்!” என்று பெருமிதத்துடன் கூறினார்.
நீலக்கல் அடித்தளம்: சப்மைக்ரான் அலுமினா, LED அடித்தளத்தை Ra<0.3nm அளவிற்கு மெருகேற்றுகிறது, இது கண்ணாடியை விட மென்மையானது. டோங்குவான் ஒளியியல் மின்னணுவியல் தொழிற்சாலையின் தலைவர் மகிழ்ச்சியுடன் கூறினார்: “இப்போது நாங்கள் ஐபோன் லென்ஸ்களைத் தயாரிக்கிறோம், ஆப்பிள் ஆய்வாளர்களால் அவற்றில் எந்தக் குறையையும் கண்டுபிடிக்க முடியவில்லை!”
வாகனப் பட்டறை: ஆன்லைனில் செலவைக் குறைக்கும்
விண்வெளி: தீவிர சவால் வல்லுநர்கள்
டர்பைன் பிளேடு பள்ளம் மற்றும் மர இணைப்பு வேலைப்பாடு:அலுமினா அரைக்கும் சக்கரம்இது நிக்கல் அடிப்படையிலான கலப்புலோகத்தில் இயங்குகிறது, மேலும் 2200 ஆர்பிஎம் வேகத்தில் இயங்கும்போது 100 மணி நேரம் வரை அதன் சக்தி குறையாமல் தாங்கும். சோதனை ஓட்டுநர் லாவோ லி கண்காணிப்புத் திரையை உற்றுப் பார்த்துக்கொண்டே, “இந்த தேய்மானத் தடுப்புத் திறனுடன், மஸ்க் கூட சிகரெட்டுகளைக் கொடுக்க வேண்டியிருக்கும்!” என்று கத்தினார்.
ராக்கெட் முனையின் உள்சுவர் மெருகூட்டல்: நானோ பூச்சு கொண்ட அலுமினா தூள், சொரசொரப்பை Ra0.01μm ஆகக் குறைக்கிறது, மேலும் எரிபொருள் செயல்திறன் 8% மேம்படுத்தப்படுகிறது. தலைமைப் பொறியாளர் சிவந்த கண்களுடன் கூறினார்: “இந்த ஒரு பொருளால் மட்டுமே ஒவ்வொரு ஆண்டும் மூன்று டன் எரிபொருளைச் சேமிக்க முடியும்!”
3. உள்நாட்டு உற்பத்தியின் எதிர் தாக்குதல்: “சிக்கலான நிலை” முதல் “கை மல்யுத்தம்” வரை
உள்நாட்டு அலுமினா சிராய்ப்புகள் ஒரு காலத்தில் ஒரு "சோகமான கதையாக" இருந்தன – மோசமான தேய்மான எதிர்ப்புத்திறன், நிலையற்ற தொகுப்புகள், பரு சூப் போன்ற நானோ தூள் திரட்சி, மற்றும் உயர்தர சந்தை அமெரிக்க மற்றும் ஜப்பானிய நிறுவனங்களால் ஏகபோகமாக்கப்பட்டிருந்தது¹³. ஆனால் குறைக்கடத்தி உள்ளூர்மயமாக்கலின் அலை ஒரு ஜெடி எதிர்த்தாக்குதலை கட்டாயப்படுத்தியது:
தூய்மைத் தாக்குதல்: லூயாங்கில் உள்ள ஒரு தொழிற்சாலை, மின்வில் உலை மூலம் அறிவார்ந்த வெப்பநிலைக் கட்டுப்பாட்டை உருவாக்கியுள்ளது. இதில், ஆல்ஃபா கட்ட மாற்ற விகிதம் 99.95%-ஐ எட்டியுள்ளதுடன், இதன் தூய்மை ஜப்பானின் ஷோவா டென்கோவிற்குச் சமமாக உள்ளது.
துகள் அளவு குறித்த தத்துவார்த்த ஆய்வு: ஜெஜியாங் நிறுவனங்கள், துகள் அளவுப் பரவலை ±0.1μm துல்லியத்திற்குள் கட்டுப்படுத்த, செயற்கை நுண்ணறிவு டர்பைன் வகைப்படுத்திகளைப் பயன்படுத்துகின்றன. பொருட்களை ஆய்வு செய்த கொரிய வாடிக்கையாளர்கள், “இந்தத் தரவு கண்டறியும் கருவியை விட மிகவும் துல்லியமானது!” என்று கூறி வியப்பில் ஆழ்ந்தனர்.
கழிவு மறுபிறப்பு: ஷான்டாங் தளம் கழிவுகளை நசுக்கி மறுசுத்திகரிக்கிறதுஅரைக்கும் சக்கரங்கள்மேலும், கலவை விகிதம் 30% ஆகக் குறைக்கப்பட்டதால், செலவு 40% குறைந்தது. பட்டறையின் இயக்குநரான லாங் சோ, சிரித்துக்கொண்டே கடிந்துகொண்டார்: “முன்பு நஷ்டத்தில் அப்புறப்படுத்தப்பட்ட குப்பைகள், இப்போது புதிய மூலப்பொருட்களை விட மதிப்புமிக்கதாகிவிட்டன!”
4. எதிர்காலப் போர்க்களம்: மூன்று முக்கியப் போக்குகள் நிலையானவை.
நானோ-நிலை கட்டுப்பாடு: ஹெஃபே ஆய்வகம், நுண்ணிய தூள்களுக்கு ஒரு “கவசத்தை” இட்டு, அவை ஒன்றாகக் குவியும் சிக்கலைத் தீர்ப்பதற்காக, அணு அடுக்கு படிவுத் தொழில்நுட்பம் எனப்படும் ஒரு புதிய தொழில்நுட்பத்தைக் கண்டுபிடித்துள்ளது. அந்த ஆய்வாளர் மாதிரியை உயர்த்திப் பிடித்து, “இப்போது சிப் பாலிஷிங், மெழுகு பூசுவதை விட மென்மையாக இருக்கிறது!” என்று பெருமிதத்துடன் கூறினார்.
பசுமைப் புரட்சி: சோங்கிங் ஆலை, ஆண்டுதோறும் 300 டன் அபாயகரமான கழிவுகள் வெளியேற்றப்படுவதைக் குறைப்பதற்காக, கழிவு அமில மீட்பு முறையைப் பயன்படுத்துகிறது. சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்புப் பணியகத்தைச் சேர்ந்தவர்கள் இங்கு வருகை தந்து, "நீங்கள் கழிவுநீர் சுத்திகரிப்பு ஆலையின் வேலையை நிறுத்தப் போகிறீர்கள்!" என்று பாராட்டித் தெரிவித்தனர்.
திறன்மிகு அரைக்கும் கருவிகள்: செங்சோவிலுள்ள ஒரு தொழிற்சாலை, அரைக்கும் சக்கரத்தின் அளவுருக்களை நிகழ்நேரத்தில் சரிசெய்வதற்காக, அதில் ஒரு அழுத்த உணரியைப் பொருத்தியுள்ளது. 1990-களில் பிறந்த தொழில்நுட்ப வல்லுநரான சியாவோ லியு, விசைப்பலகையில் தட்டச்சு செய்துகொண்டே பெருமிதத்துடன் கூறினார்: “இப்போது அளவுருக்களைச் சரிசெய்வது விளையாடுவதை விட எளிதாகிவிட்டது, மேலும் உற்பத்தி விகிதம் 99.8%-ஐ எட்டியுள்ளது!”