Cales son os principais obstáculos técnicos aos que se enfronta a industria dos eléctrodos de grafito?

Os principais obstáculos tecnolóxicos aos que se enfronta a industria de eléctrodos de grafito son os seguintes:

Pureza e estabilidade do rendemento: A fabricación de semicondutores require niveis de pureza extremadamente altos para o grafito de alta pureza (normalmente máis do 99,999%). Non obstante, as empresas nacionais aínda enfróntanse a desafíos para controlar estritamente as impurezas e garantir a estabilidade dos lotes durante a produción a grande escala, o que leva á dependencia das importacións para algúns produtos de gama alta. Por exemplo, a fabricación de chips de proceso de 3 nm require grafito de pureza ultra alta cun contido de cinzas de ≤5 ppm como material de campo térmico. Se a pureza non cumpre co estándar, os ións de impureza poden provocar que a taxa de fugas da oblea aumente en máis do 300%.

Precisión e custo de mecanizado: o grafito empregado en semicondutores debe posuír características de mecanizado de alta precisión (como quentadores e crisois na fabricación de obleas). Non obstante, as empresas nacionais están por detrás dos líderes internacionais como a alemá SGL e a xaponesa Toyo Tanso en tecnoloxías de moldeo de alta precisión e tratamento de superficies, o que resulta en custos de mecanizado máis elevados.

Presión ambiental: O custo do tratamento das augas residuais ácidas xeradas durante a purificación do grafito aumentou drasticamente, o que exerce presión sobre algunhas pequenas e medianas empresas para limitar a produción debido ao investimento insuficiente en equipos de protección ambiental. Os custos do tratamento das augas residuais representan máis do 20 % dos custos de produción, o que reduce aínda máis as marxes de beneficio.

Dependencia de equipos importados de alta gama: Os equipos clave, como os fornos de temperatura ultraalta, dependen das importacións, o que limita a autonomía das empresas nacionais na investigación e desenvolvemento tecnolóxico e na expansión da capacidade, e mantén altos os custos de produción.

Calidade e estabilidade das materias primas: Existe unha diferenza na calidade e estabilidade das materias primas nacionais empregadas para producir eléctrodos de grafito de potencia ultra alta en comparación coas súas contrapartes estranxeiras. As materias primas estranxeiras ofrecen fontes estables e unha calidade fiable, mentres que as materias primas nacionais teñen dificultades para satisfacer as demandas dos produtos de alta gama.

Desafíos de control de procesos:

• Puntos de medición de temperatura incorrectos: isto afecta o control da temperatura durante a produción, o que repercute na calidade do produto.
• Problemas co material de recheo: o uso de materiais húmidos como recheos ou o uso de tamaños de partículas de recheo demasiado finos ou grosos afecta á densidade e á resistencia dos produtos.
• Problemas co aglutinante: Moitos fabricantes non coñecen ben os aglutinantes, centrándose só no punto de abrandamento sen comprobar outros indicadores. Ademais, durante a produción, o aglutinante só se funde sen un proceso de sedimentación, o que leva a un gran número de produtos defectuosos durante o moldeo e a cocción.
• Problemas de mestura: As variacións significativas nos materiais das partículas dificultan garantir a estabilidade da pasta. Cantidades excesivas de mestura, po demasiado fino, uso inadecuado de po de recollida de po e formulacións de tamaño de partícula irracionais afectan á uniformidade e ao rendemento dos produtos.
• Problemas de mestura: Problemas como a mestura con materiais húmidos, sistemas de tubaxes de aceite con condución de calor e temperaturas de mestura irracionais, tempos de mestura en seco excesivamente longos, espazado inadecuado entre a lámina de axitación e o fondo do recipiente, tamaños de fragmentos brutos demasiado grandes e a adición excesiva de aglutinantes afectan á uniformidade e á calidade dos materiais mesturados.
• Problemas de moldeo por extrusión: o uso de prensas pequenas para extruir produtos de gran tamaño, a ausencia de extracción ao baleiro, a falta de cizallamento sincronizado e a falta de substitución oportuna dos revestimentos desgastados provocan desviacións dimensionais e defectos internos nos produtos.
• Problemas de impregnación: unha limpeza inadecuada dos produtos cocidos, as temperaturas de prequecemento irregulares e unha extracción ao baleiro deficiente afectan á densidade e ao rendemento dos produtos.
• Problemas de grafitización: Problemas como a carga excesiva do forno, os parámetros do transformador que non coinciden co tamaño do forno e as presións de preaperte irracionais durante a grafitización interna da cadea afectan o grao de grafitización e o rendemento dos produtos.
• Problemas de mecanizado de produtos acabados: problemas como a mala rixidez dos tornos e os desaxustes entre os corpos dos eléctrodos de grafito e os conectores provocan unha precisión de mecanizado insuficiente, o que fai que os produtos sexan propensos a romperse durante o uso.