Когда слышишь 'производители отличного порошка карбида кремния', первое, что приходит в голову — это однородная мелкая фракция с идеальными абразивными свойствами. Но на деле даже у проверенных поставщиков вроде АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния бывают партии, где форма частиц оставляет желать лучшего. Я помню, как в 2018 мы закупили якобы 'премиальный' порошок у одного китайского производителя, а в итоге получили материал с высоким содержанием свободного углерода — пришлось перерабатывать почти 40% партии. Именно поэтому сейчас мы тщательно проверяем не только химический состав, но и историю сырья, из которого сделан карбид.
Многие думают, что главное в производстве карбида кремния — это просто нагреть кварцевый песок с коксом до 2000°C и готово. Но если бы всё было так просто... На самом деле, даже у таких гигантов, как АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния, есть свои секреты подготовки шихты. Я лично видел, как их технологи варьируют соотношение нефтяного кокса и кварцита в зависимости от влажности сырья — кажется, мелочь, но именно это влияет на стабильность гранулометрического состава готового продукта.
Кстати, о стабильности: мы как-то пробовали работать с порошком, где производитель сэкономил на системе магнитной сепарации. В итоге — микроскопические включения железа, которые полностью испортили керамические покрытия для трёх партий дисков. Пришлось разрывать контракт, хотя по цене материал казался очень выгодным. Теперь всегда спрашиваю у поставщиков про оборудование для очистки — если видят, что покупатель разбирается в процессе, сразу предлагают более качественные варианты.
Ещё один момент, который часто упускают — это контроль температуры в зоне реакции. Недостаточный нагрев приводит к образованию α-карбида кремния с неправильной кристаллической решёткой, а перегрев — к спеканию частиц. В АО Ланьчжоу Хуая, если верить их техотчётам, используют многоточечные термопары вдоль всей печи, но я сомневаюсь, что это даёт равномерный контроль. Возможно, поэтому у них иногда встречаются партии с разбросом твёрдости до 15%.
Казалось бы, что сложного в транспортировке порошка? Но именно здесь кроются самые неожиданные проблемы. Мы как-то получили партию от АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния через порт Восточный — материал был отличный, но из-за конденсата в контейнере частицы слиплись в комья. Пришлось устанавливать дополнительное вибросито, хотя по спецификации материал должен был быть сразу готов к использованию.
Сейчас многие производители переходят на биг-бэги с трёхслойным покрытием, но и это не панацея. Особенно для мелких фракций F240 и мельче — статическое электричество заставляет порошок прилипать к стенкам, и ты теряешь до 5% материала при перегрузке. Кстати, на сайте https://www.lzhy.ru они пишут про 'специальную антистатическую упаковку', но на практике это обычные полипропиленовые мешки с добавкой графита. Работает, но не так идеально, как обещают.
Температурный режим при хранении — отдельная головная боль. Летом 2021 мы хранили партию карбида в ангаре без кондиционирования, днём температура поднималась до 45°C. В итоге порошок F600 изменил цвет с зелёного на сероватый — окисление, хоть и минимальное, но абразивные свойства ухудшились. Теперь только склад с контролем влажности и температуры, даже если это увеличивает стоимость на 3-4%.
В технической документации обычно пишут общие фразы вроде 'для абразивной обработки' или 'производство огнеупоров'. Но на практике выбор карбида кремния зависит от десятков нюансов. Например, для резки кремниевых пластин нужен порошок с минимальным содержанием примесей — даже 0.1% железа может испортить всю партию пластин. А вот для шлифовки литейных форм можно брать материал попроще, но с более стабильной гранулометрией.
Мы как-то пробовали использовать дешёвый китайский карбид для wire saw — катастрофа. Частицы были не кубической, а игольчатой формы, что приводило к заклиниванию в суспензии. Пришлось срочно переходить на материал от АО Ланьчжоу Хуая, хотя он на 20% дороже. Зато стабильность реза — плюс-минус 2 микрона на 100 мм, как и заявлялось в спецификации.
Интересный случай был с теплоотводящими покрытиями — теоретически карбид кремния должен работать идеально, но на практике его теплопроводность сильно зависит от чистоты. Мы тестировали образцы от пяти производителей, включая АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния, и разброс был до 40% при заявленных 'одинаковых' характеристиках. Оказалось, дело в способе синтеза — Acheson даёт более стабильные результаты, но дороже.
Цена — не всегда показатель качества, но в случае с карбидом кремния слишком дешёвый материал почти всегда означает проблемы. Мы вели переговоры с производителем, который предлагал порошок на 30% дешевле рыночной цены — вскрылось, что они используют восстановленный графит вместо кокса, что резко снижает термостойкость готового продукта.
С другой стороны, и переплачивать за 'бренд' не всегда разумно. АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния, основанная ещё в 2004 году, конечно, имеет репутацию, но их цены на мелкие фракции иногда завышены. Особенно если сравнивать с некоторыми корейскими производителями, которые используют более современные печи с точным контролем атмосферы.
Сейчас мы пришли к гибридной модели — основные объёмы берём у проверенных поставщиков вроде упомянутой компании, но 10-15% закупаем у новых производителей для тестирования. Так в прошлом квартале нашли молодую турецкую компанию, у которой зелёный карбид F320 почти не уступает по качеству, но на 12% дешевле. Правда, с логистикой пока сложности — доставка занимает почти 45 дней против 20 у китайцев.
Если говорить о будущем, то классический карбид кремния постепенно вытесняется модифицированными составами. Например, легирование бором или алюминием меняет электропроводность, что открывает новые применения в электронике. АО Ланьчжоу Хуая вроде бы экспериментирует с такими составами, но пока не видно коммерческих предложений на их сайте https://www.lzhy.ru.
Ещё одно направление — нанопорошки. Технически это тот же карбид кремния, но с размером частиц до 100 нм. Проблема в том, что стоимость производства пока слишком высока для массового применения, хотя для специальных покрытий уже используют. Мы тестировали образец — впечатляющие результаты по износостойкости, но цена в 15 раз выше обычного порошка.
Лично я считаю, что в ближайшие 5 лет нас ждёт консолидация рынка. Мелкие производители не выдержат ужесточения экологических норм — производство карбида кремния довольно 'грязное', требует серьёзных фильтров и систем очистки. Крупные игроки вроде АО Ланьчжоу Хуая Карбид Кремния выживут, но им придётся инвестировать в модернизацию. Кстати, на их основном производстве до сих пор работают печи Acheson 1970-х годов, просто модернизированные — это и плюс (отработанная технология), и минус (высокие энергозатраты).
