Os principais gargalos tecnológicos enfrentados pela indústria de eletrodos de grafite são os seguintes:
Pureza e Estabilidade de Desempenho: A fabricação de semicondutores exige níveis de pureza extremamente altos para grafite de alta pureza (normalmente acima de 99,999%). No entanto, as empresas nacionais ainda enfrentam desafios no controle rigoroso de impurezas e na garantia da estabilidade dos lotes durante a produção em larga escala, o que leva à dependência de importações para alguns produtos de ponta. Por exemplo, a fabricação de chips com processo de 3 nm requer grafite de altíssima pureza com teor de cinzas ≤ 5 ppm como material de campo térmico. Se a pureza não atender ao padrão, os íons de impureza podem causar um aumento na taxa de vazamento do wafer em mais de 300%.
Precisão e custo de usinagem: O grafite usado em semicondutores precisa possuir características de usinagem de alta precisão (como aquecedores e cadinhos na fabricação de wafers). No entanto, as empresas nacionais estão atrás de líderes internacionais como a alemã SGL e a japonesa Toyo Tanso em tecnologias de moldagem e tratamento de superfície de alta precisão, resultando em custos de usinagem mais elevados.
Pressão ambiental: O custo do tratamento de águas residuais ácidas geradas durante a purificação do grafite aumentou drasticamente, pressionando algumas pequenas e médias empresas a limitar a produção devido ao investimento insuficiente em equipamentos de proteção ambiental. Os custos de tratamento de águas residuais representam mais de 20% dos custos de produção, reduzindo ainda mais as margens de lucro.
Dependência de equipamentos importados de alta tecnologia: Equipamentos essenciais, como fornos de altíssima temperatura, dependem de importações, o que limita a autonomia das empresas nacionais em pesquisa e desenvolvimento tecnológico e expansão da capacidade produtiva, mantendo os custos de produção elevados.
Qualidade e estabilidade da matéria-prima: Existe uma lacuna na qualidade e estabilidade das matérias-primas nacionais utilizadas na produção de eletrodos de grafite de ultra-alta potência em comparação com as matérias-primas estrangeiras. As matérias-primas estrangeiras oferecem fontes estáveis e qualidade confiável, enquanto as matérias-primas nacionais têm dificuldades em atender às demandas de produtos de alta tecnologia.
Desafios do Controle de Processos:
- Pontos de medição de temperatura incorretos: Isso afeta o controle de temperatura durante a produção, impactando assim a qualidade do produto.
- Problemas com o material de enchimento: O uso de materiais úmidos como enchimento ou a utilização de partículas de enchimento com granulometria muito fina ou muito grossa afeta a densidade e a resistência dos produtos.
- Problemas com o aglutinante: Muitos fabricantes têm conhecimento insuficiente sobre aglutinantes, concentrando-se apenas no ponto de amolecimento sem verificar outros indicadores. Além disso, durante a produção, o aglutinante é simplesmente derretido sem um processo de sedimentação, o que leva a um grande número de produtos defeituosos durante a moldagem e a queima.
- Problemas de mistura: Variações significativas nos materiais das partículas dificultam a garantia da estabilidade da pasta. Quantidades excessivas de mistura, pó muito fino, uso inadequado de pó para coleta de poeira e formulações com tamanho de partícula inadequado afetam a uniformidade e o desempenho dos produtos.
- Problemas de mistura: Questões como a mistura com materiais úmidos, sistemas de tubulação de óleo com condução de calor inadequada e temperaturas de mistura impróprias, tempos de mistura a seco excessivamente longos, espaçamento inadequado entre a pá de mistura e o fundo do recipiente, tamanhos de fragmentos de matéria-prima excessivamente grandes e adição excessiva de aglutinantes afetam a uniformidade e a qualidade dos materiais misturados.
- Problemas na moldagem por extrusão: O uso de prensas pequenas para extrudar produtos de grandes dimensões, a ausência de extração a vácuo, a falta de cisalhamento sincronizado e a falha na substituição oportuna de revestimentos desgastados levam a desvios dimensionais e defeitos internos nos produtos.
- Problemas de impregnação: A limpeza inadequada dos produtos assados, temperaturas de pré-aquecimento irregulares e extração a vácuo deficiente afetam a densidade e o desempenho dos produtos.
- Problemas de grafitização: Questões como sobrecarga do forno, parâmetros do transformador incompatíveis com o tamanho do forno e pressões de pré-aperto inadequadas durante a grafitização interna da bobina afetam o grau de grafitização e o desempenho dos produtos.
- Problemas de usinagem do produto acabado: Problemas como baixa rigidez dos tornos e incompatibilidade entre os corpos dos eletrodos de grafite e os conectores resultam em precisão de usinagem insuficiente, tornando os produtos propensos a quebras durante o uso.
Data da publicação: 19 de agosto de 2025