الألومينا: المادة الرئيسية في سوقين شهيرين
لطالما لعبت الألومينا دورًا هامًا في الاقتصاد الوطني، باعتبارها مادة خام لصناعة الألومنيوم، ومادة مساعدة في الصناعات التقليدية كالصناعات الكيميائية والآلات. وفي الوقت الحالي، ومع الظهور المستمر والتطور السريع للصناعات الناشئة، مثل الاتصالات والطاقة الجديدة وأشباه الموصلات، والطلب المتزايد على المواد الجديدة عالية الأداء، شهدت بعض منتجات الألومينا عالية الجودة رواجًا كبيرًا. وأصبحت الألومينا، لا سيما في أسواق الطاقة الجديدة وأشباه الموصلات التي يبلغ حجمها تريليوني دولار، مادة أساسية بالغة الأهمية.
▶سوقان شعبيان
①سوق أشباه الموصلات
مع النمو المستمر للأسواق في مجالات التطبيق مثل الذكاء الاصطناعي، واتصالات الجيل الخامس، وإنترنت الأشياء، والحوسبة السحابية، والإلكترونيات الخاصة بالسيارات، والروبوتات، والطائرات بدون طيار، يشهد سوق صناعة أشباه الموصلات ازدهارًا كبيرًا.
وفقًا لبيانات من مؤسسات أبحاث سوقية متعددة، شهد سوق أشباه الموصلات نموًا ملحوظًا في عام 2024. على سبيل المثال، تُظهر بيانات إحصاءات التجارة العالمية لأشباه الموصلات (دبليو إس تي إس) أن حجم سوق أشباه الموصلات العالمي في عام 2024 قد زاد بنسبة 19% على أساس سنوي. ومن بين هذه البيانات، نما حجم سوق أشباه الموصلات الصيني بنسبة 20%، ليمثل 30% من السوق العالمية. وتتوقع دبليو إس تي إس أن ينمو السوق العالمي بنسبة 11.2% في عام 2025، وتشير إلى أنه من المتوقع أن يصل حجم مبيعات هذه الصناعة إلى تريليون دولار أمريكي بحلول عام 2030.
②سوق الطاقة الجديد
ولمعالجة أزمة الطاقة العالمية والتلوث البيئي، وتعزيز التحول المنخفض الكربون للطاقة، وتعزيز التنمية المستدامة والصحية لصناعة الطاقة الجديدة، قدمت البلدان في جميع أنحاء العالم سياسات لدعم تطوير قطاع الطاقة الجديد.
فيما يتعلق بمركبات الطاقة الجديدة، شهدت صناعة مركبات الطاقة الجديدة في الصين منذ عام 2021 نموًا تصاعديًا، حيث تجاوز نمو الإنتاج والمبيعات السنوي 30% لأربع سنوات متتالية. وفي عام 2024، تجاوز الإنتاج والمبيعات السنويان لمركبات الطاقة الجديدة حاجز العشرة ملايين لأول مرة، ليصلا إلى 12.888 مليون وحدة و12.866 مليون وحدة على التوالي، بنمو سنوي قدره 34.4% و35.5% على التوالي. وبلغت نسبة مركبات الطاقة الجديدة من إجمالي مبيعات السيارات الجديدة 40.9%، بزيادة قدرها 9.3 نقطة مئوية مقارنة بعام 2023. وتتوقع بعض المؤسسات أن يصل حجم سوق مركبات الطاقة الجديدة في الصين إلى 2.31 تريليون يوان في عام 2025.
▶تطبيقات الألومينا في صناعة أشباه الموصلات
سيراميك الألوميناتتميز هذه المكونات بخصائص ممتازة، مثل الصلابة العالية، والقوة الميكانيكية العالية، ومقاومة التآكل الفائقة، ومقاومة درجات الحرارة العالية، والمقاومة الكهربائية العالية، وأداء العزل الكهربائي الممتاز. وتلبي هذه المكونات متطلبات الأداء المعقدة لتصنيع أشباه الموصلات في بيئات خاصة، مثل الفراغ ودرجات الحرارة العالية، وتلعب دورًا أساسيًا في خطوط إنتاج أشباه الموصلات. وتغطي تطبيقاتها جميع معدات تصنيع أشباه الموصلات تقريبًا، وهي مكونات أساسية في هذه المعدات.
يتم تصنيف مكونات السيراميك الألومينا حسب التطبيق، بشكل أساسي إلى أنواع الحلقات الدائرية والأسطوانات، وأنواع توجيه تدفق الهواء، وأنواع الوحدات، وما إلى ذلك.
أنواع الحلقات الدائرية والأسطوانات
في عملية النقش، لتقليل تلوث الرقاقة أثناء النقش البلازمي، يتم اختيار طلاءات الألومينا عالية النقاء أو سيراميك الألومينا ذات المقاومة القوية للتآكل كمواد واقية لغرفة النقش والبطانة الداخلية للغرفة.
أنواع توجيه تدفق الهواء
في عملية تنظيف البلازما، تُستخدم غازات أكالة تحتوي على عناصر هالوجينية عالية التفاعل، مثل الفلور والكلور. تُصنع فوهات الغاز عادةً من سيراميك الألومينا، الذي يتميز بخصائص مثل مقاومة البلازما العالية، وقوة العزل الكهربائي، ومقاومة التآكل القوية لغازات المعالجة والمنتجات الثانوية. كما تتميز ببنية مسامية داخلية دقيقة للتحكم الدقيق في تدفق الغاز.
نوع الوحدة
في عمليات الترسيب، مثل التقنيات المتقدمة مثل الترسيب الفيزيائي للبخار (الترسيب الفيزيائي للبخار)، والترسيب الكيميائي للبخار (أمراض القلب والأوعية الدموية)، والتلميع الميكانيكي الكيميائي (سي إم بي)، تُستخدم المكونات المصنوعة من سيراميك الألومينا أيضًا في المقابض الكهروستاتيكية، والسخانات الخزفية، وطاولات التلميع، وألواح التلميع، والغرف، والأجزاء المعالجة الأخرى.
▶تطبيقات الألومينا في صناعة الطاقة الجديدة
☛مواد الكاثود
في مواد الكاثود لبطاريات الليثيوم أيون، يمكن للطلاء السطحي للألومينا تحسين معدل الاحتفاظ بالسعة والأداء طويل الدورة والاستقرار الحراري لمواد الكاثود بشكل فعال.
☛مواد الأنود
يمكن طلاء الألومينا ليس فقط على الفاصل، بل أيضًا على سطح الأنود. يُحسّن طلاء الألومينا استقرار واجهة الأنود، ويُقلل من فقدان الليثيوم النشط، ويُعزز قدرة بطاريات أيونات الليثيوم على الاحتفاظ بالشحنة وأداء دوراتها.
☛الإلكتروليت
وجدت الدراسات أن إضافة كمية معينة من مسحوق الألومينا إلى الإلكتروليت يمكن أن يحسن بشكل فعال توصيل الإلكتروليت، ويقلل من مقاومة نقل الشحنة، ويعزز الأداء الكهروكيميائي لبطاريات الليثيوم أيون.
▶ملخص
بالإضافة إلى ما سبق، فإن تطبيقات الألومينا في صناعات الطاقة الجديدة وأشباه الموصلات تتجاوز ذلك بكثير. على سبيل المثال، المكونات الخزفية مثل المرحلات والصمامات وحلقات الختم في مركبات الطاقة الجديدة. في صناعات الطاقة الجديدة وأشباه الموصلات، تواجه هذه الصناعات تحديات مشتركة في الإدارة الحرارية. فبالإضافة إلى دورها في الإدارة الحرارية كركائز لتبديد الحرارة، تُستخدم الألومينا أيضًا غالبًا كحشو موصل للحرارة في صناعة معاجين وجل موصل للحرارة ومواد أخرى لتبديد الحرارة، مما يؤدي دورًا رئيسيًا. باختصار، تتمتع مواد الألومينا بآفاق تطبيقية واسعة في سوقي صناعات الطاقة الجديدة وأشباه الموصلات الرائدتين.