Bugün, Hainuo Technology'nin yüksek performanslı içi boş cam mikroküreleri bir kez daha *Bilim ve Teknoloji Günlüğü*'nde “Yenilikçi Çin · Önemli Yeni Ürün” olarak öne çıkarıldı!
Çin'de bağımsız fikri mülkiyet haklarına sahip olan ve endüstriyel ölçekte üretim gerçekleştiren ilk şirket olan Hainuo Technology'nin tescilli üretim süreci, uluslararası tekeli başarıyla kırarak yerli ikamenin hızını artırdı.
Raporun tam metni aşağıda yer almakta olup sizi bu "Çin hafif malzemeler" girişiminin müthiş yeteneklerine tanık olmaya davet etmektedir.
Yakın zamanda Çin Ulusal Fikri Mülkiyet İdaresi, Shanxi Hainuo Technology Co., Ltd.'nin (bundan böyle "Shanxi Hainuo" olarak anılacaktır) yer aldığı "Ulusal Fikri Mülkiyet Gösterim İşletmeleri Aday Listesi (2025–2027)"ni yayınladı. Bağımsız fikri mülkiyet haklarına sahip olan ve yüksek performanslı içi boş cam mikrokürelerin (bundan sonra "içi boş mikroküreler" olarak anılacaktır) endüstriyel ölçekte üretimini gerçekleştiren ilk yerli kuruluş olan Shanxi Hainuo'nun tescilli üretim süreci, uluslararası tekelleri aştı.
Şirketin başkanı Shen Pengzhan, "On yıldan fazla süren yoğun araştırma ve geliştirmenin ardından, içi boş mikroküreler için başarılı bir üretim süreci geliştirdik" diye açıkladı. "Bu işlem kullanılarak üretilen içi boş mikrokürelerin kapsamlı performansı, uluslararası düzeyde ileri seviyelere ulaştı; bazı modeller, basınç dayanımı ve parçacık boyutu dağılımı gibi temel göstergelerde dünyaya liderlik ediyor."
İçi boş mikroküreler, alkali-kireç borosilikat camdan yapılmış mikron boyutunda içi boş kürelerdir; inert bir gazla doldurulmuşlardır, son derece ince bir dış duvara sahiptirler ve son derece hafif olmasına rağmen basınca karşı oldukça dirençlidirler. Otuz sekiz milyon içi boş mikroküre yalnızca 1 gram ağırlığındadır ve maksimum basınç dayanımı 180 megapaskalın üzerindedir. Hafif ancak yüksek mukavemetli, termal olarak yalıtkan, korozyona dayanıklı ve düşük dielektrik sabitine sahip olma gibi temel özellikleri sayesinde içi boş mikroküreler, geniş bir uygulama yelpazesiyle ileri kompozit malzeme endüstrisi zincirinde vazgeçilmez bir anahtar malzeme haline geldi.
Açık denizde petrol çıkarımı için gerekli olan özel malzemeler
Son zamanlarda, Çin Ulusal Açık Deniz Petrol Şirketi'nin (CNOOC) Güney Çin Denizi'nin doğusundaki operasyonel üssünde sondaj boruları bir kilometreden fazla derinliğe doğru ilerliyordu. Sahadaki operatörler, sondaj tamamlandıktan sonra içi boş mikroküreler içeren çimento bulamacının kuyu deliği ile çevredeki kaya oluşumu arasındaki halka şeklindeki boşluğa enjekte edileceğini, böylece çimentolama kalitesini artıran ve petrol ve gaz gelişiminin güvenliğini sağlayan düşük yoğunluklu, yüksek basınç dayanımına sahip bir çimento halkası oluşturulacağını açıkladı.
Shen Pengzhan, "Bu, derin denizde petrol ve gaz arama ve geliştirmede çok önemli bir aşamadır. Derin su çimentolamada, geleneksel yüksek yoğunluklu çimento bulamacının kullanımı, kırılgan deniz tabanı oluşumlarını kolayca kırabilir ve bu da sondaj sıvısı kaybına yol açabilir" dedi. "Çimento bulamacına belirli bir oranda içi boş mikrokürelerin eklenmesi, ona düşük yoğunluk ve yüksek basınç dayanımı kazandırarak derin deniz açık deniz kuyularının çimentolanması için teknik gereksinimleri karşılıyor."
Uzun bir süre Çin'in petrol çıkarımında kullanılan içi boş mikrokürelerin yurt dışından ithal edilmesi gerekiyordu. Shanxi Hainuo Yönetim Kurulu Sekreteri Zhao Huilong, "Yurtiçi pazar payının yüzde 75'ten fazlası yabancı ürünlerin tekelindeydi ve yabancı şirketler, ürünlerinin kullanımını izleyerek ve kullanılmayan malzemelerin ve kesintilerin iadesini zorlayarak sıkı teknolojik ambargolar uyguladı" dedi.
2015 yılında Shanxi Hainuo, Çin Ulusal Açık Deniz Petrol Şirketi'nin (CNOOC) sığ sulardaki açık deniz petrol operasyon üslerine derhal tedarik edilen içi boş mikrokürelerin seri üretiminde bir atılım gerçekleştirdi. Tedarik hacimleri, deneme aşamasındaki 80 tondan her yıl yüzlerce ve ardından binlerce tona yükseldi ve tüm su derinliği çalışma aralıklarını kapsayacak şekilde genişledi. Shanxi Hainuo bugüne kadar 10.000 tonun üzerinde içi boş mikroküre tedarik ederek CNOOC'un çimentolama operasyonlarına yönelik özel içi boş cam mikrokürelerin %100'ünü sağladı.
Shen Pengzhan, "Ürettiğimiz içi boş mikroküreler performans açısından yabancı ürünlerle aynı seviyede, ancak ithalat fiyatının yalnızca üçte birine mal oluyor" dedi. "Daha da önemlisi, açık denizdeki petrol çimentolama malzemeleri alanındaki temel teknolojiler üzerinde bağımsız kontrol elde ettik."
Endüstriyel zorlukları çözmek için on binlerce deney
Ekim 2023'te, Çin Ulusal Petrol ve Kimya Endüstrisi Federasyonu, Shanxi Haino'nun 'Mühendislik Teknolojisi ve Açık Denizde Petrol Çimentolaması için İçi Boş Cam Mikrokürelerin Uygulanması'nın uluslararası düzeyde lider bir seviyeye ulaştığını onayladı.
Açık denizde petrol çimentolaması için yüksek performanslı bir malzeme olan içi boş cam mikrokürelerin endüstriyel ölçekte üretimi kolay bir iş değildir. Shen Pengzhan, "Bu alana girdiğimizde, yabancı teknoloji ambargoları ve sanayileşmeye yönelik yurt içi örneklerin eksikliği ikilemiyle karşı karşıya kaldık; kendimizi 'üç-hayır' durumunda bulduk: teknik çizim yok, hazır ekipman yok ve uzman yetenek yok" diye anımsıyor. Endüstriyel üretim sürecini çözmek için 5 kilogramlık bir denemeyle başlayan bir araştırma ve geliştirme ekibinin kurulmasına fon sağladı.
2009 yılında, Taihang Dağları'nın derinliklerindeki Shanxi Hainuo fabrikasında Ar-Ge ekibi, silikon dioksit gibi ham maddeleri bir bulamaca karıştırdı ve öğütme, homojenleştirme ve pişirme gibi işlemlerden geçtikten sonra içi boş mikro kürelerin oluşturulmasını bekledi. Yüksek sıcaklıkta küreselleştirme fırını ilk kez çalıştırıldığında ve ardından soğutulduğunda, sonuç katı veya aglomere cam mikrokürelerden oluşan bir yığındı. Shen Pengzhan, "Deneysellikten endüstriyel üretime geçmek, araştırmayı pratik sonuçlara dönüştürmek teorik araştırmadan daha kolay değil" dedi. "İçi boş mikroküreler için hammadde oranındaki en ufak bir sapma bile çok farklı son ürünlerle sonuçlanabilir; sinterleme sıcaklığı sadece birkaç santigrat derece daha yüksekse içi boş yapı çökebilir."
Deneysel verileri içeren sararmış defter yığınları yükselirken, kusurlu ürün yığınları da onların moralini bozuyordu. Ar-Ge ekibi, küçük ölçekten büyük ölçeğe doğru ilerleyen tekrarlanan denemeler ve parametre ayarlamaları ve onbinlerce deneme-yanılma girişimi yoluyla, sıkı bir çalışmayla, içi boş mikrokürelerin endüstriyel üretimi için gerekli tüm önemli verileri ve süreçleri 2012 yılına kadar belirledi: çok bileşenli bir hammadde bulamacı hazırlamak, hassas sprey granülasyonu yoluyla yeşil gövdeler oluşturmak ve ardından bunları yüksek sıcaklıkta bir alev kullanarak anında boncuklar halinde güçlendirmek.
Ancak üretim sürecindeki atılım yalnızca ilk adımdı. O zamanlar içi boş mikro boncukların üretimi için gereken düzinelerce özel ekipman Çin'de mevcut değildi; kurutma ekipmanından çekirdek peletleme fırınına kadar her şeyin şirket içinde geliştirilmesi gerekiyordu. Ar-Ge ekibi, özel yapım tek bir kurutucu için Jiangsu'ya kadar gitti ve başarıya ulaşmadan önce prototipi altı veya yedi kez iyileştirmek üzere üreticinin teknisyenleriyle birlikte çalıştı. Zhao Huilong, "Ekipmanın temel parçası olarak peletleme fırınının, içi boş mikro boncukların alevden eşit şekilde geçmesini sağlamak için alevi 600-1.000 °C aralığında hassas bir şekilde kontrol edebilmesi gerekiyordu" dedi. "Tasarım planlarını hazırladık ve güneydeki bir üreticiye üretim süreci boyunca rehberlik ettik; sonunda spesifikasyonlarımızı karşılayan bir fırın üretmemiz için düzinelerce revizyon yapıldı."
Sıfırdan başlayıp kademeli olarak ölçeklendiren Shanxi Haino, 5 kilogramlık denemelerden yüzlerce kilogramı içeren küçük ölçekli denemelere ve ardından ton ölçekli pilot denemelere geçerek ekipmanı içi boş mikroküreler için uyarlama ve süreçleri birer birer stabilize etme gibi zorlukların üstesinden gelmek için 'adım adım ölçek büyütme' yaklaşımını benimsedi. Shanxi Haino, 2015 yılında Çin'in ilk endüstriyel üretim hattını kurdu ve 2023 yılında ülkenin tek 10.000 metrik ton ölçekli üretim hattını tamamladı.
İçi Boş Mikroküre Uygulamalarının Mavi Okyanusuna İlerlemek
Zhao Huilong, "Gaoping Ekonomik Kalkınma Bölgesi, Shanxi'de inşa ettiğimiz Hainuo Yüksek Performanslı İçi Boş Mikroküreler Yeni Malzemeler Endüstri Parkı, Shanxi'nin bu yıl için eyalet düzeyindeki önemli projeler listesine dahil edildi. İlgili yetkililerin yardımıyla proje için arazi güvence altına alındı. Şu anda çevresel etki değerlendirmesi ve enerji verimliliği değerlendirmesi gibi ön prosedürleri tamamlıyoruz ve inşaat kısa süre içinde başlayacak" dedi.
Bu yıl Shanxi Hainuo, 30.000 tonluk tasarlanmış üretim kapasitesine sahip olan ve gelecek yıl tamamlanıp faaliyete geçmesi beklenen sanayi parkının inşasına 750 milyon yuan yatırım yapıyor. Zhao Huilong, "Mevcut yıllık üretim kapasitemiz 15.000 tondur; bu 30.000 tonun eklenmesiyle endüstri parkı, içi boş mikroküreler için dünyanın en büyük akıllı üretim üssü haline gelecektir" dedi. Endüstri parkı tamamlandığında içi boş mikrokürelerin yalnızca petrol çıkarmada kullanılmayacağını, aynı zamanda havacılık ve elektronik gibi sektörlerde de uygulama bulmasının beklendiğini ekledi.
Bu amaçla Shanxi Hainuo, temel araştırma, mühendislik dönüşümü ve endüstriyel desteği kapsayan kapsamlı bir endüstri-akademi-araştırma-uygulama matrisi oluşturan, "ittifaklar - araştırma enstitüleri - mühendislik merkezleri - iş istasyonları" içeren bir araştırma ve geliştirme çerçevesi oluşturdu ve böylece içi boş mikroküre araştırma ve geliştirmesinde yenilikçiliği sürekli olarak ilerletti.
Shanxi Hainuo'nun içi boş mikroküreleri yapay zeka, yarı iletkenler, alçak irtifa ekonomisi ve modern inşaat gibi alanlara doğru genişliyor. Shen Pengzhan, "Ayrıca, içi boş mikroküresel katı kaldırma kuvveti malzemeleri, işlenebilir poliüretan ahşap benzeri kompozit malzemeler ve özellikle 5G uygulamaları için tasarlanmış düşük parçacık boyutuna ve düşük dielektrik sabitine sahip yüksek performanslı içi boş cam mikroküreler dahil olmak üzere pazara ilk kez çıkan dokuz yeni ürün geliştirdik" dedi. Birçok ürünün, BYD ve Çin Havacılık ve Uzay Bilimi ve Endüstri Kurumu gibi müşterilere doğrudan hizmet veren, birçok sektörde lider kuruluşlar tarafından büyük ölçekli uygulamalar için doğrulandığını ekledi.
Shanxi Haino, 'mikroküre yeni malzemelerde dünya lideri bir kuruluş olma' hedefiyle, içi boş mikrokürelerin üretiminde uzmanlaşmış, eyalet düzeyinde bir 'Uzmanlaşmış, Rafine, Benzersiz ve Yenilikçi' (SRUI) 'Küçük Dev' kuruluştur. Shen Pengzhan şunu belirtti: 'İçi boş mikroküre yeni malzemeleri alanındaki uzmanlığımızı derinleştirmeye devam etmeyi ve böylece ülkenin stratejik endüstrilerinin güvenliği için yeni malzemelerin sağlam bir temelini oluşturmayı amaçlıyoruz!'
Kaynak: Bilim ve Teknoloji Gazetesi
Mesajınız 20-3.000 karakter arasında olmalıdır!
