Los principales obstáculos tecnológicos a los que se enfrenta la industria de los electrodos de grafito son los siguientes:
Pureza y estabilidad del rendimiento: La fabricación de semiconductores exige niveles de pureza extremadamente altos para el grafito de alta pureza (generalmente superior al 99,999%). Sin embargo, las empresas nacionales aún enfrentan dificultades para controlar estrictamente las impurezas y garantizar la estabilidad de los lotes durante la producción a gran escala, lo que genera dependencia de las importaciones para algunos productos de alta gama. Por ejemplo, la fabricación de chips con proceso de 3 nm requiere grafito de ultra alta pureza con un contenido de cenizas de ≤5 ppm como material del campo térmico. Si la pureza no cumple con el estándar, los iones de impurezas pueden provocar un aumento de la tasa de fugas de la oblea de más del 300%.
Precisión y coste del mecanizado: El grafito utilizado en semiconductores requiere características de mecanizado de alta precisión (como los calentadores y crisoles en la fabricación de obleas). Sin embargo, las empresas nacionales están rezagadas con respecto a líderes internacionales como la alemana SGL y la japonesa Toyo Tanso en tecnologías de moldeo de alta precisión y tratamiento de superficies, lo que se traduce en mayores costes de mecanizado.
Presión ambiental: El costo del tratamiento de las aguas residuales ácidas generadas durante la purificación del grafito ha aumentado drásticamente, lo que ha presionado a algunas pequeñas y medianas empresas a limitar la producción debido a la insuficiente inversión en equipos de protección ambiental. Los costos del tratamiento de aguas residuales representan más del 20 % de los costos de producción, lo que reduce aún más los márgenes de ganancia.
Dependencia de equipos importados de alta gama: Los equipos clave, como los hornos de ultra alta temperatura, dependen de las importaciones, lo que limita la autonomía de las empresas nacionales en la investigación y el desarrollo tecnológico y la expansión de la capacidad, y mantiene altos los costos de producción.
Calidad y estabilidad de la materia prima: Existe una brecha en la calidad y estabilidad de las materias primas nacionales utilizadas para producir electrodos de grafito de ultra alta potencia en comparación con sus contrapartes extranjeras. Las materias primas extranjeras ofrecen fuentes estables y una calidad confiable, mientras que las materias primas nacionales tienen dificultades para satisfacer las exigencias de los productos de alta gama.
Desafíos en el control de procesos:
- Puntos de medición de temperatura incorrectos: Esto afecta al control de la temperatura durante la producción, lo que repercute en la calidad del producto.
- Problemas con los materiales de relleno: El uso de materiales húmedos como rellenos o el uso de partículas de relleno con un tamaño demasiado fino o grueso afecta la densidad y la resistencia de los productos.
- Problemas con los aglutinantes: Muchos fabricantes desconocen por completo el funcionamiento de los aglutinantes, centrándose únicamente en el punto de reblandecimiento sin tener en cuenta otros indicadores. Además, durante la producción, el aglutinante solo se funde sin un proceso de sedimentación, lo que genera un gran número de productos defectuosos durante el moldeo y el horneado.
- Problemas de mezcla: Las variaciones significativas en los materiales particulados dificultan garantizar la estabilidad de la pasta. Cantidades de mezcla excesivas, polvo demasiado fino, uso inadecuado del polvo colector de polvo y formulaciones con tamaños de partícula inadecuados afectan la uniformidad y el rendimiento de los productos.
- Problemas de mezcla: Problemas como la mezcla con materiales húmedos, sistemas de tuberías de aceite de conducción de calor y temperaturas de mezcla inadecuadas, tiempos de mezcla en seco excesivamente largos, espaciamiento incorrecto entre la pala agitadora y el fondo del recipiente, tamaños de fragmentos de materia prima demasiado grandes y la adición excesiva de aglutinantes afectan la uniformidad y la calidad de los materiales mezclados.
- Problemas en el moldeo por extrusión: El uso de prensas pequeñas para extruir productos de gran tamaño, la ausencia de extracción por vacío, la falta de cizallamiento sincronizado y la falta de reemplazo oportuno de los revestimientos desgastados provocan desviaciones dimensionales y defectos internos en los productos.
- Problemas de impregnación: Una limpieza inadecuada de los productos horneados, temperaturas de precalentamiento desiguales y una extracción al vacío deficiente afectan la densidad y el rendimiento de los productos.
- Problemas de grafitización: Cuestiones como la carga excesiva del horno, la incompatibilidad de los parámetros del transformador con el tamaño del horno y las presiones de pretensado irrazonables durante la grafitización de la cadena interna afectan al grado de grafitización y al rendimiento de los productos.
- Problemas de mecanizado del producto terminado: Problemas como la escasa rigidez de los tornos y las discrepancias entre los cuerpos de los electrodos de grafito y los conectores dan como resultado una precisión de mecanizado insuficiente, lo que hace que los productos sean propensos a romperse durante su uso.
Fecha de publicación: 19 de agosto de 2025