На фоне масштабного развития ИИ импортозамещение в производстве MLCC ускоряется: как наномельница Longxin для титаната бария и интеллектуальная линия распылительной сушки устраняют узкие места индустриализации электронных керамических материалов

Home > Новости > Центр новостей > На фоне масштабного развития ИИ импортозамещение в производстве MLCC ускоряется: как наномельница Longxin для титаната бария и интеллектуальная линия распылительной сушки устраняют узкие места индустриализации электронных керамических материалов

На фоне масштабного развития ИИ импортозамещение в производстве MLCC ускоряется: как наномельница Longxin для титаната бария и интеллектуальная линия распылительной сушки устраняют узкие места индустриализации электронных керамических материалов

2026-06-17

Ускорение импортозамещения MLCC на фоне бума ИИ: анализ рыночного спроса и тенденций в сфере керамических порошков титаната бария

Стремительное развитие искусственного интеллекта стимулировало рост спроса на высокопроизводительные электронные компоненты в таких перспективных сегментах, как связь 5G, Интернет вещей (IoT) и автомобильная электроника. MLCC (многослойные керамические конденсаторы), известные как «промышленный базовый компонент», стали незаменимыми элементами электронных схем эпохи ИИ благодаря высокой ёмкости, стабильным характеристикам и выдающейся надёжности. Согласно статистике, флагманские смартфоны 4G оснащаются 900–1100 MLCC, а в премиальных моделях 5G это число достигает 990–1320. В силовых системах автомобилей на новых источниках энергии требуется в пять раз больше MLCC, чем в обычных автомобилях с ДВС, — от 2000 до 2500 штук. На фоне всё более широкого применения ИИ-устройств мировой рынок MLCC, по прогнозам, достигнет 149 млрд юаней к 2025 году. На долю Китая, крупнейшего в мире рынка MLCC, приходится около 45% мирового потребления, что открывает огромные возможности для импортозамещения.

Титанат бария (BaTiO₃), являющийся ключевым материалом электронной керамики, служит основным диэлектрическим сырьём для производства MLCC благодаря высокой диэлектрической проницаемости, низким диэлектрическим потерям, а также превосходным сегнетоэлектрическим и изоляционным свойствам. Высокочистый нанодисперсный порошок титаната бария стал основным требованием рынка. После спекания такой порошок образует плотные спечённые изделия с равномерным распределением частиц, что не только повышает прочность и трещиностойкость керамики, но и снижает температуру спекания, сокращая энергозатраты. Однако мировой рынок высококачественных композиционных порошков для MLCC в настоящее время монополизирован японской компанией Sakai Chemical и американской Ferro, а доля ведущих отечественных производителей составляет лишь около 10%. Поэтому задача импортозамещения высокоэффективного порошка титаната бария является крайне актуальной.

Узкие места при подготовке керамического порошка титаната бария для MLCC: технические сложности измельчения и сушки

Для производства керамического порошка титаната бария для MLCC применяются два основных метода: твёрдофазный и жидкофазный. Жидкофазные методы, включая гидротермальный синтез и золь-гель-метод, предпочтительны для производства премиальных MLCC благодаря возможности получения высокочистого ультрадисперсного порошка. Измельчение и сушка являются ключевыми этапами, определяющими качество порошка на всём производственном цикле, однако оба процесса сопряжены с существенными техническими сложностями.

(1) Проблемы традиционных процессов измельчения

Обычное оборудование для измельчения имеет ряд типичных недостатков при обработке нанодисперсного порошка титаната бария:

Сильная агломерация частиц: нанодисперсный титанат бария обладает большой удельной поверхностью и высокой поверхностной энергией. Силы Ван-дер-Ваальса легко вызывают образование прочных агломератов в процессе измельчения, ухудшая сыпучесть порошка и снижая эффективность последующего спекания.
Неравномерное распределение частиц по размерам: колебания параметров измельчения (частоты вращения, соотношения измельчающей среды) приводят к широкому диапазону размеров частиц, что вызывает нестабильность диэлектрических свойств готовых MLCC и снижает выход годной продукции.
Риск загрязнения примесями: износ измельчающей среды и поверхностей оборудования может привести к попаданию металлических примесей, снижающих чистоту порошка. В высоконадёжных MLCC такие примеси ухудшают изоляционные характеристики и даже могут вызвать электрический пробой.
Противоречие между энергопотреблением и эффективностью обработки: получение сверхмалого размера частиц на традиционных песочных мельницах требует длительных циклов измельчения и увеличивает энергопотребление. Чрезмерное выделение тепла также может изменить кристаллическую структуру титаната бария и снизить его диэлектрическую проницаемость.

(2) Технические узкие места процессов сушки

Сушка порошка титаната бария также сопряжена с существенными техническими сложностями:

Термическая чувствительность: титанат бария чувствителен к температуре. Традиционные методы сушки легко вызывают локальный перегрев, приводящий к фазовым превращениям или отклонению состава и ухудшению диэлектрических характеристик.
Сложности контроля размера частиц: стандартные распылительные сушилки не позволяют точно регулировать размер и распределение капель, в результате чего высушенный порошок имеет неоднородный размер частиц, что ухудшает равномерность при ламинировании и формовании MLCC.
Налипание на стенки и загрязнение: налипание влажного порошка на стенки сушильной башни снижает чистоту продукта и приводит к образованию вторичных агломератов, увеличивая затраты на последующую обработку. Неподходящие материалы оборудования могут вымывать примеси и снижать чистоту порошка.
Недостаточная сферичность: сферический порошок повышает насыпную плотность и компактность материалов для высококачественных MLCC, однако традиционные технологии сушки не позволяют получать высокосферические гранулы, что ухудшает электрические и механические свойства конденсаторов.

Комплексное решение по всей технологической цепочке: интегрированное интеллектуальное решение Longxin для измельчения и сушки

Опираясь более чем на десятилетний опыт в области сушильного оборудования и технологий переработки порошков, Longxin Intelligent разработала комплексное решение, включающее турбинно-штифтовую нанопесочную мельницу с двухконтурным приводом и многоцелевую распылительную сушилку с центробежным распылением и воздушным потоком. Решение устраняет ключевые проблемы производства керамического порошка титаната бария для MLCC. Система обеспечивает точный контроль всех этапов — от измельчения и диспергирования до распылительной грануляции, поддерживая высокое качество порошка титаната бария.

Турбинно-штифтовая нанопесочная мельница Longxin с двухконтурным приводом: революционный прорыв в технологии измельчения

Оснащённая системой двухконтурного привода, турбинно-штифтовая нанопесочная мельница Longxin выводит эффективность измельчения и контроль размера частиц на принципиально новый уровень. Основные технические преимущества:

Инновационная система подачи и конструкция камеры измельчения

Механизм подачи с двухконтурным приводом: совместная подача винтовым и перистальтическим насосами обеспечивает точное регулирование расхода, позволяет работать со суспензиями с различным содержанием твёрдой фазы и гарантирует стабильность процесса измельчения.
Камера измельчения из карбида кремния: футеровка камеры выполнена из карбида кремния, обладающего превосходной износостойкостью и теплопроводностью. Его износостойкость более чем в 10 раз выше, чем у обычной нержавеющей стали, что эффективно предотвращает попадание металлических примесей. Высокая теплопроводность карбида кремния быстро отводит тепло измельчения, поддерживает стабильную температуру в камере и предотвращает фазовое превращение титаната бария из-за перегрева.
Гибридный турбинно-штифтовой диспергатор: сочетание турбинной и штифтовой диспергирующих конструкций создаёт мощные сдвиговые и ударные нагрузки при высокой частоте вращения, обеспечивая трёхмерное турбулентное движение частиц титаната бария внутри камеры и равномерное измельчение всего материала. Согласно данным испытаний, исходный порошок с D50 = 5 мкм после обработки в песочных мельницах Longxin измельчается до D50 менее 100 нм при узком распределении частиц по размерам.

Бессеточная технология центробежного разделения: оптимальное сочетание высокой эффективности сепарации и низкого износа

Принцип центробежного разделения: разработанный Longxin бессеточный центробежный сепаратор оснащён независимым приводным двигателем. Во время работы центробежная сила от диспергатора отбрасывает большую часть циркониевых шариков к периферии камеры, где они движутся вместе с материалом, минимизируя прямые столкновения шариков с сепаратором. Небольшой объём шариков и материала циркулирует вокруг сепаратора; его высокая скорость вращения создаёт центробежную силу, превышающую давление насоса в камере, удерживая циркониевые шарики внутри. Материал с меньшей центробежной силой выходит через центральную часть сепаратора.
Нулевой риск засорения сита: сита традиционных песочных мельниц часто засоряются из-за накопления мелких частиц. Эта проблема решена благодаря бессеточной технологии центробежного разделения Longxin. Она обеспечивает высокую эффективность сепарации при минимальном износе циркониевых шариков, значительно сокращая расход измельчающей среды и риск загрязнения примесями.

Интеллектуальная система управления

Мониторинг всех параметров в реальном времени: интегрированная система управления на базе ПЛК с сенсорным интерфейсом в реальном времени отслеживает более 20 рабочих параметров, включая давление измельчения, температуру, расход и нагрузку на двигатель. Встроенные алгоритмы автоматически оптимизируют режимы измельчения.
Энергоэффективная эксплуатация: технология частотно-регулируемого привода динамически изменяет мощность двигателя в зависимости от условий измельчения, снижая энергопотребление по сравнению с традиционными песочными мельницами. Повышенная эффективность измельчения также сокращает продолжительность циклов обработки.

Многоцелевая распылительная сушилка Longxin с центробежным распылением и воздушным потоком: точный контроль сушки и грануляции

Разработанная с учётом уникальных требований к производству порошка титаната бария для MLCC, многоцелевая распылительная сушилка Longxin с центробежным распылением и воздушным потоком объединяет сферическую грануляцию и производство микро- и нанодисперсных порошков, обеспечивая следующие технические преимущества:

Двухрежимная система распыления для гибкой адаптации технологического процесса

Центробежный распылительный узел: высокоскоростной распылитель с повышающим редуктором обеспечивает линейную скорость диска 220 м/с. Частота вращения регулируется в диапазоне от 5000 до 25 000 об/мин с помощью частотных преобразователей, что позволяет точно контролировать размер капель. Запатентованная вихревая пластина распределения жидкости (патент № ZL 2021 2 2093525.2) обеспечивает равномерное распределение жидкости и предотвращает засорение форсунок.
Узел воздушного распыления: двухфлюидные распылительные форсунки работают при давлении сжатого воздуха 0,3–0,8 МПа и распыляют высоковязкие суспензии (вязкость > 5000 сП) в мелкие капли. При недостаточной производительности одной форсунки в канале горячего воздуха можно установить несколько распылительных пистолетов для увеличения производительности.
Быстрое переключение режимов: переход между центробежным и воздушным распылением занимает не более 30 минут, обеспечивая как сферическую грануляцию композиционного порошка для MLCC, так и тонкую сушку микро- и нанодисперсных порошков.

Технологии обеспечения высокой чистоты и однородности

Полностью герметичная конструкция высокой чистоты: все поверхности, контактирующие с материалом, выполнены из зеркально полированной нержавеющей стали 316L (Ra ≤ 0,4 мкм) и диоксида циркония. Кольцевая воздушная завеса, окружающая сушильную башню, предотвращает налипание влажного порошка на стенки и вторичную агломерацию, обеспечивая чистоту порошка свыше 99%.
Интеллектуальный контроль температуры и оптимизация теплового поля: многоступенчатые распределители горячего воздуха в сочетании с адаптивным ПИД-регулированием температуры ограничивают температурный градиент внутри башни до ±2 °C, устраняя риск локального перегрева. Оптимизированное прямоточное и противоточное смешивание горячего воздуха с распылёнными каплями обеспечивает гибкую настройку траектории сушки порошка в соответствии с термочувствительностью прекурсоров титаната бария.
Многоступенчатая очистка от пыли и обработка отходящих газов: высокоэффективный циклонный сепаратор в сочетании с рукавными фильтрами с мембраной из ПТФЭ обеспечивает эффективность пылеулавливания 99%, а содержание пыли в отходящих газах поддерживается на уровне менее 50 мг/м³. Интегрированная система рекуперации отработанного тепла повышает тепловой КПД более чем на 15%, обеспечивая соответствие требованиям экологической безопасности и энергосбережения.

Автоматизация и интеллектуальная модернизация

Оптимизация параметров на основе алгоритмов ИИ: математическая модель, построенная на основе тысяч экспериментальных наборов данных, автоматически рекомендует оптимальные параметры сушки — температуру входящего воздуха 150–300 °C, температуру выходящего воздуха 80–120 °C, давление распыления и другие показатели — с учетом свойств суспензии, включая содержание твердых веществ, вязкость и размер частиц. Обратная связь в режиме реального времени обеспечивает динамическую корректировку параметров и стабильные характеристики порошка в каждой партии.
Раннее предупреждение о неисправностях и удаленная эксплуатация и техническое обслуживание: встроенные модули Интернета вещей обеспечивают удаленный мониторинг оборудования в режиме реального времени. При обнаружении таких отклонений, как перегрузка распылителя или несоответствие температуры, система автоматически подает сигнал тревоги и формирует диагностические отчеты, повышая эффективность технического обслуживания на 50%.

Ценность технических инноваций: ускорение импортозамещения в производстве MLCC

Интегрированное интеллектуальное решение Longxin для измельчения и сушки обеспечивает выдающиеся преимущества при промышленном производстве керамического порошка титаната бария для MLCC:

Прорывные показатели производительности

Показатели размера частиц: D50 достигает 80–100 нм, а диапазон распределения частиц по размерам уже, чем у отечественных аналогов;
Высокая сферичность: центробежная грануляция обеспечивает получение высокосферического порошка с повышенной насыпной плотностью и более высокой плотностью спеченной керамики;
Превосходные диэлектрические характеристики: диэлектрическая проницаемость, тангенс угла диэлектрических потерь и температурный коэффициент соответствуют лучшим международным показателям.

Экономические преимущества для отечественных производителей: снижение затрат и повышение эффективности

Снижение энергопотребления: энергосберегающая конструкция бисерной мельницы и повышенная тепловая эффективность сушилки сокращают общее энергопотребление по сравнению с традиционными процессами, значительно снижая затраты энергии на тонну порошка;
Повышение выхода годного продукта: улучшенные однородность частиц и чистота порошка повышают выход годных MLCC и снижают производственные затраты на 10 000 изделий;
Оптимизация капитальных вложений: центробежная распылительная сушилка с воздушным потоком и двумя режимами работы заменяет 2–3 традиционные машины узкого назначения, сокращая инвестиции в оборудование на 30%, а занимаемую площадь цеха — на 40%.

Содействие скоординированному развитию промышленной цепочки
Техническое решение Longxin внедрено на ведущих предприятиях отрасли для масштабирования производства высококачественного порошка титаната бария:

Значительное расширение производственных мощностей: одна интеллектуальная производственная линия Longxin обеспечивает годовой выпуск 5 000 тонн — вдвое больше, чем традиционные линии;
Межотраслевой перенос технологий: решение может применяться для производства других нанокерамических порошков, таких как диоксид циркония и титанат стронция, обеспечивая поставку ключевого оборудования для передовых материалов, включая фильтры 5G и подложки для корпусирования полупроводников.

Укрепление основы импортозамещения в производстве MLCC посредством технических инноваций

На фоне стремительного развития ИИ импортозамещение в производстве MLCC вышло на ускоренный этап. Как ключевой материал микросхемного класса для MLCC, промышленный потенциал производства высокоэффективного керамического порошка титаната бария напрямую определяет глобальную конкурентоспособность электронной керамической отрасли Китая. Благодаря сквозным инновациям, воплощенным в турбинной штифтовой наномельнице с двумя силовыми режимами и многофункциональной распылительной сушилке с центробежным воздушным потоком, Longxin успешно устранила ключевые технические барьеры в производстве порошка титаната бария, включая агломерацию частиц при измельчении и термочувствительность при сушке, предложив отрасли отечественное инженерное решение для производства. В дальнейшем Longxin продолжит углублять исследования и разработки в области технологий переработки порошков, развивать совместные инновации с партнерами на upstream- и downstream-этапах цепочки поставок и укреплять аппаратную базу локализованного производства в стратегически важных развивающихся отраслях, охватывающих материалы для 5G, MLCC и полупроводников, способствуя продвижению электронной керамической промышленности Китая в средне- и высокотехнологичные сегменты глобальной цепочки создания стоимости.