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響應(yīng)原子制造戰(zhàn)略,F(xiàn)orge Nano 領(lǐng)航粉末 ALD 新紀(jì)元,!支持代包覆服務(wù)!

來源:復(fù)納科學(xué)儀器(上海)有限公司   2025年03月17日 15:24  

工業(yè)和信息化部在《原子級(jí)制造揭榜掛帥任務(wù)榜單》將“粉體原子級(jí)包覆技術(shù)與裝備”列為重點(diǎn)攻關(guān)方向,,明確提出“到 2026 年實(shí)現(xiàn) < 1nm 薄膜沉積,、批處理能力 >10kg/批次”的目標(biāo),直指行業(yè)痛點(diǎn),。粉體原子層沉積(ALD)技術(shù),,憑借其原子級(jí)精度、三維均勻包覆與工藝可擴(kuò)展性,,成為破局關(guān)鍵,。

 

 

 

PART.ONE  原子制造的變革:粉末原子層沉積(PALD)技術(shù)

 

當(dāng)“原子制造”一詞被提起,仍會(huì)將其與半導(dǎo)體平面工藝緊密關(guān)聯(lián)——那些在硅片上精準(zhǔn)堆疊的納米薄膜,、為芯片性能賦能的原子級(jí)溝槽結(jié)構(gòu),,似乎定義了原子制造的邊界。然而,,在材料科學(xué)的多維世界中,,一場更廣闊的革命正在發(fā)生:粉體原子層沉積技術(shù)(PALD),將原子級(jí)精度從平面拓展至三維粉體,,為能源,、化工、醫(yī)藥乃至航空航天領(lǐng)域開辟全新可能,。

 

 

在原子級(jí)制造的浪潮中,,粉體表面原子層沉積技術(shù)(PALD)因其精準(zhǔn)的納米級(jí)涂層控制能力,,成為能源、化工,、電子及先進(jìn)材料領(lǐng)域的核心技術(shù),。然而,如何實(shí)現(xiàn)批量化,、高一致性的粉體原子級(jí)包覆,,一直是行業(yè)亟待突破的難題。在“雙碳”目標(biāo)驅(qū)動(dòng)下,,新能源,、制造與綠色化工領(lǐng)域?qū)Σ牧闲阅艿臉O限要求日益迫切——鋰電材料需要更穩(wěn)定的界面以延長壽命,催化劑追求更高的活性與抗燒結(jié)性,,含能材料亟需致密鈍化層以保障安全……傳統(tǒng)包覆技術(shù)因均勻性差,、厚度不可控等問題,已難以滿足這些需求,。

 

左:理想的超薄致密涂層(ALD 實(shí)現(xiàn)),;

中:非致密厚涂層;右:島狀不均勻包覆

 

Forge Nano 憑借領(lǐng)(ling)先的粉體 ALD 技術(shù),,以創(chuàng)新技術(shù)直擊痛點(diǎn),,為原子制造專項(xiàng)任務(wù)提供標(biāo)(biaogan)桿級(jí)解決方案。

 

粉體 ALD 的創(chuàng)新核心,,正是突破這一局限:

 

  • 三維包裹,,均勻性:通過流化床、振動(dòng)床等技術(shù),,使粉末顆粒在反應(yīng)器中充分分散,,前驅(qū)體分子可滲透至顆粒間隙甚至多孔結(jié)構(gòu)內(nèi)部,實(shí)現(xiàn) 360° 原子級(jí)包覆,,解決傳統(tǒng)包覆技術(shù)的“陰影效應(yīng)”,。

     

  • 自限制反應(yīng),厚度精準(zhǔn)可控:與平面 ALD 相同,,粉體 ALD 通過自限制性半反應(yīng)逐層生長,,即使面對(duì)納米級(jí)凹凸表面,也能確保每層沉積厚度精確至亞納米級(jí)(<1nm),,避免液相包覆的“島狀生長”或氣相沉積的“過厚堆積”,。

     

  • 材料普適性,賦能全域場景:從鋰電正極材料,、金屬催化劑到藥物顆粒,,粉體 ALD 可兼容氧化物、氮化物,、有機(jī)物等多種涂層,,且工藝溫度范圍廣(常溫至 400℃),,滿足熱敏感與高溫材料的雙重需求。

     

  • 大批量包覆,,讓工藝放大成為可能:真正困擾工業(yè)界的是如何將實(shí)驗(yàn)室量級(jí)擴(kuò)展到工業(yè)應(yīng)用,,這需要從前端開發(fā)時(shí)就有匹配量級(jí)的設(shè)備及配方工藝。而粉體 ALD 設(shè)備有效解決了常規(guī)平面 ALD設(shè)備無法解決的放大問題,。

 

使用 Forge Nano 粉體 ALD 技術(shù)在多種顆粒表面進(jìn)行原子制造,,包括進(jìn)行功能性無機(jī)/有機(jī)涂層,界面改性,,團(tuán)簇負(fù)載等,。

 

往期精選:一文了解粉末原子層沉積(PALD)技術(shù)及其實(shí)現(xiàn)方法

 

PART.TWO  從毫克到千噸:原子制造規(guī)模化

 

 

Prometheus XL 系統(tǒng):專為粉體原子制造而生

 

作為 Forge Nano 旗艦產(chǎn)品,,Prometheus XL 系統(tǒng)專為大規(guī)模粉末 ALD 研發(fā)與中試設(shè)計(jì),,契合《原子級(jí)制造揭榜掛帥任務(wù)榜單》中“粉體原子級(jí)包覆技術(shù)與裝備”專項(xiàng)的核心需求。

 

 

  • 批量化處理能力:單次處理量達(dá) 1-20L(依粉末密度可達(dá) 10kg 以上),,滿足“批處理能力>10kg/批次”的專項(xiàng)目標(biāo),,助力客戶快速實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到工業(yè)化的工藝放大。

  • 原子級(jí)精度控制:通過自限制性半反應(yīng)機(jī)制,,實(shí)現(xiàn) <1nm 的薄膜厚度控制,,確保涂層均勻無針孔,顯著提升粉體性能(如催化活性,、電池安全性),。

  • 在線質(zhì)譜監(jiān)測:集成殘余氣體分析儀(RGA),實(shí)時(shí)監(jiān)控反應(yīng)進(jìn)程,,精準(zhǔn)評(píng)估涂層質(zhì)量,保障批次一致性 >95%,。

  • 惰性環(huán)境兼容:支持氣動(dòng)/真空惰性裝卸,,確保空氣敏感材料(如金屬粉,、含能材料)的安全處理,,滿足“粉體表面致密鈍化”的嚴(yán)苛要求。

  • 靈活升級(jí)擴(kuò)展:可擴(kuò)展至 8 種前驅(qū)體通道,,支持高壓還原,、正壓 ALD 等工藝升級(jí),適應(yīng)多場景研發(fā)需求,。

 

01.技術(shù)優(yōu)勢:定義行業(yè)標(biāo)(biao)桿

 

  • 大批量公斤級(jí)流化床 ALD 系統(tǒng):大容量流化床反應(yīng)器,,結(jié)合振動(dòng)與高剪切射流技術(shù),解決粉末團(tuán)聚難題,,實(shí)現(xiàn)超均勻包覆,。

  • 400℃ 高溫工藝:行業(yè)最高工藝溫度,,覆蓋從鋰電材料到高溫催化劑的全場景需求。

  • 自動(dòng)化與智能化:HMI人機(jī)界面支持配方化操作與遠(yuǎn)程監(jiān)控,,降低人工依賴,,提升工藝復(fù)現(xiàn)性。

  • 綠色制造:內(nèi)置活性氧化鋁尾氣過濾系統(tǒng),,減少前驅(qū)體逸散,,符合嚴(yán)苛環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)。

 

02.賦能原子制造,,引(ying)領(lǐng)行業(yè)應(yīng)用

 

Prometheus XL系統(tǒng)已成功應(yīng)用于多個(gè)前沿領(lǐng)域,,成為原子級(jí)制造技術(shù)落地的核心裝備:

 

  • 新能源材料:為鋰電正極材料包覆納米氧化鋁涂層,提升循環(huán)壽命與熱穩(wěn)定性,,已用于 6K Energy 千噸級(jí) NCM 811 產(chǎn)品線以及 Forge Battery 的美國本土電池 1GWh 項(xiàng)目中,。

  • 高效催化:與美國國家實(shí)驗(yàn)室合作,開發(fā)Pd/Al?O? 催化劑,,高溫下抗燒結(jié)性能提升300%,,推動(dòng)芳烴氫化工藝革新。

  • 粉末冶金/磁性粉:通過包覆改善金屬粉體流動(dòng)性,,推動(dòng) 3D 打印技術(shù)突破,。通過絕緣層包覆,改善磁性材料絕緣性和耐高壓性能,。



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