尽管一次又一次地尝试生产一种超级坚韧的合金有些令人沮丧,但冶金学家 Roger Berglund 和他的团队拒绝放弃为即将到来的计算机革命增添动力的研究。 30 多年后,Kanthal® APM 仍然是公司最畅销的产品之一。
Roger 1986 年在 Kanthal 就职的第二天,他就直接投身到了一个项目中,这个项目使用粉末生产一种能够承受不断提高的生产需求的新型实验合金。
开发新产品的原因很简单。 电子产品中使用的半导体由硅晶片制成,这些硅晶片需要在非常精确的温度下进行加工,要求的温度范围可能在 1,250-1,280°C (2,280-2,330°F) 之间。 该过程在扩散炉中完成,那时的扩散炉内径为 250-300 mm。 由于半导体制造商希望增加硅晶片的直径以便可以利用每个基板生产更多器件,因此必须增加扩散炉体的直径。 然而,传统合金在保持扩散炉体线圈形状和稳定性方面存在问题。
Kanthal 必须找到解决方案,因为半导体市场正在发生巨大变化,信息技术的发展强烈的推动了需求。 “这是在学术研究界以外的大多数人还没听说过互联网之前的事情了,”Roger 回忆道。 “当时有一些早期的游戏机,但几乎没有人家里有电脑,我们工作中的电脑很原始,没有互连,但即便如此,这个行业即将腾飞的迹象也变得越来越明显。”
Kanthal 知道,需求将在不久的将来呈指数级增长。 旧合金无法应对这些需求。 “没有人想要一种变软的合金”,Roger 说。 “当我们加宽这些线圈后,线圈在炉内下垂。 为了提高稳定性,我们知道在生产工艺中必须使用粉末,因为粉末可以让材料更快地冷却,从而使结构在高温下更加坚固。”
最初的尝试大有希望。 大学毕业后,Roger 便加入到了这个团队中,之后不久,团队决定与德国、日本和美国的特定客户一起开始对名为 Kanthal AZ 的实验合金进行 Beta 测试。 Roger 表示,客户“大喜若狂”,并立即要求 Kanthal 开始商业规模的生产。
随后出现了问题: 事实证明,始终以同样高的标准生产这种合金非常困难。 “我们虽然并不总是失败,但也经常失败,以至于我们几乎无法跟上需求,而且我们在生产过程中损失了太多材料,”Roger 回忆道。 “大约一年后,Kanthal 的一些人认为是时候放弃了,因为它变得过于昂贵,但我们的团队拒绝放弃。 我们不停地唠叨,解释,再唠叨,声称必须准备好反复失败,因为当您分析这些失败时,您会从中获得经验教训。 这是前进的唯一途径。”
又过了一年,团队终于取得了成功,并将 Kanthal® APM 推向了更广阔的市场: 从技术角度而言,Kanthal® APM 是采用粉末冶金方法炼制并进行弥散强化的一种先进的铁素体铁铬铝合金(FeCrAl 合金)。 时至今日,Kanthal® APM 仍是畅销产品。 众所周知,计算机革命真的发生了。 我们应当理性地看待加热线圈的发展,它们的尺寸几乎增加了一倍,从三十年前的 250-300 mm 直径增加到了 450-500 mm,如果没有这种新材料,这是不可能实现的。 从那时起,我们在各个行业领域挖掘了 Kanthal® APM 的许多新应用,并且仍在探索新的应用。
“老实说,在 80 年代的那几年,当我们遇到很多问题时,真的让人感到非常无望。 材料开裂、破碎并分解成废料,”Roger 说,“但回过头来看,Kanthal 成为今天这样的公司,主要归功于 Kanthal® APM。”
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