«Учиться на своих ошибках — единственный путь вперед»

Несмотря на множество неудачных попыток произвести сверхпрочный сплав металлург Роджер Берглунд (Roger Berglund) и его команда не хотели сдаваться и прекращать исследования, которые бы ускорили надвигавшуюся компьютерную революцию. Спустя более 30 лет Kanthal® APM по-прежнему остается одним из самых продаваемых продуктов компании.

Krister Estelli and Roger Berglund (to the right) doing an early manufacturing trial of Kanthal APM in 1987.Во второй день Роджера в Kanthal в 1986 году его сразу же бросили в работу над проектом по использованию порошка в производстве нового экспериментального сплава, который мог бы выдержать растущие производственные требования.

Причина разработки нового продукта была простой. Полупроводники, используемые в электронике, изготавливаются из кремниевых пластин, которые необходимо обрабатывать при очень точно заданных значениях температуры, которые могут находиться в диапазоне от 1250 до 1280 °C (2280–2330 °F). Этот процесс осуществляется в диффузионной печи, которая в то время обладала внутренним диаметром 250–300 мм. Поскольку производители полупроводников хотели увеличить диаметр кремниевой пластины, чтобы получить больше устройств на пластину, диаметр диффузионной кассеты необходимо было увеличить. Однако при использовании традиционных сплавов возникали проблемы с сохранением формы и стабильности диффузионной кассетной катушки.

Компания Kanthal должна была найти решение, потому что на рынке полупроводников происходили значительные изменения, а спрос был обусловлен развитием информационных технологий. «Это было до того, как большинство людей за пределами академического исследовательского сообщества даже слышали об Интернете», — вспоминает Роджер. «Некоторые ранние игровые приставки уже существовали, но почти ни у кого не было компьютеров дома, а наши компьютеры на работе были примитивными и не были связаны друг с другом, но, даже в этом случае, становилось ясно, что в этой отрасли вот-вот произойдет бурный рост».

Компания Kanthal понимала, что в ближайшем будущем спрос будет расти экспоненциально. Старые сплавы не отвечали новым требованиям. «Никому не нужен сплав, который теряет твердость», — говорит Роджер. «Когда мы увеличивали ширину этих катушек, внутри печей они провисали. Мы понимали, что для повышения их стойкости потребуется использовать порошок в процессе производства, потому что порошок позволяет охлаждать материал намного быстрее, что приводит к созданию структуры, которая отличается повышенной прочностью при воздействии высоких температур».

Первоначальные попытки были многообещающими. Вскоре после того, как Роджер присоединился к команде, сразу после окончания университета, было решено начать проводить заводские испытания с использованием экспериментального сплава под названием Kanthal AZ в сотрудничестве с определенными клиентами в Германии, Японии и США. По словам Роджера, клиент «сошел с ума от радости» и сразу же попросил Kanthal наладить полномасштабное промышленное производство сплава.

Затем появились сложности: стабильное производство сплава, отвечавшего высоким требованиям стандарта, оказалось затруднительным. «Мы не всегда терпели неудачу, но проблемы возникали достаточно часто, так что мы едва справлялись со спросом и во время производства отбраковывали очень много материала», — вспоминает Роджер. «Примерно через год некоторые сотрудники компании Kanthal решили, что пора уже заканчивать с этими экспериментами, потому что они становились очень дорогими, но наша команда отказалась сдаваться. Мы возражали, объясняли, снова возражали и говорили, что нужно быть готовыми терпеть неудачи снова и снова, потому что когда вы анализируете эти неудачи, вы учитесь на них. Это единственный способ двигаться вперед».

A diffusion furnace for processing of silicon wafersПрошел еще год, пока команда наконец не нашла решение и представила Kanthal® APM на более обширном рынке. Если использовать технические термины, то Kanthal® APM — это передовой порошковый дисперсионно-упрочненный ферритный железо-хром-алюминиевый сплав (сплав FeCrAl) с добавлением молибдена. По сей день Kanthal® APM продается очень успешно. И, как нам всем известно, компьютерная революция действительно произошла. Чтобы полнее описать развитие нагревательных катушек, стоит отметить, что за три десятилетия они почти удвоились в размерах с 250–300 мм в диаметре до 450–500 мм, что было бы невозможно без нового материала. С тех пор было найдено много новых видов применения для сплава Kanthal® APM в различных промышленных областях, и новые виды применения все еще изучаются.

«Честно говоря, в течение того года в 80-х, когда у нас было так много проблем, все выглядело довольно мрачно. Материал трескался, он рассыпался и разваливался на части, — говорит Роджер, — но, оглядываясь назад, можно сказать, что Kanthal® APM является одной из основных причин, по которой Kanthal является именно той компанией, которой она считается сегодня».