Недавно в Ханчжоу произошла душераздирающая трагедия: 52-летняя женщина умерла после того, как случайно вступила в контакт с выброшенной гидрофторической кислотой во время ходьбы. Этот инцидент не только вызвал широкую озабоченность общественности по поводу управления химической безопасностью, но также принес гидрофторическую кислоту, химическое вещество, широко используемое в промышленности, но создавая значительные риски, обратно в центр внимания общественности. Между тем, рост высококачественных производственных технологий, таких как лазерная маркировка и лазерные машины для очистки, обеспечивает трансформационные возможности для традиционного применения гидрофторической кислоты, что может привести к его постепенному устранению.
В качестве высоко коррозийного химического вещества гидрофторическая кислота играет жизненно важную роль в промышленном производстве. Он в основном используется для стекла, где его химическая реакция с диоксидом кремния создает микроструктуры на стеклянных поверхностях. Он широко используется в оптических компонентах и производстве дисплеев. Кроме того, в химических лабораториях и электронных заводах гидрофторическая кислота используется в качестве чистящего агента для удаления металлических примесей и органических веществ с поверхностей полупроводниковых пластин для обеспечения выхода чипа.
Тем не менее, опасности гидрофторической кислоты намного превышают опасность обычных кислот. Он может быстро проникнуть в кожу и связываться с ионами кальция и магния в организме, вызывая тяжелое повреждение костей и мышц и даже системные нарушения метаболизма кальция. Еще более пугающее, начальное воздействие может быть безболезненным, но тяжелая боль и некроз тканей развивается через несколько часов. Задержка лечения может быть опасным для жизни. Недавняя смерть пожилой женщины в Ханчжоу от воздействия отходов гидрофторической кислоты является трагическим примером опасностей этого химического вещества.
Утилизация отходов гидрофлуорической кислоты одинаково критическая. Без профессиональной обработки он может загрязнять источники почвы и воды, что приводит к долгосрочному повреждению экосистемы. Этот инцидент подвергал серьезных опасностей безопасности гидрофлуорической кислоты в его хранении, транспортировке и утилизации, а также повысил серьезные проблемы общественности по поводу управления химической безопасностью.
В то время как гидрофлюорическая кислота вызывает проблемы безопасности, лазерная технология, с ее безопасностью, эффективностью и экологическими преимуществами, быстро проникает в высококлассное производство, становясь сильным конкурентом в гидрофторической кислоте.
В области стеклянной травления лазерные маркирующие машины демонстрируют значительный потенциал. Они используют высокоэнергетические лазерные лучи для локального нагрева стекла, плавления или испарения материала для создания шаблонов или текста с точностью микронного уровня. По сравнению с традиционным травлением гидрофлуорической кислоты, лазерные маркирующие машины предлагают такие преимущества, как неконтактная обработка, высокая точность, гибкость и широкая совместимость материала. Они избегают химической коррозии и не производят отходов, согласуясь с тенденцией к зеленому производству. Они обеспечивают быстрое переключение сложных моделей, удовлетворяя персонализированные потребности настройки. Они также подходят для различных материалов, включая обычное стекло, кварцевое стекло и сапфир.
Лазерные машины для чистки появляются в таких областях, как очистка полупроводников. Они используют ударную волнную эффект лазерных импульсов для удаления поверхностных загрязнителей (таких как масло, оксиды и остаточные клейкие слои) без необходимости химических растворителей. Эта технология является экологически чистой и без загрязнения, не создавая вредных веществ в процессе очистки и соблюдает экологические стандарты, такие как ROHS. Точная управляемость допускает регулируемые лазерные параметры, обеспечивая очистку микронного уровня и минимизацию повреждения субстрата. Они также высокоэффективны и энергоэффективны, обладают скоростью чистки в несколько раз быстрее, чем традиционные методы и снижение потребления энергии более чем на 30%.
Несмотря на значительные преимущества лазерной технологии, гидрофлуорической кислоте остается трудно полностью заменять в краткосрочной перспективе. Стоимость является ключевым фактором, поскольку первоначальные инвестиции в лазерное оборудование высокое, что оказывает значительное давление на малые и средние предприятия на переход. Кроме того, травление гидрофлуорической кислоты дает преимущества с точки зрения однородности и эффективности для специализированных применений, таких как ультратонкое стекло и крупные субстраты. В то же время традиционные отрасли, такие как полупроводники и фотоэлектрические процессы, в значительной степени зависят от процессов гидрофторической кислоты, и их замена потребуется время, чтобы доказать успешно.
Однако, с снижением лазерных затрат (например, цены на волокнистые лазеры упали более чем на 10% в год) и оптимизации процессов (например, технология многолучной параллельной обработки), экономическая жизнеспособность лазерной технологии будет продолжать улучшаться. Согласно прогнозам промышленности, к 2030 году лазерное травление будет составлять более 40% рынка стеклянной обработки, постепенно сокращая пространство применения для гидрофторической кислоты.
Чтобы ускорить замену гидрофторической кислоты, многие страны мира ввели политику и руководство. Китай включил лазерную обработку в свою «Стратегическую классификацию развивающихся отраслей (2018)» и поощряет ее применение в таких областях, как полупроводники и дисплеи. Европейский союз принял регулирование регистрации, оценки, разрешения и ограничения химических веществ (охватов), строго ограничивая использование гидрофлуорической кислоты и поощряя компании принять чистые технологии, такие как лазеры. Агентство Министерства обороны США Министерства обороны (DARPA) финансирует лазерный проект по производству микронано, направленный на разрыв монополии гидрофторической кислоты в производстве чипов высокого класса.
В то же время лазерные компании консолидируют свои преимущества посредством технологической итерации. Например, ведущая домашняя компания Chuking Chuke Intelligent Machinery Equipment Co., Ltd., ведущая отечественная компания в индустрии лазерной маркировки, использует сверхбыстрые лазеры (пикосекундные/фемтосекундные лазеры) для достижения «холодной обработки», избегая нагреваемых зон и пригодных для его высокого уровня, такого как стекло. Лазерные гибридные процессы объединяют лазерное и химическое травление, уменьшая использование гидрофторической кислоты в ключевых этапах и постепенно переходя к процессу с полностью лазером. Лазерное оборудование, оснащенное интеллектуальной интегрированной технологией, машинным зрением и алгоритмами искусственного интеллекта, может автоматически идентифицировать дефекты материала и регулировать параметры для улучшения доходности производства.
Трагедия женщины Ханчжоу служит пробуждением для управления химической безопасностью и подчеркивает срочность замены гидрофлюорической кислоты на лазерную технологию. Ожидается, что как руководство по политике, так и корпоративные инновации, Laser Technology постепенно заменят гидрофторическую кислоту в будущем, обеспечивая более безопасные, более эффективные и более экологически чистые решения для промышленного производства.