第一节 上游 行业 发展状况 分析
一、铜 行业 的发展状况
2008年11月份,全国精炼铜产量为33.02万吨,同比下降2.3%;11月份,国内市场铜现货平均价为32048元/吨环比下降13.6%,同比下降48.4%。2008年1~11月,全国铜产量341万吨,增长9.6%,回落8.9个百分点。2008年10月份中国精炼铜产量同比减少8%至29.39万吨,1-10月总产量同比增加11%至307.75万吨。
1、中国进出口精炼铜 分析
据中国海关统计数据显示,1-9月份,国内进口精炼铜1-9月进口同比下降17.43%,至138,727吨。另外,出口方面,9月份精炼铜同比下降43.05%至2.443吨,1-9月份累计精炼铜出口下降1.36%至92.101吨。整体进出口情况与上年相比都低,这也说明净进口量要想全年超过上年估计很困难,国际环境直接殃及鱼池。
2、中国精炼铜产量 分析
据中国国家统计局最新公布,10月精炼铜产量同比下降8%,至293,900吨,1-10月精炼铜累计产量为3,077500吨,至2007年同期增加11%。而中国9月铜产量较上年同期增加4.7%,至317,000吨。1-9月铜产量较上年同期增加13.7%,至280万吨。这两组数据显示说明国内需求疲软促使企业出现减少产量来面对这次金融危机风暴。
二、铝 行业 的发展状况
受宏观经济形势影响,2008年我国铝 行业 经营环境急转直下,整个产业链陷入需求不足、发展增速下降的困境。2008年全年电解铝产量1318万吨,增长7.7%,回落26.1个百分点。其中自2008年9月国际金融危机全面爆发以来,电解铝月度产量开始出现负增长,到目前为止,全国电解铝减产约350万吨。主要有色金属价格大幅波动。一季度,国内外市场主要有色金属价格保持升势,4月份开始逐步回落,9月份以后大幅下跌。2008年12月份,国内市场铝现货平均价为11152元/吨,比年内最高价下跌43.1%,同比下跌37.9%。1-11月,有色金属 行业 累计实现利润1015亿元,同比下降25.8%。
三、钢铁 行业 的发展状况
2008年我国钢铁工业在国际、国内宏观经济背景下,经历了市场由需求旺盛到低迷的快速转变。上半年钢铁 行业 在原燃料大幅度上涨的情况下,生产水平保持适度增长,钢材价格不断攀升,钢铁产品出口明显回落,实现效益创下历史新高。进入下半年,受国际金融危机和国内经济减缓的影响,钢铁 行业 生产经营外部环境发生了重大变化,生产水平逐月下降,钢材价格急剧下跌,产品出口由低到高,盈利空间不断缩小。
2008年钢铁工业总体运行情况是:上半年总体保持稳定较快发展,产品价格和企业利润创历史最高水平;下半年钢材价格大幅回落,生产经营发生逆转,减产面一度高达30%。全年粗钢产量50049万吨,钢材产量58177万吨,分别比上年增长1.1%和3.6%,增幅同比回落14.6个和19.1个百分点。钢材出口5923万吨,下降5.5%;进口1543万吨,下降8.6%;铁矿砂进口44356万吨,增长15.9%。12月份,粗钢产量和钢材产量分别下降10.5%和1.7%,降幅分别比上月缩小1.9个和9.3个百分点。
钢材价格高起高落、低位趋稳。2008年12月末国内市场钢材价格综合指数为103.3,比上月末上涨1点。重点监测的11种钢材品种中,12月末有10种产品价格较11月末上涨,平均涨幅为2%,6.5mm盘条、10mm中板、0.5mm冷轧薄板平均价分别为3589元/吨、3863元/吨和4668元/吨,比上月末上涨21元/吨、92元/吨和59元/吨。前11个月,冶金 行业 实现利润2481亿元,增长9.2%。
第二节 下游产业发展情况 分析
一、2008年我国电子信息产业的发展状况
2008年,我国电子信息产业保持平稳发展,产业规模不断扩大,结构调整继续深化。2008年1~11月,我国规模以上电子信息产业累计实现主营业务收入51747.7亿元,同比增长16%,其中,制造业累计实现44770.4亿元,同比增长14%;制造业实现工业增加值10421.2亿元,同比增长16.9%。
2008年以来,我国电子信息产品进出口贸易保持平稳较快增长态势,但自下半年起增幅明显回落。1~11月,电子信息产品累计进出口总额8242.2亿美元,同比增长13.3%,增幅比上年同期下降10.3个百分点,低于同期全国商品进出口增幅7.6个百分点。
1~11月,电子信息产品进口总额3400亿美元,同比增长8.63%,增幅比上年同期下降11.7个百分点,低于同期全国外贸进口增幅14.2个百分点,占全国外贸进口额的32%,对全国外贸进口增长的贡献率达13.7%。进出口结构不断调整。通信设备、计算机、家用电子电器在出口中占据主导地位,电子器件、电子材料、电子仪器设备出口仍保持较快的增长速度,成为促进结构调整的新生力量。
2008年1~12月,我国主要电子产品生产情况如下:共生产电视机9123万台,比2007年同期增加了4.03%,其中彩色电视机共生产9033.08万台,比2007年同期上升了6.00%;数码相机产量达到8665万台,相比2007年同期的7405.98万台增长了17%;移动电话产量达6亿部,比2007年同期5.5亿部增加了9%;共生产微型电子计算机14703万台,比2007年同期的12897.37万台增加了14%%;共生产笔记本电脑110298万台,比2007年同期的8677.42万台增加了27.1%;共生产显示器14702万台,比2007年同期的15808.6万台减少了7%;集成电路总产量达到417.14亿块,比2007年同期增加了2.4%。
二、2008年我国机械工业的发展状况
2008年我国机械工业总产值达90740亿元,其中工业增加值超过2.2万亿元。2008年我国机械工业在连续实现6年20%以上高速发展的基础上,结构调整取得新进展,整体实力和水平继续提高,国际竞争力进一步增强。
2008年,我国机械工业产销分别增长23.43%和23.26%。前11个月,实现利润总额4605亿元,同比增长16.42%。重大装备的研制实现了许多新的突破,节能减排技术取得一批重要成果。在连年大幅增长的基础上,2008年重要机械产品产量再创历史新高。在列入快报统计的109种主要产品中,创历史新高的有75种,占全部品种的68.8%。其中,大中型拖拉机产量超21万台,同比增长12.8%;发电设备产量超过1.3亿千瓦,再创历史新高;汽车全年累计生产934.55万辆,销售938.05万辆,分别增长5.14%和6.70%。2008年我国机械产品进出口总值达4373亿美元,同比增长20.91%;其中出口2425亿美元,增长25.7%,外贸顺差477亿美元,比上年净增235亿美元,增长97.46%。2008年我国机械产品自给率已超过80%,对全国工业产值、利润增长的贡献率分别达18.49%和63.93%,对全国外贸出口增长的贡献率达23.55%,较好地发挥了支柱产业的作用,为国民经济发展和建设做出了应有贡献。
三、2008年我国环保 行业 的发展状况
2008年第4季度,受经济危机影响,环保产业虽然增速有所放缓,但仍保持较高速度的增长。
1~11月份全国环保、社会公共安全等专用设备制造业工业总产值1075.63亿元,同比增长27.38%,工业销售产值1034.10亿元,同比增长27.66%,增速分别比上年同期下降了9.66和12.08个百分点。
2008年4季度,我国环保专用设备产量增速明显下降,到12月底,全国累计生产环保专用设备117918台(套),同比增长26.27%,增速下降了3.64个百分点。分产品看,环境监测仪器仪表产量在扭转了2007年产量下降的态势之后,第4季度产量继续增长,累计生产55126台,同比增长38.8%,其中10、11月份产量分别同比增长118.3%和34.84%。水质污染防治专用设备产量增速放缓,4季度累计生产10230台(套),同比下降1.16%,增速同比下降了5.65个百分点。固体废弃物处理设备产量有所上升,1~12月累计生产5242台(套),同比增长3.27%。噪音与振动控制设备产量较2007年有所回升,12月份累积生产1143台(套),同比增长7.83%。大气污染防治设备和环保药剂与材料产量均较上年有显著增长,4季度这两种环保产品的产量分别为60430台(套)和42.6万吨,分别同比增长15.53%和23.36%。
第三节 产品技术发展现状
真空金属镀膜中常用的方法有真空蒸发和离子溅射。真空蒸发镀膜是在真空度不低于10-2Pa的环境中,用电阻加热或电子束和激光轰击等方法把要蒸发的材料加热到一定温度,使材料中分子或原子的热振动能量超过表面的束缚能,从而使大量分子或原子蒸发或升华,并直接沉淀在基片上形成薄膜。离子溅射镀膜是利用气体放电产生的正离子在电场的作用下的高速运动轰击作为阴极的靶,使靶材中的原子或分子逸出来而沉淀到被镀工件的表面,形成所需要的薄膜。
真空蒸发金属镀膜最常用的是电阻加热法,其优点是加热源的结构简单,造价低廉,操作方便;缺点是不适用于难熔金属和耐高温的介质材料。电子束加热和激光加热则能克服电阻加热的缺点。电子束加热上利用聚焦电子束直接对被轰击材料加热,电子束的动能变成热能,使材料蒸发。激光加热是利用大功率的激光作为加热源,但由于大功率激光器的造价很高,目前只能在少数 研究 性实验室中使用溅射技术与真空蒸发技术有所不同。“溅射”是指荷能粒子轰击固体表面(靶),使固体原子或分子从表面射出的现象。射出的粒子大多呈原子状态,常称为溅射原子。用于轰击靶的溅射粒子可以是电子,离子或中性粒子,因为离子在电场下易于加速获得所需要动能,因此大都采用离子作为轰击粒子。溅射过程建立在辉光放电的基础上,即溅射离子都来源于气体放电。不同的溅射技术所采用的辉光放电方式有所不同。直流二极溅射利用的是直流辉光放电;三极溅射是利用热阴极支持的辉光放电;射频溅射是利用射频辉光放电;磁控溅射是利用环状磁场控制下的辉光放电。
溅射技术镀膜与真空蒸发金属镀膜相比,有许多优点。如任何物质均可以溅射,尤其是高熔点,低蒸气压的元素和化合物;溅射膜与基板之间的附着性好;薄膜密度高;膜厚可控制和重复性好等。缺点是设备比较复杂,需要高压装置。
此外,将蒸发法与溅射法相结合,即为离子镀。这种方法的优点是得到的膜与基板间有极强的附着力,有较高的沉积速率,膜的密度高。
1、手机真空镀膜技术
目前,用于手机真空镀膜主要分为三种:
1)手机品EMI电磁屏蔽,此类镀膜可以应用于手机的表面镀膜处理,也可以直接替代原有的机壳内部的喷涂金属屏蔽漆。
2)手机屏幕的[wiki]光学[/wiki]涂层,此类镀膜已达到特定的光学性能,同时增加屏幕的[wiki]机械[/wiki]性能,目前已广泛应用。
3)手机外壳装饰性镀膜,此类镀膜主要目的是达到手机外壳给消费者以逼真的金属感。同时可以起到第一项中的EMI电磁屏蔽作用。
2、钢带真空镀膜技术
1)电子束钢带真空镀膜具有很多优点:
(1)可选择的镀膜材料多而不受材料熔点限制。能量密度很高的电子束可以使镀膜材在很短的时间达到3000℃~6000℃。因此,除了热镀锌中常见的镀锌、铝、锡之外,几乎所有的金属材料都可以蒸镀,还可镀种类众多的金属氮化膜,金属氧化膜和金属炭化物及各种复合膜。这为发展新型带钢材料提供了很大的自由度。
(2)镀膜材料利用率高,环境污染小。真空镀膜属干式镀膜,没有有害液体、气体的产生。
(3)带钢镀膜质量好,能获得均匀、平滑且极薄的镀膜,镀膜纯度高,耐蚀性和附着力好。钢带镀膜前可经电子束预热表面活化,镀膜纯度高,没有中间硬脆的合金层,可以一次冲压成型,甚至可以卷成直经很小的管而不脱落镀层。
(4)工艺灵活,改变品种方便,可以根据产品要求灵活地实现在钢带上镀单面、双面、单层、多层,可以同时镀两种材料达到镀混合膜。镀膜厚度易于控制,而且可以镀制超薄膜。
但是,带钢真空镀膜总的来说仍处在发展的初级阶段,在带钢表面处理中所占份额目前还远不能与热浸镀、电镀相比。阻碍带钢真空镀膜发展的主要原因是生产率低,成本较高。最有效的解决方法是开发研制高速,稳定的高功率蒸发源。
2)关键技术
大功率电子枪的开发和使用是带钢真空镀膜中的关键技术。一般的真空蒸发镀膜可以采用电阻加热和感应加热。它的设备较简单,但加热温度和蒸发速率较低。要满足连续式工业化生产钢带真空镀膜的需要,就必须使用加热速度快,熔化温度高的热源。国内外实践证明,大功率电子枪是钢带连续真空镀膜工艺的理想热源。这是因为:
(1)电子枪发射的电子束经聚焦后可达到极高的能量密度,轰击坩埚镀膜材料,可使其温度达到3000℃以上,远比电弧温度高。
(2)电子束能量转化率高达80%-90%,采用磁偏转系统可以方便地进行电子束聚焦和扫描,加热均匀。
(3)电子束只轰击镀膜材料表面,不会由于其它材料的掺入而引起夹杂问题。(4)电子枪使用时的束斑直径、电功率、加束电压、扫描轨迹、频率等参数都容易实现调节。(5)使用电子枪还可以在钢带镀膜生产过程中对被镀钢带进行真空预热,就是使用电子枪清洁钢带,轰击表面使其活化。通过电子束不停的扫描,钢带表面温度控制在200~550℃,这种预热是钢带镀膜和提高镀膜附着力所必须。
第四节 产品工艺特点或流程
1、真空金属镀膜工艺概述
真空金属镀膜技术是一种新颖的材料合成与加工的新技术,是表面工程技术领域的重要组成部分。PVD和CVD是真空金属镀膜的两项基本技术。PVD是一种物理气相沉积技术。我们通常把真空蒸发镀膜、真空溅射镀膜、真空离子镀膜称为“物理气相沉积”技术,简称为PVD技术。这种技术具有成本低,生产效率高,操作方便等特点,硬度高,具有防锈,防酸碱腐性能力强的优点,坚固耐用。CVD(化学气相沉积技术),是透过化学反应将具挥发性的成分与其它气体反应以产生非挥发性且沉积在Substrate上的固态产物如生成导体钨、多晶系,半导体单晶系,绝缘体介电材料PSG等等。所具备的特点是沉积的种类多样化,成本低,且能够批处理。
真空金属镀膜的一般工艺流程是:金属基材首先在大气中经过清洁处理,然后进入真空减压室,经电子枪等预热后,使镀膜材料的分子或原子沉积在行走的金属基材表面上,经冷却后形成镀膜层。金属基材再经增压室回到大气,这就是连续式的空到空(Air-to-Air)真空镀膜。在此流程中的关键技术是:在真空条件下,利用电子枪发射出的高能量密度的电子束轰击坩埚中的镀膜材料,将材料熔化后,使汽化的原子、分子成为具有一定的蒸发速率和蒸气压力的“蒸气云”、沉集在沿一定方向运动、表面经过预热和活化的金属基材上,冷却后形成均匀牢固的镀膜材料的膜层。国际上运用电子束镀膜技术的金属基材宽度达到1.25米,厚度达到1.2毫米,电子枪功率达到1500千瓦,最大镀膜速度可达到每分钟200米,镀膜材料也由开始仅限于金属铝,发展到可镀铜、镍、钛、铬、不锈钢等材料。
2、手机配件表面物理气相沉积锡的工艺
整体工艺大致为:素材检验---前处理---装夹具---上线---手动除尘---自动除尘---预热---底喷---流平---IR烘烤---冷却---UV固化---冷却---下线检验---上架---PVD---下架---上线---自动除尘---预热---面喷---流平---IR烘烤---冷却---UV固化---冷却---下线检验---拆夹具---包装。由于其它工艺比较简单,而且可控性好,具体讲锡的PVD制作。现目前市面上真空镀金属不导电膜主要分为用立式机蒸发镀和直流磁控溅射镀两种,其中又以立式真空机蒸发镀为主。
1)立式机磁控溅射法
(1)技术 分析
众所周知,磁控机的镀膜效果受靶材磁场均匀性,氩气在真空室的分布均匀性以及真空室内真空度的均匀程度等难以解决的问题的困扰,而这些问题依然是全世界都存在的技术瓶颈。还有镀膜时电压的稳定性,起弧和降压电流不稳定性等等问题。越是大的机型,这些问题越是明显,造成所制造的产品上中下部位甚至是同位置的产品膜厚和颜色相差悬殊,小型的设备相对好一些。但是,从生产成本和效率的角度来看,间歇式大型机有产量但没有质量保障,小型机质量较好但数量过低。因此,两种机型都不理想。
(2)解决方案
用磁控机镀银白色金属不导电膜,既要产量,又要质量,唯一的办法是采用小型连续式磁控溅射生产线。这种机型,既能相对解决大小型间歇式机型品质与数量的矛盾,又能避开间歇式机型每次镀膜都得起弧和降压所带来的影响。整体上来讲,这是现目前最理想的磁控镀银白色金属不导电膜的方式,缺点是设备投资较高。
2)立式蒸发镀膜法
(1)技术 分析
影响蒸发镀膜的效果几大要素主要为:真空度,真空室空间大小。镀膜材料的品质和份量,蒸发源的选择,产品与蒸发源的距离,蒸发源相互之间间距,蒸发电流大小和分布,蒸发时间,机器公自转速度等等蒸发源与蒸发源之间的间距,蒸发电流的大小和分布,蒸发时间,机器公自转速度等等。对于立式机,其中,真空度,真空室空间大小。镀膜材的品质和数量,蒸发源的选择,产品与蒸发源的距离,蒸发电流大小和分布,蒸发时间,机器公自转速度等等因素的可控性较高,在技术上对镀膜效果影响不大。但由于蒸发源需要水平装置,因此蒸发源之间的间距会较大,而这直接关系到上中下部位的产品甚至单个产品的不同位置和蒸发源之间的距离,也就直接影响到它们的厚度,造成单次出炉的产品颜色和导电性不均匀。
(2)解决方案
装置钨丝采用十字交叉并多层次高低交错,适当加装一些钨丝,尽可能的使蒸发源照射范围呈360度并层次分化距离较小。
3)卧式蒸发镀膜法
(1)技术 分析
结合上面对蒸发镀膜法的 分析 ,由于卧式机型本身就可以使水平装置的蒸发源之间零间距,相对立式机,能够叫好的解决上中下部位的产品甚至单个产品的不同位置和蒸发源之间的距离,也就是说可以得到较为理想的均匀膜层。唯一不足的地方就是对装挂方式的要求较高。
(2)解决方案
根据UV涂装设备的产品装挂方式,结合卧式机所需的方式,找出双方面都理想的装挂方式。
第五节 国内外技术未来发展趋势 分析
表面和薄膜科学、微电子器件及纳米技术的迅速发展,将使仪器开发和监测方法体系 研究 成为真空金属镀膜技术中的发展重点,而电子束蒸发源将是真空金属镀膜技术中的一种重要的加热方法和发展方向。
真空金属镀膜技术的生产线主要有以下几种发展趋势。
1、“空到空”全连续型。所谓“空到空”(Air-to-Air),指的是首先在大气中经过清洁处理,然后进入真空室,进行镀膜,再经增压室回到大气的连续式生产过程。该生产线包括了金属基材清洁前处理和缓冷、退火后处理等机组,并有活套装置以及压差室。设备结构和控制系统较复杂,投资较大,但生产效率高,容易达到规模产量,真正实现了从原料带卷到镀膜基材成品带卷的真空连续生产。其电子枪功率为300kW,可加工基材产品为带宽300毫米,厚0.2~0.8毫米,镀层2~8微米,带卷外径为1米,卷重1吨,镀膜材料为:铝、铜、钛、镍、锌、铬等,金属基材最大行走速度每分钟120米,年产量10000吨以上。
2、万能型。这是目前比较新型的生产线。它的特点是将金属基材清洁前处理,热浸镀,电子束蒸发镀三种工艺串在一起,形成完全连续式生产线,使湿法、干法两种镀膜工艺相互搭配兼容,生产经济、优质的镀膜基材。
3、多层镀膜型。该生产线采用电子束加热真空镀膜、真空溅射镀膜以及等离子辅助气相镀膜等多种现代电物理镀膜方法。金属基材的前处理分别采用了电子束预热清理和辉光放电等离子轰击。可对同一基材表面,运用不同镀膜方法进行多层镀膜。第一层镀膜要求附着力好,采用真空溅射镀膜;第二层使用电子束加热蒸发镀膜,具有电子束能量密度大,加热温度高,可镀材料范围广等优点;第三层使用等离子增强化学气相镀膜,这种镀膜均匀光滑,膜层硬,化学稳定性好,可用于最外层保护膜。这种生产线目前还主要用于科研开发。可加工基材宽度为300、500、800毫米。
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