Em julho de 2026, a Rádio Central da China (CNR) fez uma reportagem especial sobre a conquista inovadora de Liu Zetan, jovem pesquisador do Instituto de Cerâmica de Xianyang do Instituto Geral de Materiais de Construção da China, e sua equipe — a moldagem integrada bem-sucedida de corpos de carboneto de silício (SiC) de grande porte em escala métrica, elevando a capacidade de fabricação de componentes cerâmicos avançados de "escala decimétrica" para um novo patamar de "escala métrica".

Este avanço marca um passo crucial para a China no caminho da autossuficiência e controle independente de materiais-chave de base cerâmica de alto nível.

O "feitiço dimensional" das cerâmicas avançadas

As cerâmicas avançadas de carboneto de silício (SiC), devido às suas excelentes propriedades como resistência a altas temperaturas, resistência à corrosão, alta dureza e baixa densidade, são amplamente reconhecidas como o "esqueleto" e a "armadura" dos equipamentos de ponta da próxima geração. Desde componentes de seção quente de motores aeronáuticos, estruturas de proteção térmica de naves espaciais, até peças centrais de equipamentos de fabricação de semicondutores e revestimentos de combustível de reatores nucleares, componentes cerâmicos de carboneto de silício de grande porte e alta confiabilidade são materiais estratégicos indispensáveis.

No entanto, a fabricação de cerâmicas avançadas enfrenta há muito tempo um "feitiço dimensional": uma vez que o tamanho ultrapassa o convencional, a dificuldade aumenta exponencialmente. À medida que o tamanho do corpo cerâmico avança para a escala métrica, as trincas induzidas por tensões internas tornam-se extremamente difíceis de controlar — mesmo o menor defeito pode levar ao fracasso total. Por muito tempo, a moldagem integrada de corpos de carboneto de silício de grande porte em escala métrica foi considerada pela indústria uma "missão impossível".

Este gargalo técnico restringiu diretamente a capacidade de fornecimento autônomo da China de componentes cerâmicos de alto nível para áreas estratégicas como aeroespacial, semicondutores e energia nuclear.

Desmontando o "impossível" com "princípios fundamentais"

Diante deste desafio reconhecido pela indústria, a equipe do Instituto de Cerâmica de Xianyang do Instituto Geral de Materiais de Construção da China não optou por fazer ajustes superficiais nos processos existentes, mas escolheu um caminho mais fundamental — romper o impasse usando "princípios fundamentais".

Voltando à origem físico-química para reentender a "fissuração"

A abordagem de Liu Zetan e sua equipe foi: zerar os preconceitos empíricos e retornar às teorias físicas e químicas mais básicas. Eles "desmontaram" todo o processo de moldagem, partindo dos mecanismos mais fundamentais para reorganizar e otimizar cada etapa.

Durante a transição para o processo de moldagem por injeção de gel via via úmida, o aumento do teor de sólidos da suspensão encontrou um impasse. A equipe não se deixou abater superficialmente, mas voltou às questões mais básicas: Qual é a conformação de dispersão dos componentes dispersantes na solução? Quais são as interações profundas com as matérias-primas? O que significa cada detalhe dos aditivos?

Através de extensa revisão bibliográfica, experimentos repetidos e discussões em equipe, eles não apenas superaram o gargalo técnico, mas também estabeleceram um modelo de pensamento para derivar problemas de processo a partir de princípios fundamentais.

Persistindo na lógica fundamental, eliminando riscos passo a passo

Ao superar o desafio da moldagem de corpos de grande porte em escala métrica, a equipe "desmontou" completamente todo o fluxo do processo, realizando deduções teóricas e verificações experimentais para cada etapa. Quando necessário, romperam decisivamente com as rotas de processo tradicionais.

Desde a preparação da suspensão, moldagem por injeção, até a secagem e sinterização, cada etapa foi reexaminada e otimizada, eliminando gradualmente os pontos de risco de fissuração. Finalmente, o corpo de grande porte em escala métrica foi obtido com sucesso, elevando o desempenho geral do produto a um novo patamar.

"Filosofia da luz noturna": fragmentar grandes objetivos em ações diárias concretas

Liu Zetan resume esta metodologia como a "filosofia da luz noturna": "A pressão vem da magnitude do objetivo geral e da ansiedade do desconhecido. É como dirigir à noite: os faróis só iluminam 50 metros à frente, mas isso não impede de chegar ao destino."

Ele fragmenta os grandes objetivos em ações diárias concretas — hoje otimizar um parâmetro, amanhã validar uma formulação, depois de amanhã ajustar uma curva de aquecimento. É esta forma de pensar, de "transformar obstáculos em degraus", que permitiu à equipe avançar passo a passo até o fim diante de tarefas aparentemente impossíveis.

Da "orientação empírica" à "orientação por princípios fundamentais"

O valor profundo desta conquista não reside apenas na fabricação de um corpo de carboneto de silício de grande porte, mas também no estabelecimento de um paradigma de pesquisa e desenvolvimento replicável "orientado por princípios fundamentais".

A otimização tradicional de processos cerâmicos geralmente depende do acúmulo de experiência e do método de tentativa e erro — ajustar um parâmetro, observar o resultado, depois ajustar o próximo. Esta abordagem é extremamente ineficiente e de alto risco ao lidar com problemas de tensão interna amplificados de forma não linear pela escala métrica.

Já a abordagem da equipe de Liu Zetan é: não se contentar em "saber como fazer", mas questionar "por que fazer assim". Desde a conformação molecular dos dispersantes até as forças de interação entre partículas, desde o comportamento reológico da suspensão até a evolução das tensões durante a secagem — cada etapa é deduzida com base nos princípios físico-químicos mais fundamentais.

Esta metodologia de "dominar completamente a pesquisa básica" não apenas resolveu o problema técnico atual, mas também dotou a equipe da capacidade de aprender por analogia e superar rapidamente novos desafios.

Salto estratégico do "gargalo" ao "fabricado na China"

Aeroespacial: equipando os "grandes equipamentos nacionais" com motores cerâmicos autônomos

Componentes cerâmicos de carboneto de silício de grande porte são materiais-chave para componentes de seção quente de motores aeronáuticos e sistemas de proteção térmica de veículos espaciais. Anteriormente, devido às limitações de capacidade de fabricação, a China dependia de importações ou estava sujeita a bloqueios tecnológicos estrangeiros nessas áreas. O avanço na tecnologia de moldagem integrada de corpos de carboneto de silício em escala métrica fornece a base material para a autonomia de componentes-chave de "grandes equipamentos nacionais", como aeronaves comerciais nacionais e novos foguetes lançadores.

Fabricação de semicondutores: rompendo o "gargalo" de componentes centrais de equipamentos

No campo da fabricação de semicondutores, o carboneto de silício é um material indispensável para componentes de equipamentos centrais, como máquinas de gravação e equipamentos de tratamento térmico. A capacidade de fabricação autônoma de componentes de carboneto de silício de grande porte e alta pureza está diretamente relacionada ao controle autônomo da cadeia industrial de chips da China. Este avanço tecnológico tem o potencial de quebrar a situação passiva de dependência de importações de componentes cerâmicos centrais para equipamentos semicondutores.

Energia nuclear: fornecendo "recipientes" confiáveis para reatores avançados

Devido à sua excelente economia de nêutrons e estabilidade a altas temperaturas, o carboneto de silício é amplamente estudado para uso em revestimentos de combustível e materiais estruturais de reatores nucleares de próxima geração. A tecnologia de moldagem integrada de corpos de grande porte em escala métrica oferece um caminho de fabricação viável para atender à demanda por grandes componentes estruturais cerâmicos no setor de energia nuclear.

Transbordamento tecnológico: irradiando toda a cadeia industrial de cerâmicas avançadas

O modelo de pensamento e a metodologia de "derivar problemas de processo a partir de princípios fundamentais" estabelecidos pela equipe podem ser irradiados para outros sistemas de cerâmicas avançadas, como cerâmicas de óxido e cerâmicas de nitreto. Este avanço não é apenas um progresso no campo do carboneto de silício, mas também impulsionará toda a indústria de cerâmicas avançadas a passar da "exploração empírica" para o "design científico".