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工業(yè)和信息化部在《原子級制造揭榜掛帥任務榜單》將“粉體原子級包覆技術與裝備"列為重點攻關方向，明確提出“到 2026 年實現 < 1nm 薄膜沉積、批處理能力 >10kg/批次"的目標，直指行業(yè)痛點。粉體原子層沉積（ALD）技術，憑借其原子級精度、三維均勻包覆與工藝可擴展性，成為破局關鍵。

PART.ONE  原子制造的變革：粉末原子層沉積(PALD)技術

當“原子制造"一詞被提起，仍會將其與半導體平面工藝緊密關聯——那些在硅片上精準堆疊的納米薄膜、為芯片性能賦能的原子級溝槽結構，似乎定義了原子制造的邊界。然而，在材料科學的多維世界中，一場更廣闊的革命正在發(fā)生：粉體原子層沉積技術（PALD），將原子級精度從平面拓展至三維粉體，為能源、化工、醫(yī)藥乃至航空航天領域開辟全新可能。

在原子級制造的浪潮中，粉體表面原子層沉積技術（PALD）因其精準的納米級涂層控制能力，成為能源、化工、電子及先進材料領域的核心技術。然而，如何實現批量化、高一致性的粉體原子級包覆，一直是行業(yè)亟待突破的難題。在“雙碳"目標驅動下，新能源、制造與綠色化工領域對材料性能的極限要求日益迫切——鋰電材料需要更穩(wěn)定的界面以延長壽命，催化劑追求更高的活性與抗燒結性，含能材料亟需致密鈍化層以保障安全……傳統(tǒng)包覆技術因均勻性差、厚度不可控等問題，已難以滿足這些需求。

左：理想的超薄致密涂層（ALD 實現）；

中：非致密厚涂層；右：島狀不均勻包覆

Forge Nano 憑借領（ling）先的粉體 ALD 技術，以創(chuàng)新技術直擊痛點，為原子制造專項任務提供標（biaogan）桿級解決方案。

? 粉體 ALD 的創(chuàng)新核心，正是突破這一局限：

• 三維包裹，均勻性：通過流化床、振動床等技術，使粉末顆粒在反應器中充分分散，前驅體分子可滲透至顆粒間隙甚至多孔結構內部，實現 360° 原子級包覆，解決傳統(tǒng)包覆技術的“陰影效應"。

   

• 自限制反應，厚度精準可控：與平面 ALD 相同，粉體 ALD 通過自限制性半反應逐層生長，即使面對納米級凹凸表面，也能確保每層沉積厚度精確至亞納米級（<1nm），避免液相包覆的“島狀生長"或氣相沉積的“過厚堆積"。

   

• 材料普適性，賦能全域場景：從鋰電正極材料、金屬催化劑到藥物顆粒，粉體 ALD 可兼容氧化物、氮化物、有機物等多種涂層，且工藝溫度范圍廣（常溫至 400℃），滿足熱敏感與高溫材料的雙重需求。

   

• 大批量包覆，讓工藝放大成為可能：真正困擾工業(yè)界的是如何將實驗室量級擴展到工業(yè)應用，這需要從前端開發(fā)時就有匹配量級的設備及配方工藝。而粉體 ALD 設備有效解決了常規(guī)平面 ALD設備無法解決的放大問題。

使用 Forge Nano 粉體 ALD 技術在多種顆粒表面進行原子制造，包括進行功能性無機/有機涂層，界面改性，團簇負載等。

往期精選：一文了解粉末原子層沉積（PALD）技術及其實現方法

PART.TWO  從毫克到千噸：原子制造規(guī)模化

Prometheus XL 系統(tǒng)：專為粉體原子制造而生

作為 Forge Nano 旗艦產品，Prometheus XL 系統(tǒng)專為大規(guī)模粉末 ALD 研發(fā)與中試設計，契合《原子級制造揭榜掛帥任務榜單》中“粉體原子級包覆技術與裝備"專項的核心需求。

• 批量化處理能力：單次處理量達 1-20L（依粉末密度可達 10kg 以上），滿足“批處理能力>10kg/批次"的專項目標，助力客戶快速實現從實驗室到工業(yè)化的工藝放大。

• 原子級精度控制：通過自限制性半反應機制，實現 <1nm 的薄膜厚度控制，確保涂層均勻無針孔，顯著提升粉體性能（如催化活性、電池安全性）。

• 在線質譜監(jiān)測：集成殘余氣體分析儀（RGA），實時監(jiān)控反應進程，精準評估涂層質量，保障批次一致性 >95%。

• 惰性環(huán)境兼容：支持氣動/真空惰性裝卸，確保空氣敏感材料（如金屬粉、含能材料）的安全處理，滿足“粉體表面致密鈍化"的嚴苛要求。

• 靈活升級擴展：可擴展至 8 種前驅體通道，支持高壓還原、正壓 ALD 等工藝升級，適應多場景研發(fā)需求。

01.技術優(yōu)勢：定義行業(yè)標（biao）桿

• 大批量公斤級流化床 ALD 系統(tǒng)：大容量流化床反應器，結合振動與高剪切射流技術，解決粉末團聚難題，實現超均勻包覆。

• 400℃ 高溫工藝：行業(yè)最高工藝溫度，覆蓋從鋰電材料到高溫催化劑的全場景需求。

• 自動化與智能化：HMI人機界面支持配方化操作與遠程監(jiān)控，降低人工依賴，提升工藝復現性。

• 綠色制造：內置活性氧化鋁尾氣過濾系統(tǒng)，減少前驅體逸散，符合嚴苛環(huán)保標準。

02.賦能原子制造，引（ying）領行業(yè)應用

Prometheus XL系統(tǒng)已成功應用于多個前沿領域，成為原子級制造技術落地的核心裝備：

• 新能源材料：為鋰電正極材料包覆納米氧化鋁涂層，提升循環(huán)壽命與熱穩(wěn)定性，已用于 6K Energy 千噸級 NCM 811 產品線以及 Forge Battery 的美國本土電池 1GWh 項目中。

• 高效催化：與美國國家實驗室合作，開發(fā)Pd/Al?O? 催化劑，高溫下抗燒結性能提升300%，推動芳烴氫化工藝革新。

• 粉末冶金/磁性粉：通過包覆改善金屬粉體流動性，推動 3D 打印技術突破。通過絕緣層包覆，改善磁性材料絕緣性和耐高壓性能。