Daugiafunkcinis aliuminio oksido miltelių panaudojimas automobilių pramonėje
Įženkite į bet kurį modernų automobilį ir pamatysitealiuminio oksido milteliai tyliai atliekantis kelias funkcijas, tačiau vartotojų to retai pastebintis. Šiandien pakelkime variklio dangtį ir pažiūrėkime, kaip šie balti milteliai giliai dalyvauja automobilio „viso kūno“ judėjime.
II. Stabdžių trinkelių „kietieji kaulai“
„Silpni stabdžiai? Greičiausiai trinties medžiaga nėra pakankamai kieta!“ – apgailestavo stabdžių kaladėlių gamyklos technikas, bandydamas stabdžius. Jos galingumas įspūdingas: vos 3–5 % trinties medžiagos pridėjimas prie trinties medžiagos gali smarkiai padidinti stabdžių kaladėlių paviršiaus kietumą. Tai tarsi šarvo mikrosluoksnis, apsaugantis jas nuo deformacijos ar subyrėjimo dėl aukštos temperatūros trinties. „Hangzhou Jikang New Materials“ duomenys rodo, kad pridėjus šį priedą, stabdžių kaladėlių atsparumas dilimui padidėja daugiau nei 15 %, todėl tai yra ekonomiška priemonė taksi automobiliams, kurie dažnai pajuda iš vietos ir sustoja.
Dar geresnis jų patvarumas – rūgščių ir šarmų korozija? Jokių problemų! 800 °C temperatūra? Netgi atlaiko! Tradicinių metalinių stabdžių trinkelių rūdijimo ir cypimo problemas lengvai išsprendžia nano aliuminio oksidu sustiprinta keraminė formulė.
II. Išmetamųjų dujų valymo „korio namas“
Pekino katalizatorių gamykloje darbuotojai tepa kreminę suspensiją ant korio formos keraminio nešiklio. Šios suspensijos šerdyje yra gama fazės dalelių. nano-aliuminio oksidas, kurio paviršiaus plotas yra 130–200 m²/g. Tai reiškia, kad vienas gramas šios medžiagos, paskleistas per pusę krepšinio aikštelės, prilygsta 3 kartus didesniam plotui.
Kai transporto priemonės išmetamosios dujos praeina pro šias nanodangas, anglies monoksido ir azoto oksido molekulės tvirtai adsorbuojamos ant aliuminio oksido porų paviršių. Tada veikia tauriųjų metalų katalizatoriai, paversdami juos nekenksmingomis dujomis. „Jingcheng New Materials“ technikas panaudojo analogiją: „Aliuminio oksidas yra tarsi pastato pastoliai, leidžiantys platinai ir paladžiui, „VIP“, tvirtai įsitaisyti ir dirbti efektyviau!“
Eksperimentai parodė, kad katalizatoriai, naudojantys 10–30 nmaliuminio oksidas beveik 20 % padidinti žemos temperatūros aktyvumą, o tai reiškia greitą išmetamųjų dujų valymą net ir šalto užvedimo metu, o tai labai svarbu norint laikytis griežtų Kinijos VIb išmetamųjų teršalų standartų.
III. Akumuliatorių blokų „aušinimo pleistras“
Ko labiausiai bijo naujų energijos šaltinių turinčių transporto priemonių savininkai? Akumuliatoriaus perkaitimo! „Hangzhou Jiupeng New Materials“ inžinierius parodė dantų pastos pavidalo šilumą laidžios gelio tūbelę: „Matote tą sidabrinį blizgesį? 60 % jo sudaro sferinis aliuminio oksidas!“ CY-L15S aliuminio oksido šilumą laidūs milteliai veikia kaip „aušinimo pleistras“ akumuliatoriaus elementui.
Tradicinio silikoninio tepalo šilumos laidumas tesiekia 1,5 W/mK, o aliuminio oksidu užpildyto gelio šilumos laidumas gali siekti daugiau nei 6 W/mK. CATL akumuliatorių bloko bandymai parodė, kad pridėjus aliuminio oksido šilumos laidumo sluoksnį, greitojo įkrovimo metu temperatūros skirtumas akumuliatoriaus elementuose sumažėjo nuo 15 °C iki 5 °C – kuo mažesnis temperatūros skirtumas, tuo ilgesnis akumuliatoriaus veikimo laikas.
„Tianma New Materials“ plėtros planas dar kartą patvirtina augančią paklausą: pradėtas projektas, pagal kurį kasmet pagaminama 5000 tonų didelio šilumos laidumo aliuminio oksido miltelių, skirtas naujų energijos šaltinių transporto priemonių trijų elektrinių sistemų aušinimo rinkai.
IV. Lengvasvoris „Armatūros žmogus“
„Svorio mažinimas neprarandant stiprumo“ – tai raktas į lengvesnių transporto priemonių masę. „Shanghai Gaoquan Chemical“ bandymų patalpoje į epoksidinę dervą įmaišomi 80–160 kalibro α fazės aliuminio oksido mikromilteliai: „Jų pridėjus, buferio laikiklio sienelės storis gali sumažėti 0,5 mm, tuo pačiu padidinant jo stiprumą!“
Principas panašus į gelžbetonį:aliuminio oksido dalelėssudaro „mikroskeletą“ plastiko viduje. Tam tikro automobilių gamintojo duomenys rodo, kad pridėjus 30 % aliuminio oksido prie poliamido medžiagos variklio gaubto viduje, šiluminės deformacijos temperatūra padidėja nuo 160 °C iki 290 °C – tai išsigelbėjimas komponentams šalia turbokompresoriaus.
Dar geresnė yra kaina: anglies pluošto armatūra yra tokia pat brangi kaip auksas, o aliuminio oksido kompozitai kainuoja tik trečdaliu tiek.
V. Uždegimo žvakė „Ugniai atsparus šarvas“
Išardykite variklio uždegimo žvakę ir pamatysite spindintį aukštos temperatūros aliuminio oksido mikromiltelių švytėjimą ant keraminio izoliatoriaus. Šanchajaus „Gaoquan Chemical Industry“ bandymų ataskaita rodo, kad keraminis korpusas, sudarytas iš 96 % α fazės aliuminio oksido, gali atlaikyti staigius sprogimus 1700 °C temperatūroje.
„Anksčiau naudodavome įprastą keramiką, o nuvažiavę 80 000 kilometrų, ji įtrūkdavo ir pradėdavo leisti vandenį.“ Uždegimo žvakių gamyklos vyriausiasis inžinierius laikė naujai sukurtą žvakę.aliuminio oksido keramika kūną ir pasakė: „Dabar, nuvažiavus 150 000 kilometrų, net jei elektrodai perdega, keramika lieka nepažeista!“ Taip yra dėl aliuminio oksido „tvirtumo“ – jis nešliaužia aukštoje temperatūroje ir turi mažą šiluminio plėtimosi koeficientą, todėl yra tvirtas pamatas cilindro „Liepsnojančiame kalne“.
VI. „Naujas asas“ ateities mūšio lauke
Aliuminio oksido inovacijos tęsiasi nesustabdomai. Retųjų žemių modifikuotas aliuminio oksidas jau paliko savo pėdsaką laboratorijoje: stabdžių trinkelės, kuriose yra nedidelis kiekis itrio oksido, 10 % padidina atsparumą dilimui, o cerio oksidu sustiprintos katalizatoriaus dangos 30 % pailgina jų tarnavimo laiką.
Pažangesnės pritaikymo galimybės slypi išmaniajame vairavime – milimetrinių bangų radarų lęšiams reikalingos medžiagos, kurios praleidžia bangas ir išsklaido šilumą. Hangdžou įmonė testuoja aliuminio oksido ir silikono kompozicinę medžiagą: jos dielektrinė konstanta išlieka stabili – 3,2, o šilumos laidumas yra penkis kartus didesnis nei tradicinių plastikų, todėl radaras tiksliai „mato“ kelią net esant 120 °C temperatūrai.
Nuo tradicinių degalų transporto priemonių iki elektrinių išmaniųjų automobilių – vertės grandinėaliuminio oksido milteliaitoliau plečiasi. Galbūt jis niekada nepasirodys automobilių brošiūrose, bet kai laikome vairą, kiekvienas saugus stabdymas, kiekvienas efektyvus elektros energijos išsiskyrimas ir kiekvienas švarus iškvėpimas yra tyliai apsaugoti šių baltų miltelių, paslėptų nuo akių.
Atsiradus naujiems mūšio laukams, tokiems kaip kietojo kūno akumuliatorių šilumos izoliacijos pagalvėlės ir vandenilio kuro elementų krūvos kreipiamosios plokštės, aliuminio oksido kelias tapti „paslėptu čempionu“ toliau plečiasi.