Повеќекратната употреба на прав од алумина во автомобилската индустрија
Влезете во кој било современ автомобил и ќе откриетеправ од алуминиум тивко извршувајќи повеќе функции, но сепак ретко забележувајќи ги потрошувачите. Денес, да ја подигнеме хаубата и да видиме како овој бел прав длабоко учествува во движењето на „целото тело“ на автомобилот.
Ⅰ. „Тврдите коски“ на сопирачките плочки
„Слаби сопирачки? Најверојатно материјалот за триење не е доволно цврст!“, се жалел техничар во фабрика за плочки за сопирачки додека ги тестирал сопирачките. Неговата моќност е извонредна: додавањето само 3%-5% на материјалот за триење може драматично да ја зголеми површинската тврдост на плочките за сопирачки. Тоа е како микрослој од оклоп, спречувајќи го да се деформира или распадне под дејство на триење на висока температура. Податоците од „Hangzhou Jikang New Materials“ покажуваат дека додавањето на овој додаток ја подобрува отпорноста на абење на плочките за сопирачки за над 15%, што го прави алатка за заштеда на трошоци за такси возила со чести тргнувања и запирања.
Уште подобра е неговата издржливост - киселинска и алкална корозија? Нема проблем! Температури од 800°C? Дури и издржливост! Проблемите со 'рѓа и шкрипење на традиционалните метални влошки за сопирачки лесно се решаваат со керамичката формула збогатена со нано-алумина.
II. „Куќа од саќе“ за прочистување на издувните гасови
Во фабрика за катализатори во Пекинг, работниците нанесуваат кремаста кашеста маса на керамички носач во форма на саќе. Јадрото на оваа кашеста маса е гама-фаза. нано-алумина, со површина од 130-200 м²/г. Ова значи дека еден грам од овој материјал, распореден на половина од големината на кошаркарско игралиште, е еквивалентен на 3 пати поголема големина.
Кога издувните гасови од возилата минуваат низ овие нано-премази, молекулите на јаглерод моноксид и азотен оксид цврсто се адсорбираат на површините на порите на алуминиумот. Потоа катализаторите од скапоцени метали дејствуваат, претворајќи ги во безопасни гасови. Техничар во Jingcheng New Materials употреби аналогија: „Алумината е како скеле на зграда, дозволувајќи им на платината и паладиумот, „ВИП“, да стојат цврсто и да работат понапорно!“
Експериментите покажаа дека катализаторите што користат 10-30nmалумина зголемување на активноста на ниски температури за речиси 20% - што значи брзо прочистување на издувните гасови дури и за време на ладно стартување, што е клучно за исполнување на строгите кинески стандарди за емисија VIb.
III. „Ладење на лепенка“ за батерии
Од што најмногу се плашат сопствениците на возила на нова енергија? Прегревање на батеријата! Инженер во „Хангџоу Џиупенг Њу Материјалс“ прикажа туба со термоспроводлив гел сличен на паста за заби: „Го гледате тој сребрен сјај? 60% од него е сферичен алумина!“ Термоспроводливиот прав од алумина CY-L15S делува како „ладен лепенка“ за ќелијата на батеријата.
Традиционалната силиконска маст има топлинска спроводливост од само 1,5 W/mK, додека гелот исполнет со алуминиумска оксид може да достигне над 6 W/mK. Тестовите на батерија од CATL покажаа дека додавањето слој од алуминиумска оксид што е термоспроводлив ја намалува температурната разлика во ќелиите на батеријата за време на брзото полнење од 15°C до 5°C - колку е помала температурната разлика, толку е подолг векот на траење на батеријата.
Планот за проширување на „Тјанма Њу Материјалс“ дополнително ја потврдува зголемената побарувачка: започна проект за производство на 5.000 тони алуминиумски прав со висока топлинска спроводливост годишно, насочен кон пазарот за ладење за триелектричните системи на возилата со нова енергија.
IV. Лесен „Засилувач“
„Намалувањето на тежината без жртвување на цврстината“ е клучот за намалување на тежината на возилата. Во собата за примероци на „Шангај Гаокван Кемикал“, микроправ од α-фазен алумина со калибар 80-160 е вграден во епоксидна смола: „Додавањето може да ја намали дебелината на ѕидот на држачот на браникот за 0,5 мм, а всушност да ја зголеми неговата цврстина!“
Принципот е сличен на армиран бетон:честички од алуминиумформираат „микро-скелет“ во пластиката. Податоците од одреден производител на автомобили покажуваат дека додавањето на 30% алумина во полиамидниот материјал во внатрешноста на хаубата на моторот ја зголемува температурата на топлинска деформација од 160°C на 290°C - спас за компонентите во близина на турбополначот.
Уште подобра е цената: засилувањето од јаглеродни влакна е скапо како златото, додека композитите од алумина чинат само една третина помалку.
V. Свеќичка „Огноотпорен оклоп“
Расклопете ја свеќичката од моторот и ќе го видите блескавиот сјај на микроправ од алумина на висока температура на керамичкиот изолатор. Извештајот од тестот од Шангајската хемиска индустрија Гаокван покажува дека керамичкото тело, составено од 96% α-фазен алумина, може да издржи ненадејни експлозии на 1700°C.
„Користевме обична керамика, а тие пукаа и протекуваа по 80.000 километри.“ Главниот инженер на фабрика за свеќички држеше новоразвиенаалуминиумска керамика тело и рече: „Сега, по 150.000 километри, дури и ако електродите изгорат, керамиката останува недопрена!“ Ова се должи на „робусниот“ карактер на алумината - не се лази на високи температури и има низок коефициент на термичка експанзија, што ја прави цврста основа во рамките на „Пламената Планина“ на цилиндерот.
VI. „Нов ас“ за идното бојно поле
Иновациите во алумината продолжуваат со несмалено темпо. Алумината модифицирана со ретки земни елементи веќе остави свој белег во лабораторијата: плочките за сопирање што содржат траги од итриум оксид ја подобруваат отпорноста на абење за 10%, додека премазите од катализатор збогатени со цериум оксид го продолжуваат животниот век за 30%.
Посовремени апликации лежат во интелигентното возење - милиметарските радарски леќи бараат материјали кои се и брановопропустливи и топлински дисипатори. Компанија од Хангжу тестира композитен материјал од алуминиум/силикон: неговата диелектрична константа останува стабилна на 3,2, а неговата топлинска спроводливост е пет пати поголема од онаа на традиционалната пластика, што му овозможува на радарот прецизно да го „гледа“ патот дури и на температури од 120°C.
Од традиционални возила на гориво до електрични паметни автомобили, вредносниот синџир направ од алуминиумпродолжува да се шири. Можеби никогаш нема да се појави во брошурите за возила, но кога го држиме воланот, секоја безбедна сопирачка, секое ефикасно ослободување на електрична енергија и секое чисто издишување е тивко заштитено од овој бел прав, скриен од погледот.
И со појавата на нови боишта како што се термоизолациските влошки за батерии во цврста состојба и водилките за водородни горивни ќелии, патот на алумината да стане „скриен шампион“ продолжува да се шири.