Višestruka upotreba aluminijevog praha u automobilskoj industriji
Uđite u bilo koji moderni automobil i otkrit ćetealuminijev prah tiho obavlja više funkcija, a ipak ih potrošači rijetko primjećuju. Danas ćemo podići poklopac motora i vidjeti kako ovaj bijeli prah duboko učestvuje u kretanju "cijelog tijela" automobila.
Ⅰ. „Tvrde kosti“ kočionih pločica
„Slabe kočnice? Najvjerovatnije materijal za trenje nije dovoljno tvrd!“, jadikovao je tehničar u fabrici kočionih pločica dok je testirao kočnice. Njegova snaga je izuzetna: dodavanje samo 3%-5% materijalu za trenje može dramatično povećati površinsku tvrdoću kočione pločice. To je kao mikrosloj oklopa, koji sprječava da se deformiše ili raspadne pod trenjem na visokim temperaturama. Podaci kompanije Hangzhou Jikang New Materials pokazuju da dodavanje ovog aditiva poboljšava otpornost kočionih pločica na habanje za preko 15%, što ga čini alatom za uštedu troškova za taksije sa čestim kretanjima i zaustavljanjima.
Još bolja je njegova izdržljivost – korozija uzrokovana kiselinama i bazama? Nema problema! Temperature od 800°C? Čak i otporne! Problemi s hrđom i škripanjem tradicionalnih metalnih kočionih pločica lako se rješavaju keramičkom formulom poboljšanom nano-aluminom.
II. „Kuća od saća“ za prečišćavanje izduvnih gasova
U fabrici katalizatora u Pekingu, radnici nanose kremastu suspenziju na keramički nosač u obliku saća. Jezgro ove suspenzije je gama-faza. nano-alumina, s površinom od 130-200 m²/g. To znači da je jedan gram ovog materijala, raširen po polovini veličine košarkaškog terena, ekvivalentan trostrukoj veličini.
Kada ispušni plinovi vozila prolaze kroz ove nano-premaz, molekule ugljičnog monoksida i dušikovog oksida čvrsto se adsorbiraju na površinama pora aluminijevog oksida. Katalizatori od plemenitih metala zatim djeluju, pretvarajući ih u bezopasne plinove. Tehničar u Jingcheng New Materials upotrijebio je analogiju: „Aluminijev oksid je poput skele zgrade, omogućavajući platini i paladiju, 'VIP-ovima', da čvrsto stoje i rade jače!“
Eksperimenti su pokazali da katalizatori koji koriste 10-30 nmaluminijum oksid povećati aktivnost na niskim temperaturama za skoro 20% - što znači brzo prečišćavanje izduvnih gasova čak i tokom hladnog starta, što je ključno za ispunjavanje strogih kineskih VIb standarda emisije.
III. „Rashladni flaster“ za baterijske pakete
Čega se vlasnici vozila na novi pogon najviše boje? Pregrijavanja akumulatora! Inženjer u kompaniji Hangzhou Jiupeng New Materials pokazao je tubu termoprovodljivog gela nalik pasti za zube: „Vidite li taj srebrni sjaj? 60% je sferni aluminijum oksid!“ Termoprovodljivi prah od aluminijum oksida CY-L15S djeluje kao „flaster za hlađenje“ za baterijsku ćeliju.
Tradicionalna silikonska mast ima toplinsku provodljivost od samo 1,5 W/mK, dok gel punjen aluminijevim oksidom može doseći preko 6 W/mK. Testovi na baterijskom paketu kompanije CATL pokazali su da dodavanje sloja aluminijevog oksida koji provodi toplinsku provodljivost smanjuje temperaturnu razliku u ćelijama baterije tokom brzog punjenja sa 15°C na unutar 5°C - što je manja temperaturna razlika, to je vijek trajanja baterije duži.
Plan širenja kompanije Tianma New Materials dodatno potvrđuje rastuću potražnju: započet je projekat proizvodnje 5.000 tona praha aluminijumskog oksida visoke toplotne provodljivosti godišnje, usmjeren na tržište hlađenja za troelektrične sisteme vozila s novim izvorima energije.
IV. Lagani "armaturaš"
„Smanjenje težine bez žrtvovanja čvrstoće“ je ključ za smanjenje težine vozila. U prostoriji za uzorke kompanije Shanghai Gaoquan Chemical, mikroprah aluminijumskog oksida α-faze kalibra 80-160 ugrađuje se u epoksidnu smolu: „Njegovo dodavanje može smanjiti debljinu stijenke nosača branika za 0,5 mm, a istovremeno povećati njegovu čvrstoću!“
Princip je sličan kao kod armiranog betona:čestice aluminijevog oksidaformiraju "mikro-skelet" unutar plastike. Podaci određenog proizvođača automobila pokazuju da dodavanje 30% aluminijevog oksida poliamidnom materijalu unutar poklopca motora povećava temperaturu toplinske deformacije sa 160°C na 290°C - što je spas za komponente u blizini turbopunjača.
Još bolja je cijena: ojačanje od karbonskih vlakana skupo je kao zlato, dok kompoziti od aluminijevog oksida koštaju samo trećinu manje.
V. Svjećica "Vatrostalni oklop"
Rastavite svjećicu motora i vidjet ćete blistavi sjaj mikropraha aluminijevog oksida visoke temperature na keramičkom izolatoru. Izvještaj o ispitivanju kompanije Shanghai Gaoquan Chemical Industry pokazuje da keramičko tijelo, sastavljeno od 96% α-faznog aluminijevog oksida, može izdržati iznenadne eksplozije na 1700°C.
„Nekada smo koristili običnu keramiku, a ona bi pucala i curila nakon 80.000 kilometara.“ Glavni inženjer fabrike svjećica pokazao je novo razvijenu...aluminijska keramika tijelo i rekao: „Sada, nakon 150.000 kilometara, čak i ako elektrode izgore, keramika ostaje netaknuta!“ To je zbog „robusnog“ karaktera aluminijevog oksida – ne puže na visokim temperaturama i ima nizak koeficijent termičkog širenja, što ga čini čvrstim temeljem unutar „Plamteće planine“ cilindra.
VI. „Novi as“ za buduće bojno polje
Inovacije u glinici se nastavljaju nesmanjenom snagom. Modificirana glinica rijetkih zemalja već je ostavila svoj trag u laboratoriju: kočione pločice koje sadrže tragove itrijum oksida poboljšavaju otpornost na habanje za 10%, dok katalitički premazi poboljšani cerij oksidom produžavaju vijek trajanja za 30%.
Najsavremenije primjene leže u inteligentnoj vožnji – sočiva milimetarskih radara zahtijevaju materijale koji su i propusni za talase i odvode toplotu. Kompanija iz Hangzhoua testira kompozitni materijal od aluminijum oksida/silikona: njegova dielektrična konstanta ostaje stabilna na 3,2, a toplotna provodljivost je pet puta veća od tradicionalne plastike, što omogućava radaru da precizno "vidi" put čak i na temperaturama od 120°C.
Od tradicionalnih vozila na gorivo do električnih pametnih automobila, lanac vrijednostialuminijev prahnastavlja se širiti. Možda se nikada neće pojaviti u brošurama za vozila, ali kada držimo volan, svaka sigurna kočnica, svako efikasno oslobađanje električne energije i svaki čist izdisaj tiho je zaštićen ovim bijelim prahom, skriven od pogleda.
A s pojavom novih bojnih polja kao što su toplinske izolacijske pločice za baterije u čvrstom stanju i vodilice za snopove vodikovih gorivnih ćelija, put aluminijevog oksida da postane „skriveni prvak“ nastavlja se širiti.