Alumiiniumoksiidi pulber: maagiline pulber toote toimivuse parandamiseks
Tehase töökojas muretses Lao Li enda ees oleva tootepartii pärast: pärast selle partii vallandamistkeraamilised aluspinnad, pinnal olid alati pisikesed praod ja ükskõik kui palju ahju temperatuuri reguleeriti, ei olnud sellel erilist mõju. Lao Wang tuli lähemale, vaatas seda hetke ja võttis käepärast koti valge pulbriga: „Proovi seda lisada, Lao Li, võib-olla see toimib.“ Lao Wang on tehase tehnikameister. Ta ei räägi palju, aga talle meeldib alati mõelda erinevatele uutele materjalidele. Lao Li võttis koti poolikult vastu ja nägi, et sildil oli kiri „alumiiniumoksiidi pulber“.
Alumiiniumoksiidi pulber? See nimi kõlab nii tavaliselt, täpselt nagu tavaline valge pulber laboris. Kuidas saab see olla „võlupulber“, mis suudab lahendada keerulisi probleeme? Aga Lao Wang osutas sellele enesekindlalt ja ütles: „Ära alahinda seda. Oma võimetega saab see tõesti lahendada paljusid teie peavalusid.“
Miks Lao Wang seda silmapaistmatut valget pulbrit nii väga imetleb? Põhjus on tegelikult lihtne – kui me ei saa kogu materiaalset maailma hõlpsalt muuta, võiksime sama hästi proovida lisada mingit „võlupulbrit“, et muuta võtmefunktsioone. Näiteks kui traditsiooniline keraamika pole piisavalt vastupidav ja kaldub pragunema; metallid ei ole vastupidavad kõrgel temperatuuril oksüdeerumisele; ja plastidel on halb soojusjuhtivus, ilmub alumiiniumoksiidi pulber vaikselt välja ja saab nende võtmeprobleemide lahendamise „proovikiviks“.
Lao Wang puutus kunagi kokku sarnaste probleemidega. Sel aastal vastutas ta spetsiaalse keraamilise komponendi eest, mis pidi olema kõva, sitke ja vastupidav kõrgetele temperatuuridele.Tavapärased keraamilised materjalidon põletatud ja nende tugevus on piisav, kuid need pragunevad puudutamisel hapraks nagu habras klaasitükk. Ta juhtis oma meeskonda lugematuid päevi ja öid laboris vastu pidama, kohandades korduvalt valemit ja põletades ahju ahju järel, kuid tulemuseks oli see, et tugevus ei vastanud standardile või oli haprus liiga suur, võideldes pidevalt hapruse äärel.
„Need päevad olid tõeliselt ajude kurnavad ja ma kaotasin palju juukseid,“ meenutas Lao Wang hiljem. Lõpuks proovisid nad keraamilisse toorainesse lisada kindla koguse täpselt töödeldud kõrge puhtusastmega alumiiniumoksiidi pulbrit. Kui ahi uuesti avati, juhtus ime: äsja põletatud keraamilised osad tegid koputamisel sügavat ja meeldivat heli. Jõuga purustamisel pidas see jõule visalt vastu ega purunenud enam kergesti – alumiiniumoksiidi osakesed olid maatriksis ühtlaselt jaotunud, justkui oleks sees kootud nähtamatu tahke võrgustik, mis mitte ainult ei parandanud oluliselt kõvadust, vaid neelas ka vaikselt löögienergiat, parandades oluliselt rabedust.
Miksalumiiniumoksiidi pulberKas kellelgi on selline „maagia“? Lao Wang joonistas paberile juhuslikult väikese osakese: „Vaata, sellel väikesel alumiiniumoksiidi osakesel on äärmiselt kõrge kõvadus, võrreldav loodusliku safiiriga, ja esmaklassiline kulumiskindlus.“ Ta peatus: „Veelgi olulisem on see, et see on vastupidav kõrgetele temperatuuridele ja selle keemilised omadused on sama stabiilsed kui Tai mäel. See ei muuda oma olemust kõrge temperatuuriga tules ega kummarda kergesti pead tugevate hapete ja leeliste käes. Lisaks on see ka hea soojusjuht ja kuumus voolab selle sees väga kiiresti.“
Kui need pealtnäha iseseisvad omadused on täpselt teistesse materjalidesse sisse viidud, on see nagu kivide muutmine kullaks. Näiteks keraamikale lisamine võib parandada keraamika tugevust ja sitkust; metallipõhistele komposiitmaterjalidele lisamine võib oluliselt parandada nende kulumiskindlust ja võimet taluda kõrgeid temperatuure; isegi plastmaterjalidele lisamine võimaldab plastidel kiiresti soojust ära juhtida.
Elektroonikatööstusesalumiiniumoksiidi pulberteostab ka „maagiat“. Milline tipptasemel mobiiltelefon või sülearvuti tänapäeval ei muretseks sisemise kuumenemise pärast töötamise ajal? Kui täppis-elektroonikakomponentide tekitatud soojust ei õnnestu kiiresti hajutada, on töö parimal juhul aeglane ja halvimal juhul kiip kahjustub. Insenerid täidavad nutikalt spetsiaalse soojusjuhtivusega silikooni või tehniliste plastide sisse suure soojusjuhtivusega alumiiniumoksiidipulbrit. Need alumiiniumoksiidipulbrit sisaldavad materjalid kinnitatakse hoolikalt soojust genereerivate põhikomponentide külge nagu lojaalne „soojusjuhtivuse maantee“, mis juhib kiibil tekkiva kuumuse kiiresti ja tõhusalt soojust hajutava kesta külge. Katseandmed näitavad, et samades tingimustes saab alumiiniumoksiidipulbrit sisaldavaid soojusjuhtivaid materjale kasutavate toodete sisetemperatuuri tavapäraste materjalidega võrreldes oluliselt vähendada enam kui kümne või isegi kümne kraadi võrra, tagades, et seadmed saavad võimsa jõudluse korral endiselt rahulikult ja stabiilselt töötada.
Lao Wang ütles sageli: „Tõeline „maagia” ei peitu pulbris endas, vaid selles, kuidas me probleemi mõistame ja leiame võtmepunkti, mis saab jõudlust võimendada.“ Alumiiniumoksiidi pulbri võimekus ei teki eimillestki, vaid tuleneb selle enda silmapaistvatest omadustest ja on sobivalt integreeritud teistesse materjalidesse, et see saaks kriitilisel hetkel vaikselt oma jõudu rakendada ja lagunemise maagiaks muuta.
Hilisõhtul uuris Lao Wang kontoris ikka veel uusi materjalivalemeid ja valgus peegeldas tema keskendunud kuju. Akna taga oli vaikne, ainultalumiiniumoksiidi pulber Tema käes välgatas valguse käes nõrk valge läige, nagu lugematud pisikesed tähed. See pealtnäha tavaline pulber on lugematutel sarnastel öödel täitnud erinevaid ülesandeid, integreerudes vaikselt erinevatesse materjalidesse, toetades kõvemaid ja kulumiskindlamaid põrandaid, tagades täppiselektroonikaseadmete pikaajalise ja rahuliku töö ning kaitstes spetsiaalsete komponentide töökindlust äärmuslikes keskkondades. Materjaliteaduse väärtus seisneb selles, kuidas tavaliste asjade potentsiaali ära kasutada ja muuta need peamiseks tugipunktiks kitsaskohtadest ülesaamiseks ja efektiivsuse parandamiseks.
Järgmine kord, kui puutute kokku materjali jõudluse kitsaskohaga, küsige endalt: kas teil on tükk „alumiiniumoksiidi pulbrit“, mis vaikselt ootab äratamist, et luua see otsustav maagiline hetk? Mõelge sellele, kas see on tõsi?