Alumiiniumoksiidi pulbri mitmekülgne kasutamine autotööstuses
Astuge sisse ükskõik millisesse moodsasse autosse ja te leiatealumiiniumoksiidi pulber täidab vaikselt mitut funktsiooni, mida tarbijad harva märkavad. Täna tõstame kapotti ja vaatame, kuidas see valge pulber osaleb sügavalt auto „kogu keha“ liikumises.
II. Piduriklotside „kõvad kondid”
„Nõrgad pidurid? Tõenäoliselt pole hõõrdematerjal piisavalt kõva!“ kurtis pidureid testides piduriklotside tehase tehnik. Selle võimsus on märkimisväärne: vaid 3–5% lisamine hõõrdematerjalile võib piduriklotsi pinna kõvadust dramaatiliselt suurendada. See on nagu soomusmikrokiht, mis hoiab ära selle deformeerumise või lagunemise kõrge temperatuuriga hõõrdumise korral. Hangzhou Jikang New Materialsi andmed näitavad, et selle lisandi lisamine parandab piduriklotside kulumiskindlust enam kui 15% võrra, muutes selle sagedaste startide ja peatustega taksode kulude kokkuhoiuvahendiks.
Veelgi parem on selle vastupidavus – happe- ja leelismetallide korrosioon? Pole probleemi! Isegi 800 °C temperatuurid? Peavad vastu! Traditsiooniliste metallpiduriklotside rooste- ja kriuksumisprobleemid on nano-alumiiniumoksiidiga täiustatud keraamilise valemiga hõlpsasti lahendatavad.
II. Heitgaaside puhastamiseks mõeldud kärgstruktuuriga maja
Pekingi katalüsaatoritehases kannavad töötajad kärgstruktuurilisele keraamilisele kandjale kreemjat segu. Selle segu tuum on gammafaasiline nano-alumiiniumoksiid, pindalaga 130–200 m²/g. See tähendab, et üks gramm seda materjali, mis on laotatud poolele korvpalliväljaku suurusele alale, võrdub kolmekordse suurusega väljakuga.
Kui sõiduki heitgaasid läbivad neid nanokatteid, adsorbeeruvad süsinikmonooksiidi ja lämmastikoksiidi molekulid kindlalt alumiiniumoksiidi pooride pindadele. Seejärel tegutsevad väärismetallkatalüsaatorid, muutes need kahjututeks gaasideks. Jingchengi uute materjalide tehnik kasutas analoogiat: „Alumiiniumoksiid on nagu hoone tellingud, mis võimaldavad plaatinal ja pallaadiumil ehk VIP-idel kindlalt paigal püsida ja kõvemini töötada!“
Katsed on näidanud, et katalüsaatorid, mis kasutavad 10–30 nm lainepikkusialumiiniumoksiid suurendada madalal temperatuuril aktiivsust ligi 20% võrra, mis tähendab heitgaaside kiiret puhastamist isegi külmkäivituse ajal, mis on ülioluline Hiina rangete VIb heitgaasistandardite täitmiseks.
III. Akupakkide jahutusplaaster
Mida kardavad uute energiaallikatega sõidukite omanikud kõige rohkem? Aku ülekuumenemist! Hangzhou Jiupeng New Materialsi insener näitas hambapastalaadset soojusjuhtivat geeli tuubi: „Kas näete seda hõbedast läiget? 60% sellest on sfääriline alumiiniumoksiid!“ Alumiiniumoksiidi soojusjuhtiv pulber CY-L15S toimib akuelemendi „jahutusplaastrina“.
Traditsioonilise silikoonmääre soojusjuhtivus on vaid 1,5 W/mK, samas kui alumiiniumoksiidiga täidetud geelil võib see ulatuda üle 6 W/mK. CATL-i akupaki katsed näitasid, et alumiiniumoksiidi soojusjuhtiva kihi lisamine vähendas aku elementide temperatuuride erinevust kiirlaadimise ajal 15 °C-lt 5 °C-ni – mida väiksem on temperatuuride erinevus, seda pikem on aku tööiga.
Tianma New Materialsi laienemisplaan kinnitab veelgi kiiresti kasvavat nõudlust: on alanud projekt, mille eesmärk on toota aastas 5000 tonni kõrge soojusjuhtivusega alumiiniumoksiidi pulbrit, mis on suunatud uute energiaallikatega sõidukite kolmeelektriliste süsteemide jahutusturule.
IV. Kergekaaluline „tugevdusmees“
„Kaalu vähendamine ilma tugevust ohverdamata“ on sõidukite kergendamise võti. Shanghai Gaoquan Chemicalsi näidisruumis lisatakse epoksüvaigule 80–160-kaliibriline α-faasi alumiiniumoksiidi mikropulber: „Selle lisamine võib vähendada kaitseraua kronsteini seina paksust 0,5 mm võrra, suurendades samal ajal selle tugevust!“
Põhimõte on sarnane raudbetooniga:alumiiniumoksiidi osakesedmoodustavad plastiku sisse „mikroskeleti“. Teatud autotootja andmed näitavad, et 30% alumiiniumoksiidi lisamine polüamiidmaterjalile mootori kapoti sees suurendab kuumdeformatsiooni temperatuuri 160 °C-lt 290 °C-ni – see on päästev tegur turbolaaduri lähedal asuvate komponentide jaoks.
Veelgi parem on hind: süsinikkiust tugevdamine on sama kallis kui kuld, samas kui alumiiniumoksiidkomposiidid maksavad vaid kolmandiku võrra.
V. Süüteküünal „Tulekindel soomus”
Võtke mootori süüteküünal lahti ja näete keraamilisel isolaatoril kõrgtemperatuurse alumiiniumoksiidi mikropulbri sädelevat kuma. Shanghai Gaoquani keemiatööstuse katsearuanne näitab, et 96% α-faasi alumiiniumoksiidist koosnev keraamiline keha talub äkilisi plahvatusi temperatuuril 1700 °C.
„Me kasutasime tavalist keraamikat, mis aga 80 000 kilomeetri pärast pragunema ja lekkima hakkas.“ Süüteküünalde tehase peainsener hoidis üleval äsja väljatöötatud süüteküünalde komplekti.alumiiniumoksiidkeraamika keha ja ütles: „Nüüd, pärast 150 000 kilomeetrit, jääb keraamika isegi siis terveks, kui elektroodid läbi põlevad!“ See on tingitud alumiiniumoksiidi „vastupidavast“ iseloomust – see ei rooma kõrgetel temperatuuridel ja sellel on madal soojuspaisumistegur, mis teeb sellest silindri „Leekiva Mäe“ sees kivikõva aluse.
VI. Tulevase lahinguvälja „uus äss”
Alumiiniumoksiidi innovatsioon jätkub pidurdamatult. Haruldaste muldmetallidega modifitseeritud alumiiniumoksiid on laboris juba oma jälje jätnud: ütriumoksiidi jälgi sisaldavad piduriklotsid parandavad kulumiskindlust 10%, samas kui tseeriumoksiidiga rikastatud katalüsaatorkatted pikendavad eluiga 30%.
Intelligentse juhtimise valdkonnas on tipptasemel rakendusi – millimeetrilaine radariläätsed vajavad materjale, mis on nii laineid läbilaskvad kui ka soojust hajutavad. Hangzhou ettevõte testib alumiiniumoksiidi/silikoonkomposiitmaterjali: selle dielektriline konstant püsib stabiilsena 3,2 juures ja soojusjuhtivus on viis korda suurem kui traditsioonilistel plastidel, mis võimaldab radaril teed täpselt "näha" isegi temperatuuril 120 °C.
Traditsioonilistest kütusega sõidukitest kuni elektriliste nutikate autodeni – väärtusahelalumiiniumoksiidi pulberjätkab laienemist. See ei pruugi kunagi sõidukibrošüürides ilmuda, aga kui me rooli hoiame, kaitseb iga ohutu pidurdus, iga efektiivne elektrienergia vabanemine ja iga puhas väljahingamine seda valget pulbrit vaikselt, varjates seda silma alt.
Ja uute lahinguväljade, näiteks tahkisakude soojusisolatsioonipatjade ja vesinikkütuseelementide virnade juhtplaatide tekkimisega laieneb alumiiniumoksiidi tee „varjatud tšempioniks“ saamise suunas.