Višestruka upotreba aluminijevog praha u automobilskoj industriji
Uđite u bilo koji moderni automobil i naći ćetealuminijev prah tiho obavlja više funkcija, a opet ih potrošači rijetko primjećuju. Danas ćemo podići poklopac motora i vidjeti kako ovaj bijeli prah duboko sudjeluje u kretanju „cijelog tijela“ automobila.
Ⅰ. „Tvrde kosti“ kočionih pločica
„Slabe kočnice? Najvjerojatnije materijal za trenje nije dovoljno tvrd!“ jadikovao je tehničar u tvornici kočionih pločica dok je testirao kočnice. Njegova snaga je izvanredna: dodavanje samo 3%-5% materijalu za trenje može dramatično povećati površinsku tvrdoću kočione pločice. To je poput mikrosloja oklopa, koji sprječava deformaciju ili raspadanje pod trenjem na visokim temperaturama. Podaci tvrtke Hangzhou Jikang New Materials pokazuju da dodavanje ovog aditiva poboljšava otpornost kočionih pločica na trošenje za više od 15%, što ga čini alatom za uštedu troškova za taksije s čestim kretanjem i zaustavljanjem.
Još bolja je njegova trajnost – korozija uzrokovana kiselinama i lužinama? 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-aluminijem.
II. „Kuća od saća“ za pročišćavanje ispušnih plinova
U tvornici katalizatora u Pekingu, radnici nanose kremastu suspenziju na keramički nosač u obliku saća. Jezgra ove suspenzije je gama-faza. nano-alumina, s površinom od 130-200 m²/g. To znači da je jedan gram ovog materijala, raširen po polovici veličine košarkaškog terena, ekvivalentan trostrukoj veličini.
Kada ispušni plinovi vozila prolaze kroz ove nano-premazove, molekule ugljičnog monoksida i dušikovog oksida čvrsto se adsorbiraju na površine pora aluminijevog oksida. Katalizatori od plemenitih metala zatim djeluju, pretvarajući ih u bezopasne plinove. Tehničar u tvrtki Jingcheng New Materials upotrijebio je analogiju: „Aluminijev oksid je poput skele zgrade, omogućujući platini i paladiju, 'VIP-ovima', da čvrsto stoje i rade jače!“
Eksperimenti su pokazali da katalizatori koji koriste 10-30 nmaluminijev oksid povećati aktivnost na niskim temperaturama za gotovo 20% - što znači brzo pročišćavanje ispušnih plinova čak i tijekom hladnih pokretanja, ključno za ispunjavanje strogih kineskih VIb standarda emisija.
III. „Rashladni flaster“ za baterijske pakete
Čega se vlasnici vozila na novi pogon najviše boje? Pregrijavanja akumulatora! Inženjer u tvrtki Hangzhou Jiupeng New Materials pokazao je tubu toplinski vodljivog gela nalik pasti za zube: „Vidite li taj srebrni sjaj? 60% ga čini sferični aluminijev oksid!“ Toplinski vodljivi prah od aluminijevog oksida CY-L15S djeluje kao „flaster za hlađenje“ za baterijsku ćeliju.
Tradicionalna silikonska mast ima toplinsku vodljivost od samo 1,5 W/mK, dok gel punjen aluminijevim oksidom može doseći preko 6 W/mK. Testovi na baterijskom paketu tvrtke CATL pokazali su da dodavanje toplinski vodljivog sloja aluminijevog oksida smanjuje temperaturnu razliku u baterijskim ćelijama tijekom brzog punjenja s 15 °C na unutar 5 °C - što je manja temperaturna razlika, to je vijek trajanja baterije dulji.
Plan širenja tvrtke Tianma New Materials dodatno potvrđuje rastuću potražnju: započeo je projekt godišnje proizvodnje 5000 tona aluminijevog praha visoke toplinske vodljivosti, usmjeren na tržište hlađenja za troelektrične sustave vozila s novim izvorima energije.
IV. Lagani "armator"
„Smanjenje težine bez žrtvovanja čvrstoće“ ključ je za smanjenje težine vozila. U prostoriji za uzorke tvrtke Shanghai Gaoquan Chemical, mikroprah aluminijevog oksida α-faze kalibra 80-160 ugrađen je 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 „mikroskelet“ 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 je bolja 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 svjetlucavi sjaj mikropraha aluminijevog oksida visoke temperature na keramičkom izolatoru. Izvješće o ispitivanju tvrtke Shanghai Gaoquan Chemical Industry pokazuje da keramičko tijelo, sastavljeno od 96% α-faznog aluminijevog oksida, može izdržati iznenadne eksplozije na 1700°C.
„Nekad smo koristili običnu keramiku, a ona bi pucala i curila nakon 80 000 kilometara.“ Glavni inženjer tvornice svjećica pokazao je novo razvijenualuminijeva 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 toplinskog širenja, što ga čini čvrstim temeljem unutar „Plamteće planine“ cilindra.
VI. „Novi as“ za buduće bojno polje
Inovacije u glinici se nastavljaju nesmanjenom snagom. Alumina modificirana rijetkim zemnim metalima već je ostavila svoj trag u laboratoriju: kočione pločice koje sadrže tragove itrijevog oksida poboljšavaju otpornost na habanje za 10%, dok katalitički premazi poboljšani cerijevim oksidom produžuju vijek trajanja za 30%.
Najsuvremenije primjene leže u inteligentnoj vožnji - leće milimetarskih radara zahtijevaju materijale koji su i propusni za prijenos valova i odvode toplinu. Tvrtka iz Hangzhoua testira kompozitni materijal od aluminijevog oksida i silikona: njegova dielektrična konstanta ostaje stabilna na 3,2, a toplinska vodljivost je pet puta veća od one tradicionalne plastike, što omogućuje radaru da točno "vidi" cestu 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 učinkovito otpuštanje električne energije i svaki čisti izdisaj tiho je zaštićen ovim bijelim prahom, skriven od pogleda.
A s pojavom novih bojnih polja poput toplinske izolacije za baterije u čvrstom stanju i vodilica za snopove vodikovih gorivnih ćelija, put aluminijevog oksida da postane „skriveni prvak“ nastavlja se širiti.