Різноманітне використання порошку глинозему в автомобільній промисловості
Зайдіть у будь-який сучасний автомобіль, і ви побачитепорошок оксиду алюмінію тихо виконуючи численні функції, проте споживачі рідко його помічають. Сьогодні давайте піднімемо капот і подивимося, як цей білий порошок активно бере участь у русі «всього тіла» автомобіля.
Ⅰ. «Тверда кістка» гальмівних колодок
«Слабкі гальма? Найімовірніше, фрикційний матеріал недостатньо твердий!» – скаржився технік на заводі з виробництва гальмівних колодок під час тестування гальм. Його потужність вражає: додавання всього 3–5% до фрикційного матеріалу може значно збільшити твердість поверхні гальмівної колодки. Це як мікрошар броні, що запобігає її деформації або розпаду під дією тертя за високих температур. Дані компанії Hangzhou Jikang New Materials показують, що додавання цієї добавки покращує зносостійкість гальмівних колодок більш ніж на 15%, що робить його економічно вигідним інструментом для таксі з частими стартами та зупинками.
Ще краща його довговічність – корозія від кислот та лугів? Без проблем! Витримує навіть температури 800°C! Проблеми з іржею та скрипом традиційних металевих гальмівних колодок легко вирішуються завдяки керамічній формулі, посиленій нанооксидом алюмінію.
II. «Стільниковий будинок» для очищення вихлопних газів
На пекінському заводі каталізаторів робітники наносять кремоподібну суспензію на керамічний носій у формі стільників. Серцевина цієї суспензії складається з гамма-фази. нанооксид алюмінію, з площею поверхні 130-200 м²/г. Це означає, що один грам цього матеріалу, розподілений по половині розміру баскетбольного майданчика, еквівалентний втричі більшому розміру.
Коли вихлопні гази автомобілів проходять через ці нанопокриття, молекули чадного газу та оксиду азоту міцно адсорбуються на поверхні пор оксиду алюмінію. Потім діють каталізатори з дорогоцінних металів, перетворюючи їх на нешкідливі гази. Технік компанії Jingcheng New Materials використав аналогію: «Оксид алюмінію подібний до риштування будівлі, що дозволяє платині та паладію, «VIP-персонам», міцно сидіти та працювати старанніше!»
Експерименти показали, що каталізатори, що використовують 10-30 нмглинозем збільшити низькотемпературну активність майже на 20%, що означає швидке очищення вихлопних газів навіть під час холодного запуску, що є вирішальним фактором для дотримання суворих китайських стандартів викидів VIb.
III. «Охолоджувальна латка» для акумуляторних блоків
Чого найбільше бояться власники транспортних засобів на нових джерелах енергії? Перегріву акумулятора! Інженер з Hangzhou Jiupeng New Materials продемонстрував тюбик термопровідного гелю, схожого на зубну пасту: «Бачите цей сріблястий блиск? 60% його складається зі сферичного оксиду алюмінію!» Теплопровідний порошок оксиду алюмінію CY-L15S діє як «охолоджувальна латка» для акумуляторного елемента.
Традиційне силіконове мастило має теплопровідність лише 1,5 Вт/мК, тоді як гель, наповнений оксидом алюмінію, може досягати понад 6 Вт/мК. Випробування акумуляторної батареї від CATL показали, що додавання теплопровідного шару з оксиду алюмінію зменшило різницю температур у елементах акумулятора під час швидкої зарядки з 15°C до 5°C — чим менша різниця температур, тим довший термін служби акумулятора.
План розширення Tianma New Materials ще раз підтверджує стрімке зростання попиту: розпочався проект з виробництва 5000 тонн порошку глинозему з високою теплопровідністю щорічно, орієнтований на ринок охолодження для триелектричних систем транспортних засобів на нових джерелах енергії.
IV. Легкий «арміонер»
«Зменшення ваги без шкоди для міцності» – це ключ до полегшення транспортних засобів. У зразковій кімнаті Shanghai Gaoquan Chemical мікропорошок оксиду алюмінію α-фази розміром 80-160 змішується з епоксидною смолою: «Його додавання може зменшити товщину стінки кронштейна бампера на 0,5 мм, фактично збільшуючи його міцність!»
Принцип схожий на залізобетон:частинки оксиду алюмініюутворюють «мікроскелет» усередині пластику. Дані одного автовиробника свідчать про те, що додавання 30% оксиду алюмінію до поліамідного матеріалу всередині капота двигуна збільшує температуру теплової деформації зі 160°C до 290°C, що є справжнім порятунком для компонентів поблизу турбокомпресора.
Ще кращою є вартість: армування вуглецевим волокном таке ж дороге, як золото, тоді як композити з глинозему коштують лише втричі дешевше.
V. Свічка запалювання «Вогнетривка броня»
Розберіть свічку запалювання двигуна, і ви побачите блискуче сяйво високотемпературного мікропорошку оксиду алюмінію на керамічному ізоляторі. Звіт про випробування від Shanghai Gaoquan Chemical Industry показує, що керамічний корпус, що складається з 96% α-фазного оксиду алюмінію, може витримувати раптові вибухи при температурі 1700°C.
«Раніше ми використовували звичайну кераміку, і вона тріскалася та протікала після 80 000 кілометрів». Головний інженер заводу свічок запалювання показав нещодавно розробленукераміка з глинозему тіло та сказав: «Тепер, після 150 000 кілометрів, навіть якщо електроди перегорять, кераміка залишається цілою!» Це пов’язано з «міцними» властивостями глинозему — він не повзучий за високих температур і має низький коефіцієнт теплового розширення, що робить його міцною основою всередині «Палаючої гори» циліндра.
VI. «Новий ас» для майбутнього поля битви
Інновації в галузі глинозему не вщухають. Модифікований глинозем, що містить рідкоземельні елементи, вже залишив свій слід у лабораторії: гальмівні колодки, що містять слідові кількості оксиду ітрію, покращують зносостійкість на 10%, а каталітичні покриття, посилені оксидом церію, подовжують термін служби на 30%.
Більш передові застосування лежать в інтелектуальному водінні — лінзи міліметрових радарів потребують матеріалів, які одночасно пропускають хвилі та розсіюють тепло. Компанія з Ханчжоу тестує композитний матеріал з оксиду алюмінію/силікону: його діелектрична проникність залишається стабільною на рівні 3,2, а теплопровідність у п'ять разів перевищує теплопровідність традиційних пластмас, що дозволяє радару точно «бачити» дорогу навіть за температури 120°C.
Від традиційних паливних транспортних засобів до електричних розумних автомобілів, ланцюжок створення вартостіпорошок оксиду алюмініюпродовжує розширюватися. Він може ніколи не з'явитися в брошурах автомобілів, але коли ми тримаємо кермо, кожне безпечне гальмування, кожне ефективне вивільнення електроенергії та кожен чистий видих безшумно захищені цим білим порошком, прихованим від очей.
А з появою нових полів битви, таких як теплоізоляційні прокладки для твердотільних акумуляторів та напрямні пластини для стеків водневих паливних елементів, шлях глинозему до того, щоб стати «прихованим чемпіоном», продовжує розширюватися.