Вишеструка употреба праха алуминијума у аутомобилској индустрији
Уђите у било који модерни аутомобил и видећетепрах алуминије тихо обавља више функција, а потрошачи то ретко примећују. Данас, хајде да подигнемо хаубу и видимо како овај бели прах дубоко учествује у кретању „целог тела“ аутомобила.
Ⅰ. „Тврде кости“ кочионих плочица
„Слабе кочнице? Највероватније материјал за трење није довољно тврд!“, жалио се техничар у фабрици кочионих плочица док је тестирао кочнице. Његова снага је изузетна: додавање само 3%-5% материјалу за трење може драматично повећати површинску тврдоћу кочионе плочице. То је као микро-слој оклопа, спречавајући његову деформацију или распадање под утицајем трења на високим температурама. Подаци компаније Hangzhou Jikang New Materials показују да додавање овог адитива побољшава отпорност кочионих плочица на хабање за преко 15%, што га чини алатом за уштеду трошкова за таксије са честим кретањима и заустављањима.
Још боља је његова издржљивост – корозија од киселина и алкалија? Нема проблема! Температуре од 800°C? Чак и отпор! Проблеми са рђом и шкрипом традиционалних металних кочионих плочица лако се решавају керамичком формулом побољшаном нано-алуминијумом.
II. „Кућа од саћа“ за пречишћавање издувних гасова
У фабрици катализатора у Пекингу, радници наносе кремасту суспензију на керамички носач у облику саћа. Језгро ове суспензије је гама-фаза. нано-алуминијум, са површином од 130-200 м²/г. То значи да је један грам овог материјала, распоређен на половини величине кошаркашког терена, еквивалентан 3 пута већој величини.
Када издувни гасови возила пролазе кроз ове нано-премазе, молекули угљен-моноксида и азот-оксида се чврсто адсорбују на површинама пора алуминијума. Катализатори од племенитих метала затим делују, претварајући их у безопасне гасове. Техничар у компанији Jingcheng New Materials користио је аналогију: „Алуминијум је попут скеле зграде, омогућавајући платини и паладијуму, 'ВИП особама', да чврсто стоје и раде јаче!“
Експерименти су показали да катализатори који користе 10-30 нмалуминијум повећати активност на ниским температурама за скоро 20% — што значи брзо пречишћавање издувних гасова чак и током хладних стартова, што је кључно за испуњавање строгих кинеских VIb стандарда емисије.
III. „Хладни део“ за батерије
Чега се власници возила на нову енергију највише плаше? Прегревања батерије! Инжењер у компанији Hangzhou Jiupeng New Materials показао је тубу термопроводног гела сличног пасти за зубе: „Видите тај сребрни сјај? 60% је сферни алуминијум!“ Термопроводни прах од алуминијума CY-L15S делује као „фластер за хлађење“ за ћелију батерије.
Традиционална силиконска маст има топлотну проводљивост од само 1,5 W/mK, док гел пуњен алуминијумом може достићи преко 6 W/mK. Тестови на батеријском пакету компаније CATL показали су да додавање алуминијумског топлотно проводљивог слоја смањује температурну разлику у ћелијама батерије током брзог пуњења са 15°C на унутар 5°C — што је температурна разлика мања, то је век трајања батерије дужи.
План проширења компаније Tianma New Materials додатно потврђује растућу потражњу: започет је пројекат производње 5.000 тона алуминијумског праха високе топлотне проводљивости годишње, усмерен на тржиште хлађења за троелектричне системе возила са новим енергетским погоном.
IV. Лаки „армијатор“
„Смањење тежине без жртвовања чврстоће“ је кључ за олакшавање возила. У просторији за узорке компаније Shanghai Gaoquan Chemical, микропрах алуминијумског оксида α-фазе калибра 80-160 је уграђен у епоксидну смолу: „Његово додавање може смањити дебљину зида носача браника за 0,5 мм, а заправо повећати његову чврстоћу!“
Принцип је сличан армираном бетону:честице алуминијумаформирају „микроскелет“ унутар пластике. Подаци одређеног произвођача аутомобила указују да додавање 30% алуминијума полиамидном материјалу унутар хаубе мотора повећава температуру топлотне деформације са 160°C на 290°C — што је спас за компоненте у близини турбопуњача.
Још боља је цена: арматура од угљеничних влакана је скупа као злато, док композити од алуминијума коштају само трећину мање.
V. Свећица „Ватростални оклоп“
Раставите свећицу мотора и видећете блистави сјај микропраха алуминијума на високој температури на керамичком изолатору. Извештај о испитивању компаније Shanghai Gaoquan Chemical Industry показује да керамичко тело, састављено од 96% α-фазе алуминијума, може да издржи изненадне експлозије на 1700°C.
„Раније смо користили обичну керамику, а она би пукла и цурила после 80.000 километара.“ Главни инжењер фабрике свећица држао је новоразвијенуалуминијумска керамика тело и рекао: „Сада, после 150.000 километара, чак и ако електроде изгоре, керамика остаје нетакнута!“ То је због „робусног“ карактера алуминијума — не пузи на високим температурама и има низак коефицијент термичког ширења, што га чини чврстим темељем унутар „Пламене планине“ цилиндра.
VI. „Нови ас“ за будуће бојиште
Иновације у алуминијумској глиници се настављају несмањеном брзином. Алуминијумска глиница модификована ретким земним елементима већ је оставила свој траг у лабораторији: кочионе плочице које садрже трагове итријум оксида побољшавају отпорност на хабање за 10%, док катализаторски премази побољшани церијум оксидом продужавају век трајања за 30%.
Савременије примене леже у интелигентној вожњи — милиметарска радарска сочива захтевају материјале који су и преносиви таласи и расипају топлоту. Компанија из Хангџоуа тестира композитни материјал од алуминијума и силикона: његова диелектрична константа остаје стабилна на 3,2, а топлотна проводљивост је пет пута већа од традиционалне пластике, што омогућава радару да прецизно „види“ пут чак и на температурама од 120°C.
Од традиционалних возила на гориво до електричних паметних аутомобила, ланац вредностипрах алуминијенаставља да се шири. Можда се никада неће појавити у брошурама за возила, али када држимо волан, свака безбедна кочница, свако ефикасно ослобађање електрицитета и сваки чист издах су тихо заштићени овим белим прахом, скривени од погледа.
А са појавом нових бојних поља као што су термоизолационе плочице за чврсте батерије и водилице за водоничне горивне ћелије, пут алуминијума да постане „скривени шампион“ наставља да се шири.