صناعة السيارات

أربعة أنواع من السيراميك المتطور-الألومينا (alبادة) ، والزركونيا (ZrO₂) ، وكربيد السيليكون (SiC) ، ونيتريد السيليكون (sinancing)-تخترق المكونات التقليدية إلى محرك كهربائي أساسي وأنظمة بطارية بفضل خصائصها الفريدة ، لتصبح مواد تمكين رئيسية تقود هذا التحول.

في قطاع السيارات ، تكمن القيمة الأساسية لهذه المواد الخزفية في معالجة التحديات التي تطرحها درجات الحرارة المرتفعة والارتداء العالي والتآكل العالي والكهرباء:

• مقاومة درجات الحرارة العالية والإدارة الحرارية: يمكن أن تعمل في درجات حرارة تتجاوز بكثير أقصى درجات المعدن ، ويظهر كربيد السيليكون الموصلية الحرارية الممتازة.
• مقاومة التآكل العالية والاحتكاك المنخفض: إنها تمدد عمر المكونات بشكل كبير في ظل ظروف الاحتكاك.
• خصائص كهربائية ممتازة: من العوازل إلى أشباه الموصلات ، فإنها تلبي متطلبات العزل عالي الجهد والتبديل عالي التردد لكهربة السيارات.
• الخمول الكيميائي: فهي مقاومة للتآكل ويمكن أن تتحمل مجموعة متنوعة من البيئات السائلة والغازية القاسية.
• خفيفة الوزن: تساعد كثافتها الأقل من المعدن على تقليل كتلة الأجزاء المتحركة وتحسين الكفاءة.

1. ألومينا (Alumina)-"عازل موثوق به ووصي مقاوم للاهتراء"
هذا السيراميك الصناعي الفعال من حيث التكلفة والمستعمل على نطاق واسع يعزز في المقام الأول العزل ، ومقاومة التآكل ، ومقاومة التآكل في السيارات.
المزايا: عزل عالي ، مقاومة جيدة للتآكل والتآكل ، وتكلفة منخفضة نسبيًا.
تطبيقات محددة:

• ركائز الاستشعار والتعبئة والتغليف: ركائز السيراميك لأجهزة استشعار الأكسجين ، وأجهزة الاستشعار قرع ، وأجهزة استشعار الضغط ، وحماية المكونات الحساسة داخل.
• عوازل شمعة الإشعال: المكونات الأساسية التي تتطلب عزل عالي للغاية ومقاومة للصدمات الحرارية تحت الجهد العالي.
• مكونات مقاومة للاهتراء:الأختام الميكانيكيةفي مضخات المياه والإرسال ، ومنع التسرب وإطالة عمر الخدمة.
• مواد النوافذ: تعمل كنافذة واقية لكاميرات الرؤية الخلفية وأجهزة استشعار الرادار (مثل رادارات الموجات الملليمترية) ، مما يقلل من التأثير على اختراق الإشارة.

2. زركونيا (ZrO₂)-"خبير استشعار وشغل قوي"
روافع صلابة عالية ، الموصلية الحرارية المنخفضة ، والخصائص الكهربائية الفريدة.
المزايا: صلابة الكسر عالية للغاية ، الموصلية الحرارية المنخفضة (العزل الحراري) ، الموصلية الأيونية ، ومقاومة التآكل العالية.

تطبيقات محددة:

• أجهزة استشعار الأكسجين: المواد الوظيفية الأساسية. باستخدام الموصلية الأيونية للأكسجين من الزركونيا المثبتة في الإيتريا (YSZ) عند درجات حرارة عالية ، يتم تصنيع أجهزة الاستشعار للكشف عن تركيز الأكسجين في غازات العادم ، وتعمل بمثابة "عيون" نظام التحكم الإلكتروني في المحرك.
• السيراميك الكهرضغطية: يستخدم السيراميك الكهرضغطي القائم على الزركونات الرصاص (PZT) على نطاق واسع في حقن الوقود (أنظمة السكك الحديدية المشتركة كهرضغطية ، مما يتيح حقن الوقود بشكل أكثر دقة وسرعة) وأجهزة الاستشعار بالموجات فوق الصوتية (الرادار العكسي وأنظمة إدراك القيادة المستقلة).
• الأجزاء الهيكلية المقاومة للاهتراء: مثل محامل السيراميك عالية الأداء ، وتستخدم في ظروف التشغيل المتخصصة.

3. كربيد السيليكون (SiC)-"قلب الشريحة والإدارة الحرارية للثورة الكهربائية"
إنها ملك أشباه الموصلات ذات الفجوة العريضة ، وهي المادة الأساسية "على مستوى الشريحة" لأنظمة القيادة الكهربائية للمركبات الكهربائية ولديها أيضًا تطبيقات في مجال الاحتكاك.
المزايا: خصائص أشباه الموصلات ذات فجوة عريضة (مقاومة عالية الجهد/درجة الحرارة العالية/التردد العالي) ، الموصلية الحرارية العالية للغاية (تبديد الحرارة الممتاز) ، الصلابة العالية ، وانخفاض استهلاك الطاقة.

تطبيقات محددة:

• العاكس الرئيسي لنظام القيادة الكهربائية: هذا هو التطبيق الأساسي والأعلى قيمة. تحل SiC MOSFETs محل IGBTs التقليدي القائم على السيليكون ، مما يحسن كفاءة العاكس بعدة نقاط مئوية. وهذا يعني زيادة نطاق القيادة بشكل كبير بنفس سعة البطارية ، أو دعم طاقة شحن أعلى (منصة 800 فولت) ، وتقصير وقت الشحن.
• شواحن على متن الطائرة (OBCs) ومحولات: بالمثل ، الاستفادة من خصائصها عالية التردد والكفاءة ، يمكن جعل محولات OBCs و arging أصغر وأخف وزنا وأكثر كفاءة.
• أنظمة الكبح: أقراص الفرامل المصنوعة من السيراميك الكربوني (مواد مركبة) المستخدمة في السيارات الرياضية عالية الأداء توفر مقاومة ممتازة للانحطاط الحراري ومقاومة الصدمات ومزايا خفيفة الوزن. شواحن توربينية للمحرك: إنشاء دوارات توربينية خفيفة الوزن ، وتقليل القصور الذاتي الدوراني ، وتقليل تأخر التوربو.

4. نيتريد السيليكون (siركيا)"البطل المجهول ذو القوة العالية السرعة والتحمل الطويل"
يقدم هذا السيراميك أفضل الخصائص الميكانيكية الشاملة ، مناسبة بشكل خاص للتطبيقات عالية السرعة وعالية الضغط وطويلة العمر.

المزايا: صلابة الكسور العالية ، الكثافة المنخفضة ، مقاومة الصدمات الحرارية الممتازة ، الصلابة العالية ، التشحيم الذاتي ، وحياة التعب الطويلة المتداول.

تطبيقات محددة:

• محامل مركبات الطاقة الجديدة: هذا تطبيق توقيع. تستخدم محامل السيراميك الكامل أو الهجين (siراميك في عناصر الدرفلة) مغزل دفع كهربائي. بالمقارنة مع المحامل الفولاذية التقليدية ، فهي أخف وزنا (تقلل من قوة الطرد المركزي) ، وأكثر مقاومة للسرعات العالية ، وأكثر عزلة (تمنع تآكل تيار العمود) ، ومقاومة لظروف تجويع الزيت ، مما يحسن بشكل كبير سرعة وكفاءة وموثوقية محركات الأقراص الكهربائية.
• دوارات شاحن توربيني: كثافتها المنخفضة وقوتها العالية تجعلها مثالية للدوارات التوربينية ، مما يقلل بشكل كبير من تأخر التوربو ويحسن استجابة المحرك.
• عوازل شمعة الإشعال: تستخدم في بعض المحركات عالية الأداء ، ومقاومة الصدمات الحرارية أفضل من الألومينا.