Нүүрстөрөгчийн ширхэг: Автомашинд жин багатай байхын тулд хэрэглэдэг "лукс бараа" яагаад одоог хүртэл ердийн болоогүй юу?

Дээд түвшний суперкарууд эсвэл Формула 1-ийн уралдагч машинуудад карбон шилжийн хэсгүүдийг харах үед бид үргэлж түүний гайхалтай байдал болон гайхамшигтай ажиллагаас хэтэрхийдээ татагддаг. Энэхүү материал нь 'хар эрдэнийг' гэж нэрлэдэг бөгөөд стальтай харьцуулахад зөвхөн дөрөвний нэг нь жинтэй боловч хүч чанар нь 5-10 дахин илүү байдаг тиймээс онц теоритик хувьд автомашиний жинг хөнгөн болгоход гайхамшигтай сонголт болдог.

Гэвч бид энгийн зорчлогчийн машиний зах зүгээр хандвал карбон шилжийн хэрэглээ хязгаарлагдмал байна. Яагаад ингэж байна?

Үнэ: Тэтгэлзэх бэрхшээлтэй зөрүү

“Карбон шилжийн материал биш—мөнгөн зоос юм,” гэж автомашины инженер нэг удаа инээвчилжээ.

Одоогоор карбон шилжийн найрлагуудын үнэ энгийн сталийн 20 дахин, харин аллюминийн 10 дахин илүү байна. Энэхүү том үнийн зөрүү нь карбон шилжийн хэрэглээ хэрэглээг өндөр үнэтэй тагттай машинуудад шууд хязгаарладаг.

Дунд хэмжээт гэр бүлийн седан машины жишээн дээр үзүүлбэл: хэрэв ган бүхэлд нь нүүрстөрөгчийн шилжээр солигдвол материал зардал нь мянган юанөөр нэмэгдэнэ. Энэ нь тэргүүний үнийг агшаан ихэсгэх бөгөөд ихэнх хэрэглэгчдийн авах боломжийг хүртэлгүй болгоно.

Үйлдвэрлэл: Цаг хугацаа болон ажилчны ур чадварын хоёрдмол сорилт

Уламжлалт металл материалыг нь нүүрстөрөгчийн шилжийн найрлагад харьцулахад үйлдвэрлэх явц нь нарийвчилсан бөгөөд цаг хугацаа их шаарддаг:
(1)Урт хугацааны хэлбэр болох
Нүүрстөрөгчийн шилэн элементүүдийг өндөр температ, даралттай зууралд цагийн турш хатууруулах шаардлагатай бөгөөд ган элементүүдийг зөвхөн хэдхэн минутанд шахуургаар хэлбэрлэх боломжтой.
(2)Засвар хийхэд хэцүү
Нүүрстөрөгчийн шилэн хэсэг гэмтсэн тохиолдолд ихэвчлэн бүхэлд нь солих шаардлагатай бөгөөд металл хэсгүүдийг цаасан ажлаар засвартай болгох боломжтой.
(3)Холбох нь хэцүү
Нүүрстөрөгчийн шилэн хэсгүүдийг холбох нь тусгай арга техник шаарддаг бөгөөд металл шиг энгийн баглах аргаар хийгдэхгүй.
Эдгээр үйлдвэрлэлийн бэрхшээлүүд нь томоохон хэмжээгээр автомашин үйлдвэрлэхэд нүүрстөрөгчийн ширхэгийг үр дүнтэй ажиллагаа, зардлын хяналт зэрэг чухал байх үед суламжруу талаас нь байрлуулдаг.

Дахин ашиглахын бэрхшээл: Байнгын хөгжлийн саад

Өнөөгийн өндөр түвшиний орсныг дахин сэргээх болон орсныг дахин ашиглахын талаарх анхаарал өссөн үед материал дахин ашиглагдах чадвар нь автомашины үйлдвэрлэгчдийн чухал анхаарлын төвд байна. Нүүрстөрөгчийн ширхэгийн найримсыг дахин ашиглах нь томоохон бэрхшээлтэй:
(1) Метал шиг хайлуулах, дахин ашиглах нь маш хэцүү
(2) Одоогийн байгаа дахин ашиглах технологи зардал ихтэй бөгөөд ширхэгийн гадаргыг мууруулах хандлагатай
(3) Тусгай хэлбэртэй смолын матрицууд ихэвчлэн дахин ашиглагдахгүй
Үзүүлэлтэд нь эсрэгээр нержавейн ган нь харьцангуй энгийн, хямдхан үйл явцуудаар 90%-с дээш хувийг дахин ашигладаг.

Аюулгүй байдлын стандартыг шинээр тодорхойлох

Нүүрстөрөгчийн ширхэгийн гайхалтай хүчийг харгалзан үзэж ч, түүний мөргөлдөөний аюулгүй байдлын загвар нь уламжлалт металтай ялгаатай:
(1) Хүчтэй мөргөлдөөний үед нүүрстөрөгчийн ширхэг деформацид орохгүй, харин хугарах хандлагатай
(2) Традицтай металл төрөлтэй харьцуулахад энерги шингээх чанар нь ялгаатай бөгөөд шинэ аюулгүй байдлын загварын ойлголтыг шаарддаг.
(3) Одоо байгаа аюулгүй байдлын туршилтын стандарт, үнэлгээний аргуудтай бүрэн нийцдэггүй.

Автомашин үйлдвэрлэгчид нөөц карбон ширмийн бүтцийн аюулгүй байдлыг дахин судалж, баталгаажуулахад томоохон хөрөнгө оруулалт хийх шаардлагатай бөгөөд энэ нь ердийн автомашины загваруудад уг материал ашиглах явцыг удаашруулсан.

Өглөөний анхны гэрэл: Хойшоо гарах боломжууд

Олон төрлийн сорилттой тулгарч байгаа хэдий ч автомашины салбарт карбон ширмийг ашиглах боломж бүрэн бараан бус байна:

Хольсон материалтай бие: Олон автомашины үйлдвэрлэгчид үйлчилгаэ, өртөгийн хувьд тэнцвэрийг олохын тулд чухал хэсгүүдэд карбон ширмийг ашиглан, бусад газарт традицтай материалыг хадгалж байгаа "олон материалтай стратегийг" баримтаж байна.
Технологийн чадвар: PAN-с гаралтай биш анхдагч материалыг ашиглах, үйлдвэрлэлийн процессыг сайжруулах зэрэг шинэ, хямд үнэтэй карбон ширмийн үйлдвэрлэх аргуудыг одоо хөгжүүлж байгаа бөгөөд ирээдүйд карбон ширмийн өртгийг хамаагүй бууруулах боломжтой.
Тодорхой хэрэглээг эрхэмлэх: Цахилгаан батарейтай автомашинууд (BEV) жингийн бууралтыг илүү их шаарддаг тул жингийн 10%-ийн бууралт нь далайцыг ойролцоогоор 6-8% нэмэгдүүлдэг. Энэ нь цахилгаан тээврийн хэрэгслээс чихэвчлэн илүү хурдан нүүрстөрөгчийн шилжих боломжийг бий болгодог.

Автомашиндын салбарт нүүрстөрөгчийн шилжих өргөн хэрэглээ нь ажиллагаа, өртөг, ашиглалтын хоорондох тэнцвэр юм. Энэ нь автомашины материал дахь "люксс" зүйл бөгөөд анзаармаар сайн чанартай боловч үнэ, үйлдвэрлэлийн нарийн төвөг, орчин үеийн бодит нөхцөл шаардлагад хамааран дундаж хэрэглэгчид хүрэх боломжгүй байдаг.

Технологийн дэвшил, өртгийн бууралттай зэрэгцэж нүүрстөрөгч удаан хугацаанд суперкаруудад л хязгаарлагдахаас эхлээд ангилах загваруудад стандарт болон массын зах зээлд хүрэх боломжтой. Гэхдээ энэ шилжилтийн цаг хугацаа одоогоор тодорхойгүй байна.

Хэрэглэгчдэд хувь нь, маш удаашгүй ирэх хугацад нүүрстөрөгчийн шилжин хэсгийг агуулсан автомашин нь сая долларын лакш тэргүүдийн тусгай хүрээс гарч, энерги болон шинж чанарыг чухалчилсан өргөн загваруудад зохистой сонголт болох бол ирэхийг бид урьдчилан харж байна.