Hvad aluminiumnitrid bidrager til en beskyttende film
Aluminiumnitrid (AlN) er en kovalent keramik: hård, kemisk stabil, elektrisk isolerende og en fremragende varmeleder, med tætte keramiske kvaliteter, der når termisk ledningsevne i området 150-200 W/(m K) og en termisk udvidelseskoefficient nær 4,5 x 10-6/K. Disse egenskaber betyder noget inde i en motor, hvor en beskyttende film skal overleve gentagen opvarmning og afkøling plus kraftigt kontakttryk uden at flage væk.
Til brug som smøremiddeladditiv fremstilles materialet som partikler i nano-skala og overflade-modificeret, så partiklerne forbliver spredt i oliebæreren i stedet for at sætte sig ud under opbevaring.
Hvordan partiklerne aktiveres ved friktionsparret
De modificerede nano-aluminiumnitrid-keramiske partikler tilsat den nanokeramiske olie virker sammen med smøreolien på metaloverfladen af friktionsparret inde i motoren. Under den kombinerede virkning af høj temperatur og ekstremt tryk aktiveres de, og de bliver fast indlejret i bulerne og mikroporerne på metaloverfladen. Den beskadigede overflade repareres, og der dannes en nanokeramisk beskyttelsesfilm på tværs af løbefladerne.
Fordi filmen følger den originale overfladeprofil i stedet for at bygge et separat belægningslag ovenpå den, bevares løbeafstande, og der kræves ingen dimensionsmæssig efterbearbejdning.
Fra glidende friktion til rullende friktion
Når først filmen er etableret, virker friktionen forårsaget af relativ bevægelse mellem delene på denne beskyttende film i stedet for på bart metal. De nanokeramiske partikler opfører sig som mikroskopiske kugler og omdanner en del af kontakten mellem friktionsparrene fra konventionel glidende friktion til rullende friktion. Denne konvertering er det, der reducerer friktion og slid, og det giver den anti-slidbeskyttelse, som motoren ser under drift. Effekten er en overflademekanisme, så ydeevnen bygges op efterhånden som filmen udvikles i løbet af de første timers løb.
Rapporterede præstationseffekter
Hvor behandlingen er blevet målt mod ubehandlede friktionspar under samme driftsbetingelser, er de rapporterede effekter betydelige.
| Måle | Indberettet ændring |
|---|---|
| Friktionskoefficient | reduceret med mere end 80 % |
| Anti-slidevne | steget med mere end 350 % |
| Slidvolumen | reduceret med mere end 80 % |
| Levetid for mekaniske dele | forlænget med mere end 3 gange |
| Udstyrets energiforbrug | besparelser på omkring 10% til 30% |
Kortere nedetid og lavere vedligeholdelsesomkostninger følger af den langsommere slidhastighed. Den faktiske gevinst afhænger af belastning, hastighed, olieformulering og overfladernes tilstand, så tallene ovenfor skal læses som det område, der er opnået i de nævnte applikationer, snarere end som et garanteret resultat for hver maskine.
Formulerings- og anvendelsesnoter
Doser smøremiddel efter volumen, og disperger partiklerne helt før opladning; agglomererede partikler kan ikke indlejres i overfladen og fungerer som slibende i stedet.
Hold additivpakken vand-fri, fordi fugt forringer dispersionsstabiliteten.
Styr partikelstørrelsesfordelingen; filmen dannes bedst, når partiklerne er små nok til at trænge ind i mikroporerne på metaloverfladen.
Behandlingen er kompatibel med normal oliefiltrering og erstatter ikke en sund smøremiddelspecifikation.
Tjek kompatibiliteten med oliens eksisterende additivpakke inden fuld-anvendelse, da dispergeringsmidler og rengøringsmidler varierer meget mellem produkterne.
Hvor teknologien passer
Nanokeramiske beskyttelsesfilm påføres, hvor friktion og slid begrænser udstyrets levetid: motorfriktionspar, gearkasser, lejer, pumper og lignende høje-belastningskontakter. De fungerer sammen med korrekt smøremiddelvalg og mekanisk vedligeholdelse, ikke som en erstatning for nogen af dem.
Ofte stillede spørgsmål
Q: Hvad bruges aluminiumnitrid til i smøremidler?
Overflade-modificeret nanoaluminiumnitrid bruges som et keramisk partikeladditiv, der danner en beskyttende film på metalfriktionspar inde i motorer og maskiner.
Q: Hvordan reducerer filmen friktion?
De indlejrede partikler opfører sig som små kugler, der omdanner en del af kontakten fra glidende friktion til rullefriktion, hvilket sænker friktionskoefficienten.
Q: Hvor stor er friktionsreduktionen?
Rapporterede resultater viser, at friktionskoefficienten falder med mere end 80% og slidvolumen med mere end 80% mod ubehandlede overflader.
Spørgsmål: Reparerer additivet en slidt overflade?
Den indlejres i buler og mikroporer og genopbygger overfladeprofilen med en keramisk film. Det genopretter ikke metal, der er blevet fjernet eller korrigerer uden for-tolerancegeometrien-.
Spørgsmål: Er dette det samme som en sprøjtet keramisk belægning?
Nej. En sprøjtebelægning påføres før montering som et separat lag; denne film dannes under drift fra smøremiddeladditivet på arbejdsoverfladen.
Q: Kan det spare energi?
Der er rapporteret energibesparelser på omkring 10% til 30% for behandlet udstyr, hovedsageligt gennem reducerede friktionstab i kontaktzonerne.
