כיצד תוספים חומר סיכה HBN לתרום טכנולוגיות ירוקות יותר

חיכוך ובלאי טבועים בחלקים נעים. חמישית מכלל צריכת האנרגיה בעולם נכנסת להתגברות על חיכוכים. הצרכנים הגדולים ביותר של אנרגיה זו הם תחבורה, ייצור חשמל וייצור. בעוד מגזרים אלה חיוניים לחברה שלנו, המחויבות הגלובלית להילחם בשינויי האקלים ולהשיג חברה נייטרלית לפחמן עד שנת 2050 קוראת לטכנולוגיות סיכה חדשניות כדי להתמודד עם חיכוכים. בתוך 15 שנה, קיים פוטנציאל לחיסכון של עד 40% מאובדן האנרגיה הנובע מחיכוך ובלאי, ובכך להפחית באופן משמעותי את טביעת הרגל הפחמנית העולמית. חיסכון זה שווה ל-1.4% מהתמ"ג העולמי השנתי.

פתרונות טריבולוגיים

אנו מחויבים לטפל בבעיה אינהרנטית זו על ידי ייצור פתרונות טריבולוגיים מתקדמים לטכנולוגיות בנות קיימא. טכניקה חדשנית אחת כזו היא שימוש בתוספי חומר סיכה נגד שחיקה ואנטי חיכוך. תוספי הסיכה המשושים שלנו בורון ניטריד (HBN) קבעו סטנדרטים חדשים כחיוני סיכה בעלי ביצועים גבוהים לטכנולוגיות ירוקות.

תוספים חומר סיכה HBN הם אבקות בורון ניטריד משושה שיש להם מבנה lamellar כמו גרפיט. הם יכולים להיות משולבים עם חומר סיכה נוזלי, כמו שמן מינרלי, כדי ליצור פיזור סיכה, או יכול לשמש חומר סיכה מוצק יבש. חלקיקי בורון ניטריד מתיישבים במרווחים שבין משטחי ההזזה ומפחיתים את מקדם החיכוך. לתוספי חומר סיכה HBN יש מקדם חיכוך נמוך, הם בעלי יציבות מעולה בטמפרטורה גבוהה, והם נשארים סיכה בטמפרטורות של עד 1800 מעלות צלזיוס בתנאים אינרטיים. תוספי חומר סיכה HBN עמידים בפני חמצון עד 900 מעלות צלזיוס. המוליכות התרמית של תוספי סיכה HBN היא ללא תחרות, מה שהופך אותם יעילים מאוד עבור פיזור חום ביישומים מעורבים חלקים נעים במהירות. יתר על כן, הם אינרטיים מבחינה כימית, עמידים בפני קורוזיה, לא רעילים, ומכאן ידידותיים לסביבה. סט מרשים זה של מאפיינים הופך את תוספי חומר הסיכה HBN לפתרון טריבולוגי "ירוק" מועדף על פני חומרי הסיכה המוצקים הקונבנציונליים כגון גרפיט, מוליבדן דיסולפיד (MoS2) או PTFE (טפלון) שנכשלים בתנאי ההפעלה הקיצוניים ביותר. חוץ מזה, התוספים הקונבנציונליים מכילים לעתים קרובות מזהמים סביבתיים כגון זרחן, פחמן, גופרית ומתכות כבדות.

תרומת תוספים חומר סיכה HBN טכנולוגיות ירוקות יותר

אנרגיית רוח: היעילות והעמידות של הילוכים ומכלולים מכניים אחרים של טורבינות רוח מושפעות מאוד מבעיות טריבולוגיות נפוצות כגון spalling, ללבוש, מיקרו פיתול ושפשוף. שימון לקוי ופירוק של סרט הסיכה בתנאי עומס כבדים יכולים גם להוביל לכשל בתיבת ההילוכים. התערובת הייחודית של תכונות מרשימות הופכת את תוסף הסיכה HBN לפתרון מבטיח עמיד בפני בלאי וחסכוני באנרגיה לטורבינות רוח. HBN נשאר מפוזר היטב בשמן ויוצר סרט טריבו יציב. חלקיקי HBN מפחיתים את החיכוך בשל עמידות הגזירה הנמוכה שלהם ומשפרים את עמידות השחיקה על ידי אינטראקציה עם משטחי הזזה ויצירת סרטי גבול עם חיכוך נמוך. ברמה האטומית, השכבות של HBN מיושרות לאורך כיוון תנועת ההזזה, גיזה בקלות כדי לספק רמות חיכוך נמוכות. העמידות הגבוהה של תוספי סיכה HBN מוכיח שימושי, במיוחד עבור פארקי טורבינות רוח מהחוף עם נגישות מוגבלת שבו תחזוקה ושינוי חומר סיכה באופן שגרתי היא משימה אימתנית.

כלי רכב חשמליים: עד שנת 2050, כמעט כל רכב יופעל חשמלית. היציבות הגבוהה יותר של תוספי סיכה HBN הופכת אותם לבחירה מצוינת ברכיבי ההנעה (כגון תיבות הילוכים של הסרן) של רכבים חשמליים, שם חומר הסיכה עובר תנאי עומס חמורים בשל האצה מהירה יותר של רכבים חשמליים. נוכחות של מתחי הפעלה גבוהים בתיבת ההילוכים מהווה אתגר גדול נוסף עבור חומר סיכה. בעת שליטה על מנועים חשמליים, מתרחשת החלפת כוח תכופה, מה שמוביל להצטברות מטען סטטי המשתחררת דרך מסבים והילוכים. זה קריטי כי חומר הסיכה הוא מבודד חשמלית כדי למנוע סיכונים קצר חשמלי. בעוד גרפיט וגופרית ב- MoS2 מזיקים לרכיבים אלקטרוניים, החוזק הדיאלקטרי הגבוה של תוספי חומר סיכה HBN הופך אותם לבחירה בטוחה עבור טכנולוגיית EV ללא הסיכון להתמוטטות דיאלקטרית. יתר על כן, החלקיקים מפוזרים דק בתוספי חומר סיכה HBN ליצור נתיבי פיזור חום המשפרים את הניהול התרמי ב- EVs.