Vì sao cần dùng chất liệu gốm sứ để chế tạo động cơ ô tô?
Trả lời:
Năm 1991, chiếc xe khách cỡ lớn mà động cơ làm bằng vật liệu gốm sứ đầu tiên của Trung Quốc đã hoàn thành chặng đường từ Thượng Hải đến Bắc Kinh. Sự hoàn thành của lần thực nghiệm này đã đánh dấu công cuộc nghiên cứu và ứng dụng thực tế của việc dùng chất liệu gốm sứ chế tạo động cơ ô tô của Trung Quốc đã đạt tới trình độ tiên tiến của thế giới. Trước đó, trên thế giới chỉ có Mỹ, Nhật và Đức là đã thành công trong thí nghiệm này.
Vì sao có thể dùng chất liệu gốm sứ để thay thế kim loại chế tạo ra động cơ ô tô?
Động cơ ô tô thông qua việc đốt cháy nhiên liệu sản sinh ra một thể khí với nhiệt độ và áp suất cao và từ đó hình thành một động lực đẩy ô tô tiến lên phía trước. Mà nhiệt độ đốt trong của động cơ càng cao. Nhưng trên thực tế, ngay cả khi động cơ được làm bằng hợp kim chịu nhiệt cao thì nhiệt độ sử dụng nó nó cao nhất cũng không vượt quá 11000C. Nếu vượt qua giới hạn này, vật liệu kim loại của động cơ sẽ bị mềm đi, thậm chí bị phá huỷ. Do vậy, hầu hết các loại ô tô đều phải lắp hệ thống làm lạnh để giữ cho động cơ làm việc bình thường, nhưng làm như vậy chẳng những làm giảm hiệu suất nhiệt mà còn làm cho trọng lượng và thể tích máy phải to hơn, ảnh hưởng đến việc nâng cao tốc độ của xe.
Liệu có loại vật liệu nào vừa chịu nhiệt tốt lại nhẹ để có thể thay thế kim loại sản xuất động cơ ô tô không?
Các nhà khoa học đã nghĩ tới chất liệu gốm sứ. Cùng với sự phát triển của kỹ thuật chế tác gốm sứ, người ta đã sản xuất ra được loại gốm sứ mới có đặc tính chịu nhiệt siêu mạnh, đó là loại gốm silic, gốm Dicôni, gốm cacbuasilic. Chúng đều có thể chịu nhiệt hơn 14000C dùng nó để chế tạo động cơ ôtô thì nhiệt độ buồng đốt có thể đạt tới 13000C và cơ bản là không cần phải có hệ thống làm lạnh phức tạp trợ giúp. mặt khác, bản thân gốm đã nhẹ hơn kim loại. Do vậy, động cơ làm bằng gốm thể tích sẽ nhỏ, trọng lượng nhẹ, hiệu suất nhiệt có thể đạt tới 50%, tiết kiệm được hơn 20% nhiên liệu so với động cơ làm bằng hợp kim.
Trong ấn tượng của mọi người, gốm là một loại vật liệu giòn. Qua nghiên cứu, các nhà khoa học đã kết hợp giữa vật liệu gốm silic và Gxaphít để tạo nên một loại vật liệu mới vừa chịu nhiệt tốt lại vừa bền vừa dẻo. Dùng vật liệu này làm động cơ ô tô hoàn toàn có thể thích ứng được với chấn động mạnh khi xe chạy lạ phát huy được ưu điểm chịu nhiệt cao của gốm, và giữ được tính ưu việt chịu cường độ cao của động cơ truyền thống. Do vậy, nó là một loại động cơ hoàn toàn mới rất có tương lai phát triển.
