Sledujte nás na Instagrame

@hospodarske_novinyFacebook
06.12.2019, 00:00

Prečo nenastala doba keramická

Touto náhradou mal motor priniesť radikálne zníženie emisií, pokles hluku o takmer 20 decibelov.

Prečo nenastala doba keramická
Zdroj: archív SAV

Nové technológie produkujúce čoraz výkonnejšie výrobky pracujú často v extrémnych podmienkach. V 70., 80. rokoch minulého storočia sa hitom stal nitrid kremičitý. Kremíka a dusíka je na Zemi dosť. V množstve extrémnych aplikácií mal nahradiť oceľ. Zdalo sa, že doba ocele sa skončila a nastupuje keramická doba. Z prestížnych, marketingových a aj praktických dôvodov bolo najväčšou výzvou vyvinúť celokeramický vznetový motor.


V tom čase som i ja, na Max Planck Institute v Stuttgarte, bol súčasťou napĺňania tejto vízie – vyvinúť materiál dostatočne pevný a odolný, vhodný na výrobu ventilov do vznetového motora. Nemecko (50 percent štát, 50 percent Dailmer Benz) vtedy spustilo odvážny projekt vývoja keramických ventilov v celkovom objeme približne 20 miliónov mariek. Dovtedajšie výsledky ukazovali, že len samotnou náhradou kovových ventilov keramickými sa zníži hmotnosť motora takmer o 10 kilogramov. Touto náhradou mal motor priniesť radikálne zníženie emisií (emisie oxidov dusíka by klesli o 80 percent a oxidu uhoľnatého o 20 percent), pokles hluku o takmer 20 decibelov, pokles spotreby paliva. Po úspešnom vývoji ventilu boli keramické ventily umiestnené do áut Mercedes Benz. Majitelia o tejto zmene nevedeli, stali sa súčasťou experimentu. Experiment dopadol nad očakávania dobre, počas dvojročnej skúšobnej prevádzky zlyhal len jeden jediný ventil. Napriek tomuto úspechu keramické ventily na svoje nasadenie museli ešte dlho čakať, neboli cenovo konkurencieschopné. Neznamená to však, že výskum bol zbytočný, dnes je už veľa motorov vybavených keramickými ventilmi. Ventily boli len prvým krokom. Ako dopadol celokeramický motor? Zavádzaním sa ukázalo tvrdenie Číny z 90. rokov o prevádzkovaní autobusu s takýmto motorom.

Zatiaľ ho nevieme vyrobiť. Názornou ilustráciou komplikácií, ktorým čelíme, je príprava keramickej kocky s veľkosťou 1x1x1 cm. Na jej výrobu potrebujeme do nej usporiadať tisíc miliárd zrniečok keramického prášku. Hoci existuje množstvo techník, ako tieto zrniečka usporiadať a následne spiecť tak, aby vznikol hutný materiál požadovaných vlastností, problémom zostáva vznik porúch a chýb v ich usporiadaní. A tieto poruchy spôsobujú zraniteľnosť a najmä obmedzenú spoľahlivosť veľkých keramických súčiastok.


Keramika oceľ nenahradila, keramická doba nenastala a asi ani nenastane. Je to problém pre ľudstvo? Asi nie. Nitrid kremičitý sa nestal novodobou oceľou, ale bol dobrým štartom pre mnohoraké použitie keramiky v každodennom živote.


Zuby, kĺby, ventily, brzdy v autách, substráty integrovaných obvodov a stovky iných aplikácií sú toho dobrým príkladom.


Denný prehľad správ emailom

Dostávajte každý deň nové informácie zo sveta politiky, ekonomiky a biznisu.

Pred zadaním e-mailovej adresy si prečítajte pravidlá ochrany osobných údajov a používania cookies. Súhlas na odoberanie noviniek môžete kedykoľvek odvolať.