Kinija pasiekė dar vieną proveržį. Ji 3000 kartų aplenkė likusį pasaulį ()
Nuo karinių iki civilinių sričių. Technologija turi gausybę pritaikymų.
© Republica (Free Pixabay license) | https://pixabay.com/photos/main-board-computer-chips-89049/
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Ar pažangių elektroninių komponentų gamyba gali trukti vos sekundę? Pasirodo, kad taip – bent jau jei tikėsime pranešimais iš Kinijos. Kinijos Mokslų Akademijos Metalų tyrimų institutas pasidalijo metodu, kuris iš esmės keičia iki šiol taikytus kondensatorių gamybos standartus.
Blyksnio grūdinimas pagreitina gamybą. Tradiciniai metodai lieka užnugaryje
Kinų sėkmės raktas gaminant kondensatorius pasirodė esanti technika, vadinama blyksnio grūdinimu. Šis procesas pagrįstas itin sparčiu medžiagos įkaitinimu ir atvėsinimu – iki 1000 °C per sekundę. Palyginimui, įprasti metodai reikalauja nuo trijų minučių iki net valandos, priklausomai nuo galutinio gaminio kokybės. Skirtumas gamybos trukmėje yra tiesiog neįsivaizduojamas. Ten, kur standartinės technologijos užtrunka 3000 sekundžių, naujasis metodas susidoroja per vieną sekundę. Ypač svarbu tai, kad specialios kristalinės dangos susidaro vienu etapu, todėl nebereikia daugialypio terminio apdorojimo. Tai leidžia taupyti ne tik laiką, bet ir energiją bei gamybos kaštus.
|
Tuo pačiu toks procesas neturėtų neigiamai veikti kondensatorių kokybės ir galimybių – jie pasiekia 63,5 džaulio energijos tankį kubiniame centimetre. Ne mažiau svarbi ir terminis stabilumas. Paaiškėjo, kad mašininės gamybos dielektrinės dangos išlaiko savo savybes iki 250 °C temperatūroje, prarasdamos mažiau nei 3 procentus efektyvumo net tokiomis ekstremaliomis sąlygomis. Atsparumo bandymai parodė, kad medžiaga puikiai toleruoja pakartotinius kaitinimo ir vėsinimo ciklus. Ši savybė itin svarbi aviacijoje, kur komponentai turi atlaikyti staigius temperatūros pokyčius kilimo, skrydžio dideliame aukštyje ir nusileidimo metu. Panašūs reikalavimai keliami ir kosmoso pramonei, kur įrenginiai veikia itin sudėtingomis sąlygomis.
Geriausia tai, kad blyksnio metodu pagamintų dangų bendrai pasiekiama kokybė prilygsta produktams, kurių gamyba trunka penkiasdešimt kartų ilgiau. Tai aiškiai rodo, kad gamybos laiko sutrumpinimas nebūtinai turi vykti kokybės sąskaita. Terminis stabilumas yra panašus į kondensatorių, gaminamų valandos trukmės ciklais.
Nuo karinių iki civilinių sričių. Technologija turi gausybę pritaikymų
Dielektriniai kondensatoriai pasižymi gebėjimu akimirksniu įkrauti ir iškrauti energiją esant dideliam galios tankiui. Šios savybės daro juos idealiais gynybos sistemoms – kariniams lazeriams ir kryptinės energijos ginklams. Tokiam ginkluotės tipui reikia akimirksniu tiekti milžinišką energijos kiekį, o ličio jonų akumuliatoriai to užtikrinti negali. Be to, mokslininkai pabrėžia technologijos miniatiūrizavimo iki lustų lygio galimybę. Energijos kaupimas tiesiog luste yra perspektyva, galinti pakeisti elektronikos projektavimą ir leisti kurti kompaktiškesnes, efektyvesnes sistemas.
Civiliniame sektoriuje naujoji technologija gali būti naudojama elektriniuose automobiliuose, kur kondensatoriai gali padėti akumuliatoriams akseleracijos ar energijos rekuperacijos metu. Modernios radiolokacijos sistemos taip pat pasinaudos galimybe greitai kaupti ir išlaisvinti energiją. Naftos ir dujų pramonėje, kur gręžiniai siekia vis didesnį gylį, naujų komponentų terminis stabilumas bus itin vertingas. Vis dėlto reikėtų išlikti realistams – dielektriniai kondensatoriai vis dar kaupia mažiau energijos nei įprasti akumuliatoriai, todėl jie nepakeis jų išmaniuosiuose telefonuose ar nešiojamuosiuose kompiuteriuose. Vietoj to jie bus puikus jų papildymas ten, kur svarbi galia, o ne talpa. Kinų mokslininkai tai supranta ir pristato savo technologiją kaip papildančią, o ne konkuruojančią su tradiciniais akumuliatoriais.
Metalų tyrimų institutas planuoja tolesnius darbus, siekdamas pritaikyti blyksnio grūdinimo metodą kitiems feroelektriniams medžiagoms. Jei pavyktų procesą perkelti į kapsulės mastelį, puslaidininkių pramonė galėtų gauti naują įrankį pažangių energijos kaupimo komponentų gamybai. Kitaip tariant, šis Kinijoje pasiektas rezultatas yra dar vienas žingsnis link greitesnių, pigesnių ir dar patikimesnių kondensatorių technologijų, galinčių pakeisti šiuolaikinės elektronikos veidą… nors iki pilno pramoninio įdiegimo dar teks palaukti.
