Ối dồi ôi, các bác khoa học Trung Quốc vừa làm ra một thứ vật liệu "bá đạo" khiến cả ngành công nghiệp vật liệu phải há hốc mồm đấy!
Trong phòng lab của Viện Khoa học và Công nghệ Vật liệu Đông Quan (DIMST) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, các nhà nghiên cứu đang làm ra một loại thép trông... chả giống thép tý nào. Nó mỏng và nhẹ đến mức xé bằng tay được luôn nên người ta gọi là "thép xé bằng tay" cho dễ nhớ
Về mặt khoa học thì nó có tên kêu là hợp kim vô định hình, hay còn gọi là thủy tinh kim loại (metallic glass) cho nó sang. Giờ vật liệu này đang được hãng xe Trung Quốc GAC Group bỏ vào hệ thống truyền động điện Quark của họ. Kết quả? Động cơ đạt hiệu suất cực đại 99% luôn á! GAC còn flex là 3 dòng xe điện Aion dùng công nghệ này có thể chạy thêm khoảng 1 km với mỗi kWh điện nữa cơ
Sao nó đặc biệt thế?
Zhou Jing - phó nghiên cứu viên tại DIMST giải thích dễ hiểu là: các nguyên tử trong thép silicon thường như học sinh xếp hàng ngay ngắn trên sân trường vậy (vật liệu kết tinh).
Còn hợp kim vô định hình thì khác xíu. Khi làm, người ta nung kim loại lên tận 1.300 độ C, rồi làm lạnh tức thì luôn. Các nguyên tử không kịp xếp hàng ngay ngắn nên bị "đóng băng" trong trạng thái loạn xà ngầu
Kết quả thu được một dải kim loại chỉ dày 0,025 mm thôi - tức là khoảng 1/5 đường kính sợi tóc và chỉ bằng 1/10 độ dày của thép silicon thường. Mỏng vãi nha!
Tại sao nó lại xịn?
Hợp kim vô định hình thuộc nhóm vật liệu từ mềm hiệu suất cao. Cái này thì càng mỏng càng tốt vì giảm được tổn hao do dòng điện xoáy - tức là giảm lượng năng lượng bị chuyển thành nhiệt vô ích.
"Thách thức lớn nhất của động cơ điện là tổn thất năng lượng", Zhou nói.
Theo anh ấy, nếu bơm 100 đơn vị điện vào động cơ thường thì một phần sẽ biến thành nhiệt mất trắng. Còn với động cơ dùng hợp kim vô định hình, lượng thất thoát chỉ còn khoảng một đơn vị thôi, phần còn lại đều chuyển thành lực kéo cả
Nhưng làm ra nó khó vãi!
Tạo vài gram trong lab thì ez. Nhưng biến nó thành linh kiện sản xuất hàng loạt cho hàng nghìn xe? Đó mới là drama thật
Vật liệu này phải chịu được hàng chục triệu lần rung, hàng nghìn lần nóng-lạnh và hoạt động ổn định hơn 10 năm cơ đấy.
Thêm nữa, vì nó mỏng quá nên sản xuất phức tạp hơn nhiều. Một lõi động cơ bằng thép silicon thường chỉ cần xếp 384 lớp. Còn với hợp kim vô định hình phải xếp tới gần 3.800 lớp - tức gần gấp 10 lần!
Mỗi lớp mỏng hơn tờ giấy nhưng lại cứng gấp 5 lần thép silicon thường. Nên phương pháp dập truyền thống không xài được. Chỉ sai lệch tý là toang cả lô luôn á.
Giải pháp?
DIMST và GAC cùng nhau phát triển một hệ thống dây chuyền sản xuất "phi tiêu chuẩn", từ dập vật liệu, xếp lớp chính xác đến xử lý nhiệt. AI được đưa vào gần như toàn bộ quá trình luôn - từ thiết kế thành phần hợp kim, dự đoán đặc tính, tối ưu quy trình đến triển khai dây chuyền. Nhờ giảm được số lần thử-sai nên rút ngắn được thời gian đưa vật liệu từ lab ra đời thực
DIMST và bộ phận truyền động của GAC ký hợp tác chiến lược từ tháng 8. Đến tháng 9, ba mẫu GAC Aion dùng hệ truyền động bằng hợp kim vô định hình đã được tung ra thị trường rồi đó!
Kết quả thực tế thế nào?
Thử nghiệm trên xe cho thấy tổn hao tại lõi động cơ giảm 50%, hiệu suất cực đại đạt 99%. Trong một thử nghiệm thực tế trên đường cao tốc vành đai tại đảo Hải Nam, mức tiêu thụ điện thấp nhất ghi nhận là 8,571 kWh/100 km, tương đương khoảng 11,7 km cho mỗi kWh điện
Theo GAC, việc giảm tổn thất năng lượng giúp xe mới chạy xa hơn khoảng một km với cùng một kWh điện. Nghe có vẻ ít nhưng cộng dồn lại thì tiết kiệm được khá nhiều đấy!
Tương lai sáng lắm!
Nguồn: kenh14.vn
Trong phòng lab của Viện Khoa học và Công nghệ Vật liệu Đông Quan (DIMST) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, các nhà nghiên cứu đang làm ra một loại thép trông... chả giống thép tý nào. Nó mỏng và nhẹ đến mức xé bằng tay được luôn nên người ta gọi là "thép xé bằng tay" cho dễ nhớ
Về mặt khoa học thì nó có tên kêu là hợp kim vô định hình, hay còn gọi là thủy tinh kim loại (metallic glass) cho nó sang. Giờ vật liệu này đang được hãng xe Trung Quốc GAC Group bỏ vào hệ thống truyền động điện Quark của họ. Kết quả? Động cơ đạt hiệu suất cực đại 99% luôn á! GAC còn flex là 3 dòng xe điện Aion dùng công nghệ này có thể chạy thêm khoảng 1 km với mỗi kWh điện nữa cơ
Sao nó đặc biệt thế?
Zhou Jing - phó nghiên cứu viên tại DIMST giải thích dễ hiểu là: các nguyên tử trong thép silicon thường như học sinh xếp hàng ngay ngắn trên sân trường vậy (vật liệu kết tinh).
Còn hợp kim vô định hình thì khác xíu. Khi làm, người ta nung kim loại lên tận 1.300 độ C, rồi làm lạnh tức thì luôn. Các nguyên tử không kịp xếp hàng ngay ngắn nên bị "đóng băng" trong trạng thái loạn xà ngầu
Kết quả thu được một dải kim loại chỉ dày 0,025 mm thôi - tức là khoảng 1/5 đường kính sợi tóc và chỉ bằng 1/10 độ dày của thép silicon thường. Mỏng vãi nha!
Tại sao nó lại xịn?
Hợp kim vô định hình thuộc nhóm vật liệu từ mềm hiệu suất cao. Cái này thì càng mỏng càng tốt vì giảm được tổn hao do dòng điện xoáy - tức là giảm lượng năng lượng bị chuyển thành nhiệt vô ích.
"Thách thức lớn nhất của động cơ điện là tổn thất năng lượng", Zhou nói.
Theo anh ấy, nếu bơm 100 đơn vị điện vào động cơ thường thì một phần sẽ biến thành nhiệt mất trắng. Còn với động cơ dùng hợp kim vô định hình, lượng thất thoát chỉ còn khoảng một đơn vị thôi, phần còn lại đều chuyển thành lực kéo cả
Nhưng làm ra nó khó vãi!
Tạo vài gram trong lab thì ez. Nhưng biến nó thành linh kiện sản xuất hàng loạt cho hàng nghìn xe? Đó mới là drama thật
Vật liệu này phải chịu được hàng chục triệu lần rung, hàng nghìn lần nóng-lạnh và hoạt động ổn định hơn 10 năm cơ đấy.
Thêm nữa, vì nó mỏng quá nên sản xuất phức tạp hơn nhiều. Một lõi động cơ bằng thép silicon thường chỉ cần xếp 384 lớp. Còn với hợp kim vô định hình phải xếp tới gần 3.800 lớp - tức gần gấp 10 lần!
Mỗi lớp mỏng hơn tờ giấy nhưng lại cứng gấp 5 lần thép silicon thường. Nên phương pháp dập truyền thống không xài được. Chỉ sai lệch tý là toang cả lô luôn á.
Giải pháp?
DIMST và GAC cùng nhau phát triển một hệ thống dây chuyền sản xuất "phi tiêu chuẩn", từ dập vật liệu, xếp lớp chính xác đến xử lý nhiệt. AI được đưa vào gần như toàn bộ quá trình luôn - từ thiết kế thành phần hợp kim, dự đoán đặc tính, tối ưu quy trình đến triển khai dây chuyền. Nhờ giảm được số lần thử-sai nên rút ngắn được thời gian đưa vật liệu từ lab ra đời thực
DIMST và bộ phận truyền động của GAC ký hợp tác chiến lược từ tháng 8. Đến tháng 9, ba mẫu GAC Aion dùng hệ truyền động bằng hợp kim vô định hình đã được tung ra thị trường rồi đó!
Kết quả thực tế thế nào?
Thử nghiệm trên xe cho thấy tổn hao tại lõi động cơ giảm 50%, hiệu suất cực đại đạt 99%. Trong một thử nghiệm thực tế trên đường cao tốc vành đai tại đảo Hải Nam, mức tiêu thụ điện thấp nhất ghi nhận là 8,571 kWh/100 km, tương đương khoảng 11,7 km cho mỗi kWh điện
Theo GAC, việc giảm tổn thất năng lượng giúp xe mới chạy xa hơn khoảng một km với cùng một kWh điện. Nghe có vẻ ít nhưng cộng dồn lại thì tiết kiệm được khá nhiều đấy!
Tương lai sáng lắm!
Nguồn: kenh14.vn