能源工業(yè)發(fā)展前景解析

    美國(guó)能源部提供給美國(guó)金剛石軸承公司資金支持，用來(lái)研究水下發(fā)電用金剛石軸承技術(shù)?？傤~為18萬(wàn)6千美元的研究基金，主要用來(lái)研發(fā)多晶金剛石（英文簡(jiǎn)稱(chēng)：PCD）推力軸承能否廣泛應(yīng)用在美國(guó)能源部的再生能源項(xiàng)目當(dāng)中，例如：水下渦輪發(fā)電機(jī)以及海水動(dòng)力（英文簡(jiǎn)稱(chēng)：MHK）能源機(jī)。

    在位于美國(guó)猶他州奧勒姆的試驗(yàn)廠(chǎng)，美國(guó)金剛石軸承公司準(zhǔn)備對(duì)海水動(dòng)力能源機(jī)中多晶金剛石軸承水潤(rùn)滑作用進(jìn)行試驗(yàn)。

    安裝在海水的暗流當(dāng)中，海水動(dòng)力能源機(jī)利用紡錘渦輪機(jī)來(lái)進(jìn)行發(fā)電。研究人員試驗(yàn)該項(xiàng)技術(shù)的主要目的是尋找一個(gè)新的方法——盡可能地減少工廠(chǎng)設(shè)備檢修的停工時(shí)間以及維護(hù)費(fèi)用。當(dāng)前一個(gè)主要困難是無(wú)法找到合適的軸承技術(shù)，該技術(shù)應(yīng)具備現(xiàn)在不常用的軸承技術(shù)并且能夠在海水中承載變動(dòng)負(fù)荷，而且還能夠隨時(shí)關(guān)停機(jī)器，此外還應(yīng)具有維修、保養(yǎng)少以及盡可能降低油污對(duì)海水影響的特點(diǎn)。

    美國(guó)人造金剛石軸承公司相信金剛石軸承能夠應(yīng)對(duì)上述技術(shù)瓶頸，制造的海水動(dòng)力能源機(jī)具有經(jīng)濟(jì)上可持續(xù)發(fā)展以及能源可再生和持續(xù)性的特點(diǎn)。在不考慮軸承損壞的前提下，因采用無(wú)密封圈多晶金剛石軸承，海水動(dòng)力能源機(jī)能夠滿(mǎn)足變動(dòng)負(fù)荷，而且采用海水作為潤(rùn)滑劑不必為油污造成海水污染而擔(dān)憂(yōu)。

    “我們相信人造金剛石是具有巨大發(fā)展?jié)摿Φ墓こ滩牧稀！泵绹?guó)金剛石軸承公司總經(jīng)理克雷格•庫(kù)爾利說(shuō)?！拔覀兿ＭＫ畡?dòng)力能源機(jī)中的人造金剛石軸承，能夠在其他科學(xué)和工程領(lǐng)域發(fā)揮出它的優(yōu)勢(shì)。而且人造金剛石的優(yōu)點(diǎn)在于硬度、導(dǎo)熱性、力度、韌性以及耐磨損性，都能滿(mǎn)足要求?！?/P>

    該款軸承是將人造金剛石顆?；蛘呤?微米至70微米的金剛石粉末，通過(guò)特殊專(zhuān)利的立方加壓法固定在碳化鎢基體上。在人造金剛石上粉末上施加壓強(qiáng)為100萬(wàn)PSI（PSI：每平方英寸磅<數(shù)>。譯者注），加壓最高溫度大約為1400攝氏度。鑲嵌在碳化鎢基體中的鈷更加便于金剛石磨粒周?chē)鲃?dòng)，而且也便于金剛石顆粒的生長(zhǎng)。當(dāng)壓力和溫度恢復(fù)到正常值時(shí)，碳化鎢和多晶金剛石合成物可以放置在一個(gè)不銹鋼軸承環(huán)中。

    由于金剛石粉末硬度高于單晶金剛石而且還有不易破裂的優(yōu)點(diǎn)，美國(guó)金剛石軸承公司稱(chēng)該軸承采用燒結(jié)型金剛石粉末制成，而且鈷和碳化鎢還有利于提高軸承硬度，還確保單晶金剛石能夠附著在不銹鋼圈上。

    過(guò)去美國(guó)主要采用石墨法來(lái)制造金剛石粉末，而現(xiàn)在主要從中國(guó)和其他亞洲國(guó)家來(lái)進(jìn)口。

    因?yàn)榻饎偸S承具有在空氣、油和水中摩擦系數(shù)低以及高負(fù)載率的特點(diǎn)，與不銹鋼軸承相比一些技術(shù)方面有待提高。未來(lái)，金剛石軸承將會(huì)廣泛應(yīng)用于石油、天然氣的鉆探工具設(shè)備，以及利用流能或潮汐能渦輪發(fā)電的設(shè)備當(dāng)中。

    美國(guó)金剛石軸承公司專(zhuān)門(mén)為能源企業(yè)制造人造金剛石軸承部件，其金剛石技術(shù)致力于提高美國(guó)長(zhǎng)期能源業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力。該公司產(chǎn)品在美國(guó)能源部能源高級(jí)研究計(jì)劃署（英文簡(jiǎn)稱(chēng)：ARPA-E）舉辦的發(fā)明創(chuàng)新峰會(huì)上對(duì)外進(jìn)行展示。參加這次研討會(huì)的企業(yè)有美國(guó)陶氏化學(xué)公司、博世工具公司以及洛克希德馬丁公司等。

    “這次峰會(huì)是一個(gè)難得和令人興奮的機(jī)遇，在此我們能夠與能源領(lǐng)域的知名企業(yè)相聚一堂?！泵绹?guó)金剛石軸承公司總經(jīng)理克雷格•庫(kù)爾利說(shuō)。