На первый взгляд может показаться, что стекловолокно и металлы платиновой группы нигде не пересекаются и используются в разных отраслях промышленности. Однако производство стекловолокна невозможно без оборудования, в составе которого есть эти благородные металлы. А палладий снижает затраты на его обслуживание. Рассказываем, как это работает и почему важно.
Для чего нужно стекловолокно?
Стекловолокно — легкий, прочный и устойчивый к коррозии материал. Его используют в строительстве, при производстве тканей, спортивного снаряжения, лодок, композитных элементов для автомобилей и самолетов. Важную роль стекловолокно играет в «зеленой» энергетике: из него делают резервуары для жидкостей и каркасы солнечных панелей. А еще оно обеспечивает отличную тепло- и звукоизоляцию.
В быту людей окружает множество вещей, в составе которых есть стекловолокно: это душевые кабины, лыжи, корпуса для ноутбуков, предметы интерьера. Например, если ваши домашние питомцы регулярно роняют цветочные горшки, но те упрямо не разбиваются, высока вероятность, что их армировали стекловолокном.
Как его производят
Производство стекловолокна — сложный высокотехнологичный процесс:
- Сырье, состоящее из кварцевого песка, колеманита, известняка, боксита и доломита, плавят в печи при высоких температурах.
- Расплавленную массу пропускают через фильерные питатели, которые действуют по принципу сита и разделяют расплав на тонкие нити диаметром от 6 до 18 микрометров.
- Сразу после вытягивания горячие нити охлаждают, а затем укладывают в холсты или мотки, в зависимости от дальнейших задач. Например, стеклохолсты используют в качестве армирующей основы при производстве рулонной кровли и гибкой черепицы.
Фильерные питатели играют критически важную роль в процессе создания стекловолокна. Они обеспечивают:
- ровную и стабильную подачу расплава, за счет которой достигается однородность и высокая прочность волокон;
- контроль температуры и вязкости. Фильерные питатели помогают поддерживать оптимальные условия для вытягивания волокон. Если оборудование неисправно, то внутри стекловолокна могут образоваться пузырьки и другие дефекты;
- точное дозирование. Фильеры подают необходимое количество расплава для формирования волокон нужного диаметра.
Очень важно, чтобы фильерные питатели были прочными, термоустойчивыми и долговечными. Температура выработки стеклянного волокна колеблется в пределах +1100...+1600°С. Расплав стекла при таком нагреве становится химически агрессивным, и важно, чтобы оборудование как можно дольше выдерживало экстремальную нагрузку.
Сейчас фильерные питатели изготавливают из сплавов платины и других металлов платиновой группы (например, родия) из-за их высокой температуры плавления, химической стойкости и способности сохранять свои свойства при высоких температурах. Кроме того, эти сплавы обладают хорошей механической прочностью и устойчивы к коррозии. Однако высокая тепловая нагрузка под давлением стекломассы все равно быстро изнашивает оборудование. Срок службы таких устройств — от 100 дней до 1 года. Необходимость замены несет существенные издержки для производителей стекловолокна.
Чтобы сократить эти затраты, в сплав, из которого делают фильерные питатели, можно добавить палладий вместо платины. Плотность палладия в два раза меньше, что позволяет в том же объеме использовать меньше драгоценного металла, при этом сохраняя технические характеристики устройства. Результаты первых промышленных испытаний нового сплава «Норникель» недавно представил на конференции в Шанхае.
Анна Каржавина, руководитель коммерциализации продуктов Центра палладиевых технологий «Норникеля»:
Наша разработка знаменует собой важный шаг вперед в развитии технологии производства стекловолокна в Китае. На рынке, где снижение затрат и повышение эффективности имеют критическое значение, мы уверены, что наша технология позволит существенно снизить стоимость производства стекловолокна, открывая доступ к новым ресурсам для инноваций и роста.
Палладий — металл будущего
«Норникель» активно исследует свойства палладия и внедряет его в отрасли, для которых использование этого благородного металла может стать толчком к развитию.
Компания создала Центр палладиевых технологий, который занимается разработкой, испытаниями, реализацией и в конечном итоге выводом на рынок новых технологий материалов на базе палладия. Главная задача — чтобы выдающиеся свойства этого металла приносили еще больше пользы человечеству.
Специалисты Центра палладиевых технологий:
- развивают технологии для искусственного интеллекта и электротранспорта;
- повышают энергоэффективность и снижают углеродный след в традиционных применениях платиноидов;
- готовят комплекс новых материалов для промышленности, водородной, солнечной энергетики и биотоплива.
Фильеры, изготовленные из сплава с добавлением палладия, являются ярким примером того, как в сотрудничестве с нашими партнерами мы способны создать продукт, значительно оптимизирующий процесс производства стекловолокна.
