kotimaisen autoteollisuuden tulevaisuus saattaa hyvinkin levätä hiekalla.

Tämä yhteinen aine sisältää keskeisiä ainesosia joillekin epätavallisille materiaaleille, jotka ovat välttämättömiä vallankumouksellisen moottorityypin-keraamisen kaasuturbiinin-tuottamiseksi.

maa, joka ensimmäisenä viimeistelee Moottorin, voi päätyä dominoimaan kansainvälistä autotuotantoa kotimaisten ja ulkomaisten autonvalmistajien mukaan. Luotettava keraaminen moottori olisi suuri harppaus eteenpäin pyrkimyksissä parantaa polttoainetehokkuutta tinkimättä autojen suorituskyvystä tai turvallisuudesta, autojohtajat sanovat.

Keraamiset moottorit mahdollistavat kaasujen puristuksen ja laajenemisen erittäin korkeissa lämpötiloissa ilman lämmönhukkaa tai moottorivaurioita. Moottori, joka pitää lämpöään vahingoittamatta itseään tai muita osia, toimii tehokkaammin.

turbiineja on ollut olemassa jo vuosia. Chrysler Corp. sai kokeellisen kaasuturbiiniauton vuonna 1963. Mutta sitä ei koskaan tarjottu kaupallisesti, koska Chrysler ei löytänyt kustannustehokasta tapaa käsitellä Moottorin tuottamaa valtavaa lämpöä-jopa 2 500 astetta fahrenheitiä.

parannukset keraamisissa materiaaleissa lupaavat tehdä kaasuturbiinista käytännöllisen. Uudenlaiset keramiikat ovatkin syynä tuotteiden muutoksiin aina autoista elektroniikkaan ja tekohampaisiin. Nämä uudet keramiikka ovat kaukana kukkaruukut, kylpyhuoneen laatat ja astiat yleisesti liitetään sana. Nämä uudet materiaalit koostuvat piistä ja muista perinteisistä keraamisista aineksista yhdistettynä karbidipolymeereihin, alumiinioksidiin ja muihin materiaaleihin.

tuloksena olevat yhdisteet säilyttävät lämmönkestävyytensä, mutta ovat vähemmän hauraita ja kulumiskestävämpiä.

vaikutuksen autoteollisuuteen odotetaan olevan suuri.

perinteisistä mäntämoottoreista poiketen turbiinit polttavat polttoainetta tasaiseen tahtiin ja saavat tehoa suuntaamalla laajenevat kaasut puhaltimen kaltaista laitetta vasten. Kaasut kääntävät tuuletinta, joka pyörittää vaihdelaatikkoon kytkettyä akselia. Tasainen polttaminen ja korkea lämpötila lisäävät tehokkuutta.

”ei ole epäilystäkään siitä, että autojen keraaminen kaasuturbiinimoottori voi tarjota merkittäviä etuja autoteollisuudelle ja maalle”, sanoi John A. Boppart, Garrett Turbine Engine Co: n varatoimitusjohtaja. Phoenixissa.

mutta Yhdysvallat ”ei itse asiassa tee kovin hyvää työtä pysyäkseen Japanilaisten perässä keramiikassa”, boppart sanoi äskettäin todistuksessaan parlamentin kuljetus -, ilmailu-ja materiaalikomitean edessä.

Garrett tekee yhteistyötä Ford Motor Co: n kanssa. kehittää kehittynyt kaasuturbiini, jossa on ”kuumia osia” — turbiinin roottori ja lavat, paloputken kokoonpano, kanavat — valmistettu keramiikasta. General Motors Corp.: lla on käynnissä samanlainen työ Allison Gas Turbine-divisioonansa kanssa.

GM: n ja Fordin hankkeet ovat saaneet 116 miljoonaa dollaria, enimmäkseen liittovaltion rahaa, vuodesta 1980 lähtien. Yhtiöt pyytävät hallitusta lisäämään 100 miljoonaa dollaria seuraavan neljän vuoden aikana.pyyntö toi heidät Capitol Hilliin viime kuussa ja herätti joidenkin lainsäätäjien vihat, jotka sanoivat, että yhtiöt ovat tarpeeksi rikkaita rahoittaakseen oman tutkimuksensa.

mutta GM ja Ford puolustavat rahoituspyyntöjään.

”GM on ollut kaasuturbiinien kehitystyössä vuodesta 1952”, Allison Gas Turbinen projekti-insinööri Harold E. Helms sanoi. ”Voin vakuuttaa teille, että tuo raha ei tullut liittovaltion hallitukselta.”

Ford käytti viime viikolla enemmän omia rahojaan, 10 miljoonaa dollaria, ostaakseen 11 prosentin osuuden Ceradyne Inc: stä., kalifornialainen yritys, joka on erikoistunut keramiikkateknologian kaupallisiin sovelluksiin. Suuri osa Ceradynen työstä tulee sisältämään autotuotteiden kehittämistä, Fordin pääjohtaja Harold A. Poling sanoi.

mutta miksi vedota hallitukseen?

kaikissa eduissaan keramiikkatekniikkaan liittyy myös pussillinen ongelmia, kotimaiset autonvalmistajat sanovat.

hauraus on yksi. Keramiikalla on taipumus murtua tai murtua esimerkiksi ajoneuvon törmäyksen aiheuttamassa rasituksessa. Toinen on keramiikan liittäminen metalleihin.

näiden ongelmien ratkaisemiseksi tarvittava tutkimus on kallista — liian kallista yrityksille, joilla on markkinapaine keksiä uusia tuotteita välittömästi, boppartin, Helmsin ja muiden mukaan.

vertailun vuoksi Japani etenee nopeasti keramiikan kehityksessä pitkälti siksi, että autonvalmistajat, hallitus ja yliopistot tekevät yhteistyötä tehdäkseen Japanista keramiikan johtajan, Yhdysvaltain autonvalmistajat sanovat.

”viimeisen neljän vuoden aikana olemme havainneet, että japanilaiset voivat kansallisen sitoutumisensa ansiosta tuottaa enemmän” keramiikan alalla, sanoi Serge Gratch, Fordin ajoneuvo -, voimansiirto-ja komponenttitutkimuksen johtaja. ”Japanilaiset pystyvät yksinkertaisesti panostamaan enemmän keramiikkaan kansallisen sitoutumisensa ansiosta.”

Japani on ottamassa johtoaseman keramiikassa.

esimerkiksi Nissan Motor Co. Ltd. valmistaa 500 autoa kuukaudessa, 300 ZX-urheilumallia, joissa on keraamiskomponenttinen turboahdin. Nämä laitteet lisäävät ilma-polttoaineseoksen painetta Moottorin polttokammioissa.

Nissanin keramiikkaturbomalleja myydään tällä hetkellä vain Japanissa. Mutta jos tekniikka osoittautuu tehokkaaksi — ja kestäväksi — ei ole epäilystäkään siitä, että Nissan vie keraamiset turbonsa Yhdysvaltoihin, antaen yhtiölle suuren edun yhdysvaltalaisiin kilpailijoihinsa nähden kotimaan automarkkinoiden kalliissa päässä.

myös kotimaisella elektroniikkateollisuudella on panoksensa keramiikkasodissa.

elektroniikkateollisuuden kasvun ja kehittyneen keramiikan uusien sovellusten laajuuden ennustetaan lisäävän keramiikkamateriaalin kysyntää 50 prosenttia — 3 miljardista dollarista vuonna 1984 yli 4,5 miljardiin dollariin vuonna 1989.

tällä hetkellä puolet maailman edistyksellisten keraamisten materiaalien myynnistä menee elektroniikkateollisuudelle. Japanilainen Kyocera on maailman johtava tietokonesirujen keraamisten pakkausten valmistaja lähes 70 prosentin markkinaosuudellaan.

”katsomme hyvin tarkkaan, mitä he tekevät”, Westinghouse Electric Corp.-yhtiön tutkimusjohtaja sanoi. ”Koska he ovat johtajia.”

vedoten hallituksen rooliin Japanin keramiikan kehityksessä, myös yhdysvaltalaiset teollisuusmiehet ovat valmiita myöntämään, että japanilaiset ovat nopeampia kehittämään prototyyppejä ja testaamaan keraamisia materiaaleja markkinoilla.

japanilaiset korostavat myös keramiikan valmistukseen meneviä prosessiteknologioita, ja siksi he pystyvät tutkimaan valmistusmittakaavan etuja yhdysvaltalaisia yrityksiä aikaisemmin, kotimaiset teollisuusmiehet sanovat.

esimerkiksi Japanin Kyocera on ottanut valtavia harppauksia tekohampaatekniikassa kehittämällä kristallisafiiri-implantin, joka on posliinia kestävämpi. Ihmiset yllään advanced keraamiset Hammasproteesit voi pureskella kovemmin pienempi riski vahingoittaa implantti.

mutta yhdysvaltalaisilla yrityksillä on hyvät asemat nopeasti kasvavalla keraamis-komposiittiosuudella uusien materiaalien markkinoilla. ”Metal matrix” komposiitit erityisesti ovat vanginneet huomiota ja investointeja johtavien ilmailualan yritysten ja Pentagon.

”tuolla alueella tapahtuu paljon puolustusministeriössä”, sanoi entinen apulaispuolustusministeri Robert Cooper, joka huomautti, että Defense Advanced Projects Agencylla on käynnissä useita merkittäviä uuden materiaalin projekteja.

Pentagon uskoo, että metallimatriisikomposiitit voivat lopulta johtaa kovempaan mutta kevyempään materiaalisukupolveen lentokoneisiin, panssarivaunuihin ja joukkojenkuljetusvaunuihin.

pohjimmiltaan metallimatriisi koostuu metallista-kuten alumiinista-jonka läpi kulkee keraamisten kuitujen säikeitä luustoverkon muodossa. Tämä kuituverkko voi antaa lujuutta ja lämmönkestävyyttä metallille tavalla, jolla seokset tai muu komposiittimateriaali ei voi. esimerkiksi keraaminen kuitu-aidattu alumiini toimii yhtä hyvin kuin kalliimpi titaani moottoreissa ja muissa sovelluksissa.

haasteena on löytää edullinen tapa sekoittaa kuidut ja metalli. Kaupallista menestystä ei ole toistaiseksi julkistettu. Puolustus kehittää uusia tapoja” kostuttaa ” kuidut metalliin.

”ne eivät sido, jos kuidut eivät kastu”, Cooper sanoi.

sotilassovellusten lisäksi metallimatriisikeraamisilla komposiiteilla voi olla myös siviilikäyttöä, kuten tennismailojen kehyksissä (paljolti hiilikuitupohjaisia tennismailojen kehyksiä). Sitkeä, mutta kevyt polkupyörä on samanlainen mahdollisuus. Myös keraamisten kuitumetallimatriisimateriaalien odotetaan löytävän tiensä autoteollisuuteen.

E. I. du Pont de Nemours & Co. ja muut yhdysvaltalaiset yritykset kilpailevat japanilaisten yritysten, kuten Kyoceran ja Nippon Carbonin kanssa miljoonien dollarien markkinoista. Lisäksi vahvuus kotimaan ilmailu-ja autoteollisuuden aluksi pitäisi taata valmis markkinat Yhdysvaltain yrityksille.

yhdysvaltalaiset kemianteollisuusyritykset ovatkin tuskallisen tietoisia Japanin kilpailusta, mutta ne ovat monipuolistumassa keramiikkaan. 36 miljardia dollaria vuodessa tuottava kemianjätti Du Pont on julkisesti ilmoittanut tavoitteekseen olla merkittävä keramiikkatoimittaja. Samoin Dow Chemical Co. ja Koppers Co. Inc. on osakesijoituksia keramiikkayrityksiin.

hyödyntäen laajaa asiantuntemustaan muovitekniikan alalla, General Electric Co. investoi myös keramiikan mahdollisuuksiin hankkimalla kaksi tehdasta 3M Co: lta. ja perusti GE Ceramicsin vuonna 1983.

mutta varmistaakseen edistyksellisen keramiikkateollisuuden äänen Washingtonissa yhdysvaltalaiset yritykset perustivat United States Advanced Ceramics Associationin viime lokakuussa. Ryhmä tavoittelee kehittyneen keramiikan Toimialaluokituskoodia, kauppaministeriön teknistä neuvoa-antavaa komiteaa ja tässä maassa kehitettyjen keramiikkaprosessien teollis-ja tekijänoikeuksien suojaa.