the future of the domestic automobile industry very well may rest on sand.essa substância comum contém ingredientes-chave para alguns materiais pouco comuns que são essenciais para a produção de um tipo revolucionário de motor — a turbina a gás cerâmica.
o país que primeiro aperfeiçoar o motor poderia acabar dominando a produção internacional de automóveis, de acordo com fabricantes de automóveis nacionais e estrangeiros. Um motor de cerâmica confiável seria um salto quântico em frente nos esforços para melhorar a eficiência do combustível sem sacrificar o desempenho ou a segurança em automóveis, dizem os executivos do automóvel.os motores de Cerâmica permitem a compressão e expansão de gases a temperaturas extremamente elevadas sem perda de calor ou danos no motor. Um motor que detém o seu calor sem prejudicar a si mesmo ou outros componentes funciona de forma mais eficiente.As turbinas existem há anos. Chrysler Corp. teve um carro experimental de turbina a gás em 1963. Mas nunca foi oferecido comercialmente, porque a Chrysler não conseguiu encontrar uma maneira eficiente de lidar com o calor tremendo — até 2.500 graus Fahrenheit — gerado pelo motor.melhorias nos materiais cerâmicos prometem tornar a turbina a gás prática. Na verdade, novos tipos de cerâmicas são responsáveis por mudanças em produtos que vão desde carros a Eletrônicos a Dentes Falsos. Estas novas cerâmicas são muito distantes dos vasos de flores, telhas de casa de banho e louça comumente associados com a palavra. Estes novos materiais são compostos de silício e outros ingredientes cerâmicos tradicionais combinados com polímeros de carboneto, alumina e outros materiais.os compostos resultantes retêm a capacidade de resistir ao calor, mas são menos quebradiços e mais resistentes ao desgaste.espera-se que o efeito na indústria automóvel seja profundo.ao contrário dos motores de pistão tradicionais, As turbinas queimam combustível a uma velocidade constante e derivam poder direcionando gases em expansão contra um dispositivo semelhante a uma ventoinha. Os gases rodam a ventoinha, que gira um eixo ligado a uma caixa de velocidades. A queimadura constante e alta temperatura fazem para uma maior eficiência.”não há dúvida de que um motor de turbina a gás automotivo de cerâmica pode oferecer benefícios substanciais para a indústria automotiva e para o país”, disse John A. Boppart, vice-presidente sênior da Garrett Turbine Engine Co. em Phoenix.mas os Estados Unidos “não estão, de fato, fazendo um trabalho muito bom de acompanhar os Japoneses em cerâmica”, disse Boppart em testemunhos recentes perante a Subcomissão da Câmara de transporte, aviação e materiais.Garrett está a trabalhar com a Ford Motor Co. para desenvolver uma turbina a gás avançada que terá “peças quentes” — rotor e lâminas de turbina, conjunto combustor, condutas — feitas de cerâmica. A General Motors Corp. tem um esforço similar em curso com a sua divisão de Turbina A Gás Allison.os projetos GM e Ford receberam 116 milhões de dólares, principalmente em dinheiro federal, desde 1980. As empresas estão pedindo ao governo para apostar mais US $100 milhões nos próximos quatro anos — um pedido que os levou ao Capitólio no mês passado e levantou a ira de alguns legisladores que disseram que as duas empresas são ricas o suficiente para financiar suas próprias pesquisas.mas a GM e a Ford defendem os seus pedidos de financiamento.
“GM tem estado em desenvolvimento de turbinas a gás desde 1952”, disse Harold E. Helms, engenheiro chefe de projeto para Allison Gas Turbine. “Posso garantir-lhe que esse dinheiro não veio do governo federal.”
Ford last week spent more of its own money, $10 million, to acquire an 11 percent interest in Ceradyne Inc., uma empresa com sede na Califórnia que se especializa em aplicações comerciais de tecnologia cerâmica. Grande parte do trabalho da Ceradyne vai envolver o desenvolvimento de produtos automotivos, Presidente da Ford Harold A. Poling disse.mas porquê recorrer ao governo?para todos os seus benefícios, a tecnologia cerâmica também carrega um saco de problemas, dizem os fabricantes de automóveis domésticos.a fragilidade é uma delas. Cerâmica tendem a quebrar ou rachar sob estresse, como o causado por um acidente de Veículo. Outra é a ligação da cerâmica aos metais.
a pesquisa necessária para resolver esses problemas é cara — muito cara para as empresas que estão sob pressão do mercado para chegar a novos produtos imediatamente, de acordo com Bobpart, Helms e outros.por comparação, o Japão está progredindo rapidamente no desenvolvimento da cerâmica, em grande parte porque os fabricantes de automóveis, o governo e as universidades estão trabalhando juntos para fazer do Japão o líder da cerâmica, dizem os fabricantes de automóveis dos EUA.
“O que nós encontramos nos últimos quatro anos é que, devido ao seu compromisso nacional, os japoneses podem produzir mais” no campo da cerâmica, disse Serge Gramch, diretor de veículos da Ford, powertrain e pesquisa de componentes. “Os japoneses simplesmente são capazes de investir mais em cerâmica por causa de seu compromisso nacional.”
O Japão está tomando a liderança em cerâmica.por exemplo, Nissan Motor Co. Ltd. está produzindo 500 carros por mês — seus 300 modelos esportivos ZX — com turbocompressores de cerâmica. Estes dispositivos aumentam a pressão sobre a mistura ar-combustível nas câmaras de combustão do motor.os modelos de cerâmica-turbo da Nissan atualmente são vendidos apenas no Japão. Mas se a tecnologia se revelar eficaz — e durável — não há dúvida de que a Nissan exportará seus turbos de cerâmica para os Estados Unidos, dando à empresa uma grande vantagem sobre seus rivais nos estados unidos no segmento de alto preço do mercado nacional de carros.
a indústria eletrônica doméstica também tem uma participação nas guerras da cerâmica.
O crescimento da indústria eletrônica e a amplitude de novas aplicações para cerâmica avançada é projetado para aumentar a demanda por material cerâmico em 50 por cento — de US $3 bilhões em 1984 para mais de US $4,5 bilhões em 1989.atualmente, metade das vendas mundiais de materiais cerâmicos avançados é para a indústria eletrônica. Kyocera no Japão é o líder mundial em embalagens de cerâmica de chips de computador, com quase 70 por cento de quota de mercado.”nós olhamos para o que eles estão fazendo com muito cuidado”, disse um diretor de pesquisa da Westinghouse Electric Corp. “Porque eles são os líderes.”
citando o papel do governo no progresso do Japão em cerâmica, os industriais dos EUA também estão dispostos a admitir que os japoneses são mais rápidos para desenvolver protótipos e testar materiais cerâmicos no mercado.
os japoneses também enfatizam as tecnologias de processo que vão para a fabricação de Cerâmica, e, portanto, são capazes de explorar economias de escala de fabricação mais cedo do que as empresas norte-americanas, dizem os industriais nacionais.Kyocera do Japão, por exemplo, fez grandes avanços na tecnologia de dentes falsos ao desenvolver um implante de safira de cristal mais durável que a porcelana. As pessoas que usam a dentadura de cerâmica avançada podem mastigar mais com menos risco de danificar o implante.
mas as empresas norte-americanas estão bem posicionadas na Parte Cerâmica-Compósito de rápido crescimento do mercado de novos materiais. Compositores de “matriz metálica”, em particular, captaram a atenção e os investimentos de empresas aeroespaciais líderes e do Pentágono.
“há muito acontecendo nessa área no departamento de defesa”, disse Um ex-secretário assistente de defesa para tecnologia, Robert Cooper, que apontou que a Agência de projetos avançados de Defesa tem vários projetos significativos de novos materiais em andamento.o Pentágono acredita que os compositores de matriz metálica podem levar a uma geração mais dura, mas mais leve, de materiais para aviões, tanques e porta-aviões.
essencialmente, uma matriz metálica consiste em um metal — como alumínio — com fios de fibras cerâmicas correndo na forma de uma malha esquelética. Esta rede de fibra pode emprestar força e resistência ao calor para o metal de maneiras que Ligas ou outro material composto não pode. por exemplo, cerâmica-fibra ajudada alumínio executa, bem como o titânio mais caro em motores e em outras aplicações.
O desafio é encontrar uma forma barata de misturar as fibras e o metal. Ninguém anunciou sucesso comercial até agora. A defesa está a trabalhar em novas formas de molhar as fibras para o metal.”eles não se ligam se as fibras não molharem”, disse Cooper.
In addition to military applications, metal-matrix ceramic composites also may have civilian uses, such as for tennis racket frames (much as there are carbon-fiber-based tennis racket frames). Duro, mas leve, bicicletas são uma oportunidade semelhante. Além disso, materiais de fibra cerâmica de matriz metal são esperados para encontrar o seu caminho para a indústria automóvel.
E. I. du Pont de Nemours & Co. e outras empresas norte-americanas estão competindo com empresas japonesas como Kyocera E Nippon Carbon para o mercado multimilionário. Além disso, a força das indústrias aeroespacial e Automóvel nacionais inicialmente deve garantir um mercado pronto para as empresas dos EUA.na verdade, embora dolorosamente conscientes da concorrência Japonesa, as empresas químicas norte-americanas estão a diversificar-se em cerâmica. Du Pont, um gigante químico de 36 bilhões de dólares por ano, declarou publicamente sua ambição de ser um grande fornecedor de cerâmica. Dow Chemical Co. e Koppers Co. Inc. ter investimentos de capital em empresas cerâmicas.com base na sua vasta experiência em plásticos de engenharia, General Electric Co. também investiu no potencial da cerâmica ao adquirir duas fábricas da 3M Co. e a criação da GE Ceramics em 1983.
mas para garantir que a indústria de cerâmica avançada tem uma voz em Washington, empresas dos EUA formaram a Associação de cerâmica avançada dos Estados Unidos em outubro passado. O grupo busca um código padrão de classificação Industrial para cerâmica avançada, um comitê consultivo técnico do Departamento de Comércio e proteção da propriedade intelectual para as técnicas de processo de cerâmica desenvolvidas neste país.
