基于化工新材料應(yīng)用推動(dòng)汽車輕量化的分析

李嘉良，張澤濤，閆雪松

基于化工新材料應(yīng)用推動(dòng)汽車輕量化的分析

李嘉良，張澤濤，閆雪松

（沈陽理工大學(xué)汽車與交通學(xué)院，遼寧沈陽 110159）

近年來，工業(yè)化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，使得生態(tài)環(huán)境遭受到了嚴(yán)重的破壞。因此，當(dāng)今社會(huì)強(qiáng)調(diào)要節(jié)約能源資源、積極保護(hù)環(huán)境。再加上我國(guó)提出科學(xué)發(fā)展觀，堅(jiān)持走可持續(xù)發(fā)展道路，這就更需要保護(hù)生態(tài)環(huán)境，減少污染排放，提升能源的利用效率。針對(duì)能耗與廢氣排放問題，汽車工業(yè)必須加強(qiáng)改革，達(dá)到可持續(xù)發(fā)展的要求。基于此，主要探討汽車輕量化改革中化工新材料的應(yīng)用策略。

化工新材料；汽車輕量化；應(yīng)用策略

隨著生態(tài)環(huán)境的惡化、能源的匱乏，加強(qiáng)對(duì)汽車行業(yè)的改革具有積極作用。當(dāng)前，我國(guó)大力倡導(dǎo)汽車輕量化改革，要求汽車工業(yè)使用化工新材料，通過改良創(chuàng)新發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)、節(jié)能小汽車等，減少廢氣的排放并降低能耗。作為人工制造的新材料具有耐超高壓和超高溫及超高強(qiáng)度等特殊性能，在相應(yīng)程度上此類材料可替代一般金屬材料，用于汽車裝置或部件的制造。

1　汽車輕量化改革中化工新材料應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)前，由于生態(tài)環(huán)境日趨惡化，我國(guó)汽車行業(yè)為達(dá)到可持續(xù)發(fā)展要求，逐漸意識(shí)到輕量化發(fā)展的重要性。所謂汽車輕量化即汽車質(zhì)量得到充分保證的基礎(chǔ)上，合理降低汽車配套設(shè)施重量，繼而達(dá)到提高汽車動(dòng)力性與能源利用率，降低減少廢氣排放和環(huán)境污染的目的。由此不難看出，汽車輕量化對(duì)降排減污、可持續(xù)發(fā)展的作用非常巨大?，F(xiàn)階段，我國(guó)大力倡導(dǎo)應(yīng)用化工新材料來推動(dòng)汽車輕量化：鼓勵(lì)汽車行業(yè)使用復(fù)合材料，比如：合成塑料、碳纖維、玻璃纖維等；縮小減少汽車尺寸及材料消耗等?？傊瑧?yīng)用化工新材料推導(dǎo)汽車輕量化雖成績(jī)卓越，但仍不可忽略汽車輕量化改革過程中遇到的問題，必須對(duì)這些問題進(jìn)行深入分析，提出合理有效的解決措施。

2　化工新材料應(yīng)用推動(dòng)汽車輕量化的問題

2.1技術(shù)有待加強(qiáng)

應(yīng)用化工新材料推動(dòng)汽車輕量化對(duì)技術(shù)的要求極高，但我國(guó)化工新材料應(yīng)用技術(shù)還相對(duì)滯后。雖然我國(guó)化工新材料能確保汽車質(zhì)量并減輕材質(zhì)重量，但材料強(qiáng)度尚未達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)要求，特別是沖壓工藝水平有待提高。當(dāng)前，我國(guó)沖壓工藝方面還無法突破沖壓與材料強(qiáng)度沖突，沖壓時(shí)材料時(shí)常發(fā)生裂紋和折皺。而復(fù)合材料工業(yè)方面整體水平不高，對(duì)高端材料核心技術(shù)掌握不夠全面，具有較高的進(jìn)口依賴性。由此可見，化工新材料技術(shù)的不足，嚴(yán)重制約著汽車輕量化發(fā)展。

2.2成本費(fèi)用較高

應(yīng)用化工新材料推進(jìn)汽車輕量化，既要考慮技術(shù)問題，也要應(yīng)對(duì)成本過高的問題。當(dāng)前，我國(guó)化工新材料以復(fù)合材料為主，包括鋁、鎂等，相比傳統(tǒng)汽車價(jià)格更高，再加上材料合成需要投入大量人力財(cái)力，特別是研發(fā)過程中風(fēng)險(xiǎn)極高，若是新材料無法與市場(chǎng)需要相符，必定會(huì)降低投資回報(bào)率，增加成本費(fèi)用，進(jìn)而影響到輕量化材料的應(yīng)用普及。除此之外，新材料后期維修無法跟上進(jìn)程，普及率過低等，也是制約汽車輕量化發(fā)展的主要因素。

3　應(yīng)用化工新材料推動(dòng)汽車輕量化的措施

3.1豐富新材料的種類

3.1.1形狀記憶合金

要優(yōu)化汽車舒適性、節(jié)能性、自動(dòng)化程度與安全性以及工作穩(wěn)定性，應(yīng)充分利用形狀記憶合金。這種材質(zhì)可低溫變形、高溫恢復(fù)，其顯微組織包含的馬氏體和母相彈性模量各不相同，超彈性及彈性變形量各為8%與2%。當(dāng)前研究最為廣泛的形狀記憶合金包括鐵基、鎳鈦與銅基，而在汽車中多作溫度敏感元件用于自控領(lǐng)域。比如，在國(guó)外形狀記憶合金被汽車空調(diào)開關(guān)、霧燈等廣泛應(yīng)用，也被作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)水箱等領(lǐng)域的材料。

3.1.2高性能塑料

當(dāng)前，汽車零部件制造商非常重視高性能塑料，并用其制造汽車安全零部件。這種材料是通過聚合物合金化技術(shù)，采取混改性方式賦予某些高分子材料新性能，而形成的高性能塑料合金材料，更是聚合物工業(yè)及科學(xué)發(fā)展的關(guān)鍵目標(biāo)。ABS/PC系列合金品種涉及高耐熱型、高抗沖擊型等，極具表面光潔、易加工、高熱變形溫度等優(yōu)勢(shì)，無論烤漆或電鍍均可，多用于汽車水箱面罩、內(nèi)飾件等制造。

3.2玻璃鋼

作為第一代復(fù)合材料，玻璃鋼是由塑料樹脂和玻璃纖維構(gòu)成的玻璃纖維增強(qiáng)塑料，具有良好的隔熱隔音、耐腐蝕、質(zhì)輕、高強(qiáng)度、抗沖擊與透波的能力與性能。而第二代復(fù)合材料碳纖維增強(qiáng)樹脂復(fù)合材料，則是經(jīng)高溫碳化分解增強(qiáng)劑后提取的碳纖維，采取的機(jī)體材料特性與玻璃鋼不同，其綜合性能相對(duì)較高。此外，還有熱穩(wěn)定性、耐環(huán)境性和抗?jié)裥粤己玫木酆衔锘鶑?fù)合材料，這種材料具有易加工的優(yōu)勢(shì)，以及采取多種金屬作為基體的金屬基復(fù)合材料。

3.3積極開拓應(yīng)用市場(chǎng)

根據(jù)汽車輕量化發(fā)展趨勢(shì)，不斷研制新產(chǎn)品，通過準(zhǔn)確定位產(chǎn)品，優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)來適應(yīng)市場(chǎng)需要，進(jìn)而合理開拓應(yīng)用市場(chǎng)，推動(dòng)汽車輕量化材料生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大和技術(shù)提高，達(dá)到規(guī)模經(jīng)濟(jì)降低成本的目的。而要對(duì)材料研發(fā)、生產(chǎn)成本

進(jìn)行控制，最關(guān)鍵的是要?jiǎng)?chuàng)新技術(shù)，通過回收利用材料提高其利用效率，促使汽車輕量化材料產(chǎn)業(yè)鏈逐漸完善，即從研發(fā)材料→生產(chǎn)原材料→制造零部件→集成應(yīng)用整車→回收利用。除此之外，還要合理延伸產(chǎn)業(yè)鏈，增加必要的配套服務(wù)，通過有效的后期維護(hù)推動(dòng)汽車輕量化發(fā)展。

4　結(jié)束語

通過分析可知，汽車輕量化發(fā)展旨在降低減少廢氣排放和能耗，而且應(yīng)用新材料既能帶給汽車環(huán)保優(yōu)勢(shì)，還能有效控制車內(nèi)材料散發(fā)物質(zhì)，促進(jìn)材料分類回收?？傊?，對(duì)于汽車行業(yè)而言，安全、節(jié)能與環(huán)保一直是其必須突破的問題，因此，這就需要研發(fā)應(yīng)用新材料，充分保證汽車行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

［1］ 梁乾.淺析新材料在汽車輕量化中的應(yīng)用［J］.現(xiàn)代企業(yè)文化，2015，（6）：125；103.

［2］ 羅禮培.化工新材料應(yīng)用推動(dòng)汽車輕量化進(jìn)程［J］.化學(xué)工業(yè)，2014，32（2）：19-23；24.

［3］ 王萍.化工新材料應(yīng)用推動(dòng)汽車輕量化的思考［J］.化工管理，2015，（20）：212；214.

Based on the Analysis of New Chemical Materials to Promote the Application of Lightweight Vehicles

Li Jia-liang，Zhang Ze-tao，Yan Xue-song

In recent years，continuously push forward the process of industrialization，so that the ecological environment suffered serious damage.Therefore，in today's society it stressed the need to conserve energy and resources，and actively protect the environment.Plus，our country put forward the scientific concept of development，adhere to the road of sustainable development，which also need to protect the environment，reduce pollution emissions，improve energy efficiency of resource use.Therefore，for the energy consumption and emissions of large automobile industry must strengthen reforms to meet the requirements of sustainable development. Based on this，the reform focuses on the application of the policy automotive lightweight new chemical materials.

new chemical materials；automotive lightweight；application strategy

U465；U462.2；TQ317

A

1003-6490（2016）06-0059-02