新型材料在汽車(chē)上的應(yīng)用

翁俊強(qiáng)

摘 要：汽車(chē)作為一種交通工具，至今也有一百多年，隨著生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展汽車(chē)日漸成為人們活動(dòng)中不可缺少的重要組成部分。而汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步發(fā)展與其材料的發(fā)展是不能分開(kāi)的，汽車(chē)材料的發(fā)展能更好促進(jìn)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的向前推進(jìn);而汽車(chē)的進(jìn)步也會(huì)相應(yīng)的帶動(dòng)一系列相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，尤其是帶動(dòng)與汽車(chē)相關(guān)的材料制造廠(chǎng)商群體的業(yè)務(wù)發(fā)展。近幾十年來(lái)，人類(lèi)的科技發(fā)展飛快，能源的消耗也相較以往大大增加;然而可持續(xù)發(fā)展的理念已成為全球國(guó)家探討的發(fā)展的方向。如何讓資源更加合理的得到運(yùn)用，如何讓人類(lèi)能夠與自然和睦的相處，如何促進(jìn)新型材料的進(jìn)一步發(fā)展，制造出更加節(jié)省能源，廢氣排放量更加低的新型節(jié)能汽車(chē)，又得以減少環(huán)境的污染。現(xiàn)在人們都傾向追求汽車(chē)有更好的舒適性，高安全性，高智能化，這些特征都將成為未來(lái)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向，都為汽車(chē)材料的發(fā)展制造開(kāi)闊更加廣闊的發(fā)展天空。

關(guān)鍵詞：材料 發(fā)展 新型材料 追求 高智能化

Application of New Materials in Automobiles

Weng Junqiang

Abstract：As a means of transportation， automobiles have existed for more than one hundred years. With the development of production technology， automobiles have become an indispensable and important part of people's activities. The advancement and development of the automobile industry cannot be separated from the development of materials. The development of automobile materials can better promote the advancement of the automobile industry; and the advancement of automobiles will correspondingly drive the development of a series of related industries， especially the automobile industry and the development of related material manufacturer groups. In recent decades， human science and technology have developed rapidly， and energy consumption has greatly increased compared with the past; however， the concept of sustainable development has become the development direction discussed by countries around the world. How to make the resources more reasonable， how to enable human beings to live in harmony with nature， how to promote the further development of new materials， so as to create new energy-saving vehicles that are more energy-efficient and have lower exhaust emissions and reduce environmental pollution， with better comfort， high safety， and high intelligence，? become the direction of the future development of the automotive industry， and will create a broader development space for the development of automotive materials.

Key words：materials， development， new materials， pursuit， high intelligence

1 金屬材料

金屬材料在汽車(chē)誕生以前就一直伴隨著人類(lèi)生活生產(chǎn)的發(fā)展，隨著汽車(chē)的出現(xiàn)金屬材料更是見(jiàn)證著汽車(chē)的發(fā)展進(jìn)程，汽車(chē)的發(fā)展就離不開(kāi)金屬材料的運(yùn)用。一輛汽車(chē)的構(gòu)成很大的部分的主要材料就是由金屬材料承擔(dān)，如金屬材料中高強(qiáng)度的鋼板其硬度較高而體積重量卻能做到比較小，既可為汽車(chē)減少自身的質(zhì)量從而降低耗油量，又能做到提高汽車(chē)的安全性和可靠性甚至提高更高層次最求的觀(guān)賞性，近年來(lái)許多國(guó)家和地區(qū)都對(duì)高強(qiáng)度鋼板材料領(lǐng)域進(jìn)行了技術(shù)開(kāi)發(fā)、研究，其主要的目的就是為了尋求更加安全可靠的汽車(chē)材料，使汽車(chē)的安全性得以提高，高強(qiáng)度的鋼鐵材料它所具有的良好的抗沖擊性能可為汽車(chē)在發(fā)生碰撞的時(shí)候抵擋住外來(lái)的沖擊力保證乘客安全，而高強(qiáng)度鋼板廣泛用于很大部分車(chē)輛的門(mén)柱、前后保險(xiǎn)杠、底盤(pán)部件、車(chē)輪上等。

2 碳纖維材料

汽車(chē)碳纖維又稱(chēng)汽車(chē)碳化纖維，是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆疊而成，經(jīng)碳化及石墨化處理后所得到的微晶石墨材料，質(zhì)量上比普通的金屬材料、鋁制材料還要輕，但它的強(qiáng)度卻又高于金屬材料，具有質(zhì)輕且硬的優(yōu)勢(shì)。碳纖維材料是一種新型材料在汽車(chē)領(lǐng)域的運(yùn)用是先從汽車(chē)運(yùn)動(dòng)比賽中開(kāi)始的如：F1賽車(chē)、越野賽車(chē)等在比賽中的車(chē)輛中部分配件采用碳纖維材料能大大提高車(chē)輛的性能 ，隨著這種優(yōu)良性能的材料不斷被人們所知，而且生產(chǎn)水平的提高，碳纖維材料這些年來(lái)也在家用汽車(chē)中得到了廣泛的使用。大多數(shù)熱衷于改裝汽車(chē)的車(chē)主他們也青睞于碳纖維材料，如使用碳纖維板件，碳纖維輪轂，碳纖維飾板，碳纖維方向盤(pán)等，在馬路上偶爾也會(huì)見(jiàn)到一些車(chē)采用碳纖維圍板，可見(jiàn)碳纖維已經(jīng)被許許多多普通車(chē)主所喜愛(ài)。

3 納米材料

納米材料是一種新型科技材料，這項(xiàng)科學(xué)技術(shù)被稱(chēng)為“三大科學(xué)技術(shù)”之一，張志錕和崔作林兩位教授在這項(xiàng)技術(shù)領(lǐng)域從事研究了許多年，最終編著《納米技術(shù)與納米材料》，該書(shū)介紹了納米技術(shù)的基本概念，結(jié)構(gòu)與優(yōu)異性能等。納米材料在許多領(lǐng)域的使用得到了出色的成效。如：在催化方面的應(yīng)用，提高反應(yīng)效率，控制反應(yīng)速度，甚至使原來(lái)不能進(jìn)行的反應(yīng)也能進(jìn)行;在生物醫(yī)學(xué)中應(yīng)用，納米微粒的尺寸常常比生物體內(nèi)的細(xì)胞、紅血球還要小，這就為醫(yī)學(xué)研究提供了新的契機(jī);在海水凈化、航空航天、環(huán)境能源、微電子學(xué)等其他領(lǐng)域也有著逐漸廣泛的應(yīng)用。自然納米技術(shù)在這么多領(lǐng)域都發(fā)揮著光和熱，在汽車(chē)領(lǐng)域里，更是得到大大的認(rèn)可，發(fā)揮著重要作用。納米這項(xiàng)技術(shù)幾乎可以用在車(chē)子的任何一個(gè)部件：地盤(pán)、傳動(dòng)系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)等，納米運(yùn)用到鋼板上可以使鋼板更加堅(jiān)硬車(chē)子更堅(jiān)固，還具有防腐蝕、耐磨的特性這些特性均可以利用到汽車(chē)上讓汽車(chē)安全性更加有保障。正是因?yàn)樵摷夹g(shù)可以切入到每個(gè)零件使用中，近年來(lái)越來(lái)越多車(chē)主將這項(xiàng)技術(shù)用于到改進(jìn)自己愛(ài)車(chē)，而這項(xiàng)技術(shù)正處在崛起階段，我想汽車(chē)的未來(lái)是離不開(kāi)這項(xiàng)技術(shù)的。

4 高強(qiáng)度復(fù)合材料

隨著汽車(chē)的所有量的增加，復(fù)合材料也在不斷的創(chuàng)新進(jìn)步，已在汽車(chē)領(lǐng)域逐步成熟，而后的對(duì)汽車(chē)的發(fā)展會(huì)比較大的影響，會(huì)有更加大的發(fā)展空間。

復(fù)合材料在汽車(chē)上的應(yīng)用也有50年的歷史了，在汽車(chē)許多機(jī)械零件領(lǐng)域方面應(yīng)用的突出效果也被人們認(rèn)識(shí)， 其中，陶瓷復(fù)合材料從性能上就具有耐高溫、抗磨性能好、抗腐蝕、受熱膨脹量小、絕熱性好，而且質(zhì)輕，在發(fā)動(dòng)機(jī)中用于活塞、軸承、汽缸蓋、增壓器上效果明顯，用于制作剎車(chē)片也很好的選擇。目前復(fù)合材料還沒(méi)能快速推廣面臨的難題之一是生產(chǎn)成本的降低;玻璃纖維復(fù)合材料GFRP俗稱(chēng)玻璃鋼，在吸收撞擊能量、防止噪音污染、耐腐蝕方面效果好，用在發(fā)動(dòng)機(jī)及其附件上，車(chē)身上改善車(chē)輛;還有其他金屬?gòu)?fù)合材料等在汽車(chē)領(lǐng)域里都在被人們開(kāi)發(fā)利用。

5 鋁鎂合金

現(xiàn)代汽車(chē)人們對(duì)節(jié)能減排呼聲越來(lái)越高，提倡輕量化發(fā)展，追求汽車(chē)的總體重量越來(lái)越小。由此鋁鎂合金在汽車(chē)上的運(yùn)用激起了很多汽車(chē)廠(chǎng)商的開(kāi)發(fā)熱情，現(xiàn)鋁鎂合金已經(jīng)應(yīng)用在很多車(chē)子的零部件上了，已代替了很多原本使用鋼鐵制作的零部件，鋁鎂合金的密度要比鋼鐵的低，能夠減小汽車(chē)總重量，使汽車(chē)更快減低油耗滿(mǎn)足節(jié)能減排的號(hào)召，目前鋁鎂材料已經(jīng)被國(guó)際認(rèn)定為綠色工程的新材料。鋁鎂合金在汽車(chē)的輪轂、車(chē)身板件、發(fā)動(dòng)機(jī)蓋等零件上的大量運(yùn)用為汽車(chē)減少了重量。根據(jù)歐洲材料協(xié)會(huì)調(diào)查，汽車(chē)重量降低100kg則每百公里就節(jié)約1.6L得油耗，每減重150kg，則汽車(chē)使用期內(nèi)排放可降低10%。汽車(chē)車(chē)身、底盤(pán)、發(fā)動(dòng)機(jī)三大主要部分占轎車(chē)總重量的70%以上，如果鎂鋁合金能大量用在這些部件開(kāi)發(fā)上，無(wú)疑能讓汽車(chē)的減排環(huán)保走上一個(gè)更高的臺(tái)階。

6 新型動(dòng)力能源

隨著社會(huì)發(fā)展，環(huán)境保護(hù)，綠色能源的尋求一直在不斷的探索中，燃油汽車(chē)的數(shù)量也在不斷地增加，石油等能源卻越用越少，也會(huì)有用完的一天，而且這一天也越來(lái)越快的到來(lái)，汽車(chē)作為消耗石油的最多的一種設(shè)備之一而且還產(chǎn)生大量的尾氣造成環(huán)境受損?，F(xiàn)我國(guó)以及世界各地都在倡導(dǎo)可持續(xù)發(fā)展，新型能源應(yīng)運(yùn)而生，現(xiàn)在主要有“混合型動(dòng)力”汽車(chē)和“純電動(dòng)”汽車(chē)兩種模式的汽車(chē)，“混合型”也叫“混動(dòng)車(chē)輛”還是需要石油搭配使用做不到真正的零排放，而“純電動(dòng)”汽車(chē)則是利用動(dòng)力電池提供汽車(chē)前進(jìn)的動(dòng)力完全的代替了原來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)，雖然純電動(dòng)汽車(chē)做到了零排放，但是續(xù)航里程及電池的質(zhì)量還需要更大的技術(shù)提升才能保證，但就現(xiàn)在的科技的發(fā)展水平及發(fā)展速遞以及5G時(shí)代到來(lái)的背景下，這些難題會(huì)得到更加快速的優(yōu)化、解決。純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展前景還是較為寬廣的。

7 塑料材料

塑料是一種樹(shù)脂合成高分子材料，在汽車(chē)上的應(yīng)用大概占有率為9%，它的密度比鋼鐵等材料要小的多，可以大大減下車(chē)身的總體質(zhì)量使汽車(chē)更加輕便，能較好緩沖吸收對(duì)撞擊產(chǎn)生的撞擊能量，但塑料缺點(diǎn)就是易變型、老化以及抗拉抗壓強(qiáng)度都比較低等問(wèn)題，從這方面來(lái)看是比不上鋼鐵材料的，而塑料又是可回收物可以重復(fù)利用減少對(duì)環(huán)境的污染。目前主要用在汽車(chē)的車(chē)門(mén)外板、汽車(chē)座椅、車(chē)內(nèi)面板等;

一輛汽車(chē)若選擇使用塑料作為部件材料不僅僅能夠降低車(chē)子的重量，而且還有良好的防腐作用，而且塑料材料可以更好的滿(mǎn)足裝飾性加工，做出美觀(guān)的外表艷麗的色彩，根據(jù)需求可以在汽車(chē)塑料殼體上更成自己喜歡的色彩，另外還能夠降低制造的成本，節(jié)省材料;汽車(chē)的數(shù)量量在不斷的上升，而車(chē)用塑料材料的研究開(kāi)發(fā)也在不斷的推進(jìn)，車(chē)用塑料的使用率還將會(huì)是保持上升趨勢(shì)的。

8 結(jié)語(yǔ)

時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，會(huì)有越來(lái)越多的材料科技技術(shù)不斷投入。而汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展到現(xiàn)在主要面臨的還是能源動(dòng)力、安全、節(jié)能減排，而新型汽車(chē)材料的發(fā)展與應(yīng)用在汽車(chē)上對(duì)其減重、保護(hù)環(huán)境、與使用的優(yōu)越性等都有顯著的效果。汽車(chē)的擁有量也會(huì)不斷攀升，新型的材料也會(huì)不斷的出現(xiàn)，而性能更加優(yōu)化的材料用在汽車(chē)上能使汽車(chē)更加輕，更能滿(mǎn)足人們的需求，讓有車(chē)一族有更好的用車(chē)體驗(yàn)。

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