高分子材料在汽车上的应用
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高分子材料在新能源汽车领域的应用前景
随着全球对环保与可持续发展的呼声日益高涨,新能源汽车正逐渐成为汽车行
业的发展趋势。
在新能源汽车的制造过程中,材料的选择起着至关重要的作用。
高分子材料,作为一类具有较高强度、轻质、耐腐蚀性和可塑性的材料,因其在新能源汽车领域的广泛应用潜力备受关注。
首先,高分子材料在新能源汽车的结构件制造中具有重要意义。
其优越的强度
和轻质特性使其成为制造汽车车身、车门、内饰等部件的理想选择。
相比传统材料,高分子材料不仅可以有效减轻汽车整体重量,提高能源利用效率,还有助于降低碳排放,从而符合可持续发展的要求。
其次,高分子材料在新能源汽车电池领域也有着广阔的应用前景。
作为电动汽
车的核心部件之一,电池的性能关乎整车的续航能力和安全性。
高分子材料的优良绝缘性能和化学稳定性能使其成为电池隔膜、壳体等部件的首选材料。
通过运用高分子材料,可以提高电池的安全性和循环寿命,从而为新能源汽车的发展奠定坚实基础。
此外,高分子材料还可应用于新能源汽车的动力系统中。
例如,高分子聚合物
可以作为电动汽车电机绕组的绝缘材料,具有良好的耐高温性和电绝缘性能,从而提高电动汽车的整体性能和可靠性。
同时,高分子材料的可塑性使其可以根据具体需求进行设计,满足不同类型新能源汽车的要求。
总的来说,高分子材料在新能源汽车领域的应用前景十分广阔。
通过不断的技
术创新和材料研发,相信高分子材料将在新能源汽车制造过程中发挥越来越重要的作用,为推动整个行业的可持续发展做出积极贡献。
高分子材料在汽车制造中的应用研究摘要:随着汽车制造工艺的不断发展,高分子材料在汽车制造中的应用逐渐增加。
本文将着重探讨高分子材料在汽车制造中的应用研究,并分析其在提升汽车性能、改善乘坐舒适度和减少能源消耗等方面所起到的影响。
引言:高分子材料是由大量单体分子通过化学键连接而成的材料,具有轻质、高强度、抗腐蚀等特性。
这些特性使得高分子材料在汽车制造中得到广泛应用。
在过去的几十年里,汽车制造商不断探索高分子材料的潜力,并在车身、内饰、发动机部件等方面进行了广泛的应用研究。
一、高分子材料在车身制造中的应用车身是汽车的重要组成部分,直接关系到外观设计、车辆结构强度和碰撞安全性能。
高分子材料能够满足车身轻量化的需求,提高汽车燃油经济性,减少能源消耗。
例如,聚合物基复合材料可以用于制造车身结构件,其具有较高的比强度和刚度,同时具有较好的吸能性能,能够在碰撞事故中有效保护车内乘员的安全。
二、高分子材料在内饰制造中的应用汽车内饰是提高乘坐舒适度和美感的关键因素之一。
高分子材料在内饰制造中发挥了重要作用。
例如,使用塑料材料代替传统的金属材料可以降低汽车的重量,提高燃油经济性。
此外,高分子材料还具有更好的音、热隔离性能,能够降低内饰噪音和温度,提升乘坐舒适度。
三、高分子材料在发动机部件制造中的应用发动机是汽车的核心部件,对汽车性能和能效有着重要影响。
高分子材料的应用可以提高发动机部件的耐热性、耐磨性和耐腐蚀性。
例如,使用高温耐热塑料可以制造发动机罩,有效减少热气体的散失,提高发动机的工作效率。
此外,高分子材料还具有较低的磨损率和摩擦系数,能够减少零部件的磨损和能源消耗,延长发动机的使用寿命。
四、高分子材料在悬挂系统制造中的应用悬挂系统是汽车悬挂装置的核心组成部分,直接影响到汽车的操控性能和乘坐舒适度。
高分子材料在悬挂系统制造中有着广泛的应用。
例如,使用聚合物基复合材料制造悬挂弹簧可以减轻汽车重量,提高悬挂系统的回弹性能。
高分子材料的发展现状高分子材料是一种由大量重复单元组成的材料,具有较高的分子量和较好的可塑性。
随着科技的进步和工业的发展,高分子材料在各个领域的应用越来越广泛,其发展现状如下:首先,高分子材料在汽车工业中的应用逐渐增多。
由于高分子材料具有重量轻、强度高、耐磨损等优点,它可以替代传统材料(如金属)作为汽车部件的制造材料。
目前,高分子材料已经广泛应用于汽车外壳、座椅、仪表盘等部件的制造中,提高了汽车的整体质量和性能。
其次,高分子材料也在航空航天领域中得到了广泛的应用。
由于高分子材料具有良好的耐热性和抗冲击性,它可以用于制造飞机的结构材料、航天器的隔热材料等。
同时,高分子材料还可以用于制造光纤和高能量电池等航空航天领域的高新技术产品。
另外,高分子材料在电子领域中的应用也越来越广泛。
高分子材料可以作为电子产品的绝缘材料和封装材料,用于保护和固定电子元件,同时可以提高电子产品的耐热性和抗冲击性。
此外,高分子材料还可以用于制造柔性电子产品,如可穿戴设备、柔性显示屏等,为电子产业带来了新的发展机遇。
除此之外,高分子材料在生物医药领域中的应用也受到了广泛关注。
高分子材料可以用于制造医用材料,如人工器官、医用注射器等,为医疗设备和治疗方法的发展提供了新的可能性。
此外,高分子材料还可以用于制造药物缓释系统、组织工程支架等,促进生物医药的创新和发展。
尽管高分子材料在各个领域的应用已经取得了很大的进展,但仍然存在一些挑战和问题。
例如,高分子材料的合成和加工技术仍然需要进一步改进,以提高其性能和降低成本。
此外,高分子材料的环境友好性和可回收性也需要进一步加强,以促进可持续发展。
综上所述,高分子材料的发展现状显示出其在各个领域中的广泛应用和巨大潜力。
随着科技的不断进步和人们对环境友好性的不断关注,相信高分子材料将会在未来取得更多的突破和进展。
高分子材料在汽车轻量化中的应用在当今汽车工业的发展中,轻量化已经成为了一个至关重要的课题。
随着环保法规的日益严格和消费者对燃油经济性的更高要求,汽车制造商们纷纷寻求各种方法来减轻车辆的重量,而高分子材料的应用便是其中一项关键的技术手段。
高分子材料,简单来说,就是由大量重复单元组成的大分子化合物。
常见的高分子材料包括塑料、橡胶、纤维等。
这些材料具有许多优异的性能,如重量轻、强度高、耐腐蚀、易于加工成型等,使得它们在汽车轻量化领域中发挥着越来越重要的作用。
首先,塑料在汽车中的应用十分广泛。
汽车内饰件,如仪表盘、门板、座椅靠背等,大量采用了塑料材料。
与传统的金属材料相比,塑料不仅重量轻,还能够通过注塑成型等工艺实现复杂的形状和结构,满足汽车设计的多样化需求。
同时,一些高性能的工程塑料,如聚碳酸酯(PC)、聚酰胺(PA)、聚苯醚(PPO)等,具有出色的机械性能和耐热性能,可以用于制造汽车的发动机周边部件、电子电器部件等。
例如,PC 材料常用于制造汽车灯罩,其良好的透光性和耐冲击性能够保证车灯的照明效果和安全性;PA 材料则可用于制造进气歧管,其耐高温和高强度的特点能够适应发动机舱内的恶劣环境。
橡胶也是汽车中不可或缺的高分子材料之一。
轮胎是橡胶在汽车上最典型的应用。
现代轮胎通常采用合成橡胶,如丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)、丁基橡胶(IIR)等,与天然橡胶混合使用,以获得良好的耐磨性、抗老化性和抓地力。
此外,橡胶还用于制造汽车的密封件、减震件等。
密封件能够防止液体和气体的泄漏,保证汽车的正常运行;减震件则可以减少车辆行驶过程中的震动和噪声,提高乘坐舒适性。
纤维增强复合材料是近年来在汽车轻量化领域中发展迅速的一种高分子材料。
这类材料通常由纤维(如碳纤维、玻璃纤维等)和树脂基体(如环氧树脂、不饱和聚酯树脂等)组成。
纤维提供了高强度和高模量,而树脂基体则将纤维粘结在一起,并赋予材料一定的韧性和耐腐蚀性。
碳纤维增强复合材料具有极高的强度和刚度,同时重量非常轻,因此被广泛应用于高端汽车的车身结构件、底盘部件等。
超高分子量聚乙烯在汽车工业中的应用案例分析超高分子量聚乙烯(Ultra-High Molecular Weight Polyethylene,简称UHMWPE)是一种具有出色性能和广泛应用领域的高分子材料。
在汽车工业中,UHMWPE的应用范围不断扩大,其独特的特性使其成为汽车部件制造的理想选择。
本文将通过分析几个实际案例,探讨UHMWPE在汽车工业中的应用及其优势。
1. 减少磨损和摩擦UHMWPE因其极高的分子量和低摩擦系数,被广泛应用于汽车制动系统。
例如,UHMWPE可以用于制造刹车衬片,其良好的耐磨性和低摩擦系数能够减少制动系统的磨损和噪音。
实际案例表明,采用UHMWPE制造的刹车衬片能够显著提高制动性能,并延长整个制动系统的使用寿命。
2. 提高碰撞安全性能UHMWPE还可以在汽车车身和保险杠等部件中起到缓冲和吸能的作用。
由于其出色的抗冲击性能和高吸能能力,UHMWPE能够减少碰撞时对车身的冲击力,提高汽车的碰撞安全性能。
一些汽车制造商已经采用UHMWPE制造车身结构件,以增强车身的强度和安全性。
3. 减轻重量相较于传统的金属材料,UHMWPE具有极低的密度,因此可以用于制造轻量化的汽车零部件。
例如,UHMWPE可以制作轻便的零件,如汽车内饰件、门板等。
这不仅有助于减轻汽车整体重量,提高燃油效率,还可以减少环境污染。
4. 延长使用寿命由于UHMWPE具有出色的耐用性和耐腐蚀性,因此能够延长汽车零部件的使用寿命。
例如,采用UHMWPE制造的传动系统零件可以减少磨损和摩擦,从而降低维护和更换的频率,并提高整体使用寿命。
此外,UHMWPE还能够抵抗化学物质和恶劣的工作环境,使其在汽车工业中越来越受到青睐。
总结起来,UHMWPE在汽车工业中的应用案例分析表明,其在制动系统、车身结构、轻量化和延长使用寿命等方面具有明显优势。
强大的耐磨性、低摩擦系数、高抗冲击性能和耐腐蚀性使得UHMWPE成为理想的汽车部件材料。
我国汽车材料的应用及未来发展趋势引言随着技术的不断进步和制造工艺的不断发展,汽车材料的应用也逐渐得到了提升。
我国作为全球最大的汽车生产和消费市场,汽车材料的应用和发展也备受关注。
本文将探讨我国汽车材料的应用及未来发展趋势。
一、当前我国汽车材料的应用状况1. 金属材料金属材料是汽车制造中最为重要的材料之一,主要应用于汽车车身、发动机和悬挂系统等部位。
目前,我国汽车使用的金属材料主要包括钢铁、铝合金、镁合金和钛合金等。
高强度钢材在车身结构中得到了广泛的应用,能够提高车身的刚性和安全性;铝合金材料则主要应用于发动机和车身零部件,能够提高车辆的燃油经济性和减轻整车重量;镁合金和钛合金则主要应用于车身结构和零部件中,能够提高车辆的轻量化水平。
2. 高分子材料高分子材料主要指的是塑料材料和橡胶材料,在汽车制造中主要应用于内饰件、外饰件、密封件和悬挂系统等部位。
近年来,我国汽车使用的高分子材料也在不断提升,例如采用了更加环保的聚丙烯材料和聚碳酸酯材料,以及更加耐高温和耐磨损的聚醚醚酮材料和氟橡胶材料等,能够满足汽车在各种工况下的使用要求。
3. 复合材料复合材料是由两种或两种以上的材料组合而成,通过各种制造工艺进行加工而成。
在汽车制造中,复合材料主要应用于车身结构、悬挂系统、发动机零部件和内饰件等部位。
目前,我国汽车制造中广泛应用的复合材料包括碳纤维复合材料、玻璃纤维复合材料和增强塑料复合材料等,能够提高汽车的轻量化水平和性能表现。
二、未来我国汽车材料的发展趋势1. 轻量化随着人们对汽车安全性能和燃油经济性要求的提升,汽车轻量化已成为未来发展的趋势之一。
未来,我国汽车制造中将更加广泛地应用轻量化材料,如铝合金、镁合金、碳纤维复合材料和增强塑料复合材料等,以减轻整车重量,提高车辆的燃油经济性和动力性能。
2. 环保和可循环利用随着全球环保意识的增强,汽车材料的环保性和可循环利用性也成为了未来发展的趋势之一。
未来,我国汽车制造中将更加广泛地应用环保材料,如生物基材料、可降解材料和可循环利用材料等,以降低对环境的影响,实现汽车制造的可持续发展。
高分子材料在汽车领域应用探讨作者:杨青来源:《卷宗》2016年第11期摘要:随着我国经济的快速发展,汽车已经进入千家万户,在给人们提供方便出行的同时也加大了能源消耗与有害气体的排放,污染了环境。
因此汽车要想实现持续化发展则必须解决工业能耗高与排放量大的问题。
而汽车轻量化无疑是最好的选择。
本文首先提出了汽车轻量化概念,接着提出了在汽车内饰与功能结构件上应用高分子材料的现状,最后论述了将高分子材料应用于汽车工业的策略。
关键词:高分子材料;汽车领域;应用当前汽车工业得到了快速发展,要求在车体结构、车身重量、防止腐蚀、做好隔音减振、节约能源等方面实现突破性进展,要求生产工艺实现自动化、行驶达到高速化。
因此在生产汽车过程中大量应用重量轻、韧性好、不易腐蚀、良好隔音隔热的高分子材料,不但可以在汽车行驶中节约大量的燃料而且也可以提高汽车综合性能。
所以当前高分子材料已普遍应用于汽车生产当中。
由于使用高分子材料,所以不但可以减轻汽车总体重量,减少能源排放,而且也可以利用塑料易成型加工的特点,可以减少生产成本。
当前,高分子材料已广泛应用于汽车饰件与功能结构件当中,在汽车总重量中占到了十分之一以上。
1 高分子材料在汽车上的应用状况1、汽车饰件上的应用汽车的饰件主要有内饰件与外饰件。
这些饰件的作用等同于汽车的功能结构件。
它们不但具有多方面的功能,而且主要占据着汽车的外观,是购买汽车者的首要选择。
(1)内饰件汽车的内饰件主要有仪表板、车门内板、方向盘、座椅、顶篷、地垫、遮阳板等。
内饰件不但要保证具有减振、隔热、隔音、遮音等作用,而且还要求做到耐热与高抗冲性、高强度与刚性、表面硬度高、不易被化学品腐蚀、不怕刮擦、保护环境等特点。
最早汽车内饰件主要应用金属、木材、纤维纺织品等制作而成,不但外观较差而且也不利于保护环境。
因此,高分子材料以其独有的优势迅速得到了汽车行业的应用。
当前,汽车内饰件当中应用的塑料在汽车全部塑料中占到了一半以上。
高分子复合材料的应用场景随着科技的不断进步,高分子复合材料在各个领域得到了广泛的应用。
它具有轻质、高强度、耐腐蚀等优点,使得它成为了替代传统材料的理想选择。
下面将以人类的视角,介绍高分子复合材料在不同领域的应用场景。
1. 轻量化汽车制造高分子复合材料在汽车制造领域得到了广泛应用。
与传统金属材料相比,高分子复合材料具有更轻的重量和更高的强度,能够减轻汽车的整体重量。
这不仅能够提升汽车的燃油效率,减少尾气排放,还能提高汽车的安全性能。
高分子复合材料在汽车车身、车门、座椅等部件上的应用,使得汽车更加节能环保,同时保证了车辆的舒适性和安全性。
2. 航空航天领域航空航天领域对材料的要求非常高,高分子复合材料凭借其良好的物理性能和化学性能,在航空航天领域得到了广泛的应用。
例如,高分子复合材料可以用于制造飞机机身、翼面、螺旋桨等部件,能够大幅度减轻飞机的重量,提高燃油效率,同时还能提高飞机的强度和耐久性。
此外,高分子复合材料还可以用于制造航天器的外壳和热防护材料,能够承受极端的温度和压力,保护航天器的安全。
3. 建筑领域高分子复合材料在建筑领域的应用也越来越广泛。
在地震频发的地区,高分子复合材料可以用于制造抗震支撑结构,提高建筑物的抗震能力。
此外,高分子复合材料还可以用于制造外墙保温材料,能够有效隔热保温,提高建筑物的能源利用效率。
高分子复合材料还可以用于制造建筑物的屋顶、地板等部件,具有轻质、强度高的特点,提高了建筑物的整体质量。
4. 医疗器械领域高分子复合材料在医疗器械领域的应用也非常广泛。
例如,高分子复合材料可以用于制造人工关节、骨修复材料等,具有良好的生物相容性和机械性能,能够有效替代传统的金属材料。
高分子复合材料还可以用于制造医用导管、缝线等,具有良好的柔韧性和耐腐蚀性,能够提高手术的安全性和舒适性。
高分子复合材料在汽车制造、航空航天、建筑和医疗器械等领域都有广泛的应用。
它的轻质、高强度、耐腐蚀等优点使得它成为了替代传统材料的理想选择。
高分子材料在工程领域的应用高分子材料在工程领域中具有广泛的应用。
高分子材料是一类由长链分子组成的材料,包括聚合物、塑料、橡胶等。
由于其独特的物理和化学性质,高分子材料在多个工程领域中发挥着重要的作用。
本文将介绍高分子材料在汽车制造、建筑、航空航天和医疗器械等领域的应用。
汽车制造方面,高分子材料被广泛应用于汽车零件的制造和改良。
例如,聚碳酸酯塑料具有出色的抗冲击性和耐腐蚀性,被用于汽车车身的制作。
聚丙烯是一种轻质且具有高强度的塑料,广泛应用于制造汽车内饰件。
此外,高分子弹性体橡胶也被用于制作汽车轮胎,其具有良好的耐磨性和抗裂性能,能够提高汽车在不同路况下的行驶稳定性。
在建筑领域,高分子材料在建筑材料的生产和改进中发挥着重要的作用。
聚合物改性水泥是一种应用广泛的高分子材料,它可以提高水泥的粘结性和耐久性。
此外,聚合物薄膜涂料被用于建筑表面的保护,能够防止水分和气体的渗透,提高建筑物的防水性能和耐候性。
航空航天领域对材料的要求非常高,而高分子材料正好具备满足这些需求的特性。
例如,聚酰亚胺是一种高性能高分子材料,具有优异的高温稳定性和机械强度,广泛应用于制造航空发动机的叶片和气动外壳。
而聚酰胺酸酯是一种轻质高强度材料,被用于制造航空航天部件,可以提高飞行器的燃油效率和减轻自重。
在医疗器械方面,高分子材料也有着重要的应用。
聚乳酸是一种可降解的高分子材料,被广泛应用于医用缝合线和可吸收缝合材料的制造。
聚乙烯醇是一种生物相容性良好的高分子材料,被用于制造人工器官和药物输送系统。
此外,聚氨酯材料被用于制作人工关节和矫形器件,其具有良好的生物相容性和机械性能。
综上所述,高分子材料在工程领域的应用非常广泛。
从汽车制造到建筑、航空航天和医疗器械,高分子材料都发挥着重要的作用。
随着科学技术的不断进步,相信高分子材料在工程领域中的应用将会进一步扩大,为各个领域的发展做出更大的贡献。
高分子材料在汽车工业中的应用前景与趋势高分子材料是一类分子量相对较高的化合物,具有较好的物理性质与化学性质,被广泛应用于各个领域。
在汽车工业中,高分子材料的应用前景与趋势备受关注,其在汽车制造领域带来了革命性的变化。
1. 轻量化设计趋势汽车制造商越来越重视车辆的轻量化设计,以提高燃油效率、减少排放和增强车辆性能。
高分子材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀等优点,可以替代传统金属材料,实现车身结构的轻量化设计。
例如,碳纤维复合材料在车身结构中的应用,可以减轻车辆重量并提高整车刚性,从而达到更好的性能和节能的效果。
2. 节能减排趋势随着环保意识的不断提高,汽车工业也在积极寻求环保节能的解决方案。
高分子材料不仅可以实现车身结构的轻量化设计,还可以用于制造动力系统的关键部件,如电池壳体、电线等。
通过高分子材料在汽车制造中的应用,可以减少燃料的消耗,降低尾气排放,从而实现节能减排的目标。
3. 智能化发展趋势随着汽车行业的智能化发展,高分子材料在汽车内饰、外饰及功能部件中的应用也逐渐增多。
高分子材料具有着色性好、可塑性强、防腐蚀等特点,适合用于制造汽车内饰件。
同时,高分子材料还可以用于制造传感器外壳、导热硅胶等智能化零部件,为汽车增加智能化功能,提升用户体验。
4. 个性化定制趋势消费者对汽车个性化定制的需求不断增加,高分子材料的制造工艺灵活且成本相对较低,能够满足汽车制造商对多样化产品的需求。
高分子材料不仅能够实现车身颜色、外观的定制,还可以用于制造多样化的功能部件,满足消费者对汽车个性化的需求。
综上所述,高分子材料在汽车工业中有着广阔的应用前景与发展趋势。
随着技术的不断进步和消费者需求的不断变化,高分子材料将在汽车制造领域扮演着越来越重要的角色,为汽车行业带来更多的创新与发展机遇。
高分子材料在汽车上的应用
作者:吴锐韩少伟马亮
来源:《科学与财富》2017年第24期
摘要:汽车工业飞速发展,随之而来的是对汽车材料、工艺和性能更高的要求。
高分子材料以其本身较轻的质量、较高的性能、良好的加工性和低成本迎合了汽车生产的要求,在汽车的内外饰和结构部件中得到了广泛的应用,并且占据着越来越重的地位。
关键词:汽车;高分子材料;应用
前言
20 世纪90 年代以来,世界汽车工业,尤其是中国的汽车工业不断飞速发展,汽车产量持续增长,已成为三大支柱产业之一。
但同时也对汽车的材料、结构和制造工艺提出了更高的需求,要求汽车在结构、重量、减振、防腐、隔音、节能等方面有突破性的进展。
塑料、纤维、橡胶是合成高分子材料的三大种类,它们以其本身重量轻、韧性好、耐腐蚀、高冲击强度、加工性好等优点,在汽车制造中逐渐替代了部分昂贵的金属及其合金材料,不但可以使汽车达到轻量化,实现节能的效果,还可提高构件成型加工性,降低生产成本,同时提高汽车舒适性和安全性。
目前,高分子材料已普遍应用于汽车很多部分的结构件当中,正以其独特的性能优势逐渐融入汽车产业,建立起不可或缺的地位。
1 塑料在汽车上的应用
很多塑料,包括PP、PC、ABS等在汽车很多部分都有应用,如汽车的仪表板、门把手、座椅、保险杠、车灯等,比较多的是在汽车的内饰和外饰方面。
汽车的内饰件主要有仪表板、方向盘、地垫、车门内板、座椅等,不但要求具有隔音减震且隔热的作用,还要具有高抗冲性、高硬度、高强度与刚性、耐腐蚀性、耐磨性、环保等特点[1]。
塑料,尤其是聚丙烯材料,以其无与伦比的性能优势取代了原有的金属和纤维制品,得到了汽车内饰件的普遍应用。
汽车的外饰件主要有保险杠、车灯、玻璃、把手、雨刮等。
金属合金在过去的很长时间内被用于汽车外饰件,但金属本身质量大、易腐蚀、价格相对较贵,因此被PP、PET、PBT、PC等塑料逐步取代。
尤其是在保险杠方面,高分子材料具有较大弹性、可以有效低消外界冲击、不易损伤,它的应用使得保险杠在受到外力冲击的过程中,能够最大程度地减缓冲击力,保护生命安全。
总的来说,塑料在汽车应用上具有很多优势[2]:
(1)具有较好的柔韧性、耐磨性、避震性且单位质量塑料的抗冲击性也不逊于金属;
(2)密度小,质量轻,可有效减少汽车自重,增加有效载荷;
(3)耐腐性,对酸、碱、盐等化学物质的腐蚀均具有较强的抵抗能力。
(4)加工成型性好,很多制品都可一次成型,提高生产效率,降低生产成本。
这些独特的性能优势,使得塑料在汽车上的用量不断增加,已占到汽车总重量的10%,而且增长还在继续。
2 纤维在汽车上的应用
汽车上一般应用的纤维材料多为纤维增强复合材料,是由玻璃纤维、碳纤维、芳纶纤维等纤维与基体材料经缠绕、模压或拉挤等成型工艺制得的,具有高的强度、模量、韧性、耐腐蚀性和耐久性等。
常见的有玻璃纤维增强复合材料(GFPR)、碳纤维增强复合材料(CFPR)及芳纶纤维增强复合材料(AFPR)。
玻璃纤维增强塑料(GFPR)俗称玻璃钢[3],不仅质量稳定、资源丰富、成本低,而且吸收冲击能量的性能、耐腐蚀性能较好,降低噪音的效果较好,且设计灵活,是目前汽车上应用较多的一类纤维增强复合材料,可用于发动机、发动机周边部件及车身结构件、覆盖件等,也有用于车身壳体的。
碳纤维增强复合材料密度不到钢的1/4,但强度却是钢的7~9倍[4],具有足够的强度和刚度,以及优良的综合性能,常用于制造汽车车身、前端框架和骨架材料、传动轴、板簧、气瓶、高强度外覆盖件等,可有效降低汽车自重并提高汽车性能。
芳纶纤维增强复合材料[5]相较于前两种材料,价格相对太高,目前在汽车方面应用还不普遍,但也由于其高的比强度、比模量,在汽车轮胎帘子线、摩擦材料、气瓶等方面有诸多不可取代的应用。
同时,芳纶纤维还作为高性能防护材料,可用作汽车防弹装甲,如汽车门及汽车外壳的防弹内衬,为军工事业、运钞车和防暴车等提供保护。
3 橡胶在汽车上的应用
橡胶是高分子材料中应用较为广泛的一类,在汽车用非金属材料中,也占据了重要的地位,是有些部分甚至是其他材料都无法取代的。
它具有非常独特的高弹性,还具有耐磨性、绝缘性、不透气、不透水等性能,氟橡胶、氟硅橡胶、氢化丁腈橡胶(HNBR)、丙烯酸橡胶等特种合成橡胶[6]还具有耐油、耐热、耐燃、耐寒、耐腐蚀、耐老化、耐辐射等多种特点。
这些独特的性能为汽车中需要长期摩擦、经受气候考验以及需要长期结构油和应力的部分提供了解决之道,使得橡胶在汽车轮胎、油封、O圈等密封件、加热冷却系统、减震、气管等很多部
件都广泛应用。
这些部件都承担着每辆车十分重要的机能,约占到了车辆自重的3%~6%,对整车质量和性能以及安全行驶具有至关重要的作用。
4 结论
当前汽车工业飞速发展,汽车轻量化是一个必然的趋势。
而高分子材料则具有重量轻、韧性好、耐油、耐候性好、不易腐蚀、易加工、成本低、安全环保等很多优点,因此将来必然会在汽车生产中占据越来越重的地位。
同时,以塑料代替金属及其合金材料也是目前材料科学研究的热点和重点,相信高分子材料有望在不久的将来可以代替金属在汽车生产中得到普遍的应用。
参考文献:
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