汽车其它工程材料
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a)层叠复合 b)连续复合 c)颗粒复合 d)短纤维复合
复合材料结构示意图 汽车其它工程材料
二.复合材料的分类
在汽车行业应用的复合材料主要根据基体材料和增强材料的种类 来分。
按照基体材料来分，有聚合物基复合材料、金属基 复合材料、陶瓷基复合材料、石墨基复合材料（碳 -碳复合材料）、混凝土基复合材料等； 按照增强材料来分，有碳纤维增强复合材料、玻 璃纤维增强复合材料等。
2.功能材料 指具有某种或某些特殊物理性能或功能的材料， 如具备特殊的声、光、电、磁、热等物理性能。功能材料包 括电功能材料、磁功能材料、热功能材料、光功能材料和智 能功能材料等。这些材料正逐步引起人们的重视。例如，在 汽车音响零件、电子元器件、车载智能化控制系统及显示系 统等方面已得到广泛的开发和利用。
汽车其它工程材料
常见的复合材料分类图
汽车其它工程材料
例如，可采用金属基复合材料来制作汽车活塞、制动部件 和连杆等零件。
汽车活塞
汽车离合器摩檫片
汽车其它工程材料
2）良好的抗疲劳性能
复合材料有高疲劳强度。由于纤维复合材料特 别是纤维树脂复合材料对缺口、应力集中敏感性 小，而且纤维和基体界面能够阻止和改变裂纹扩 展方向，因此复合材料有较高的疲劳极限。例如， 碳纤维增强聚酯树脂的疲劳强度为其拉伸强度的 70%~80%，而大多数金属材料只有其抗拉强 度的40%~50%。
汽车其它工程材料
6） 成型工艺简便灵活，可设计性强
使用复合材料制造汽车改变了传统工艺流程 和生产模式，对于形状复杂的构件，根据受力 情况采用模具可以一次整体成型，减少了零件、 紧固件和接头数目，材料利用率较高。充分发 挥技术集成的优势，达到精简零部件数量、减 少加工工序、裁减加工设备及生产线、减少中 间环节、降低材料消耗、裁减工作人员、提高 产品质量、削减投资、降低生产成本、提高效 费比的目的。
中大显身手。
汽车其它工程材料
例如，玻璃纤维增强高分子基复合材料(FRP)等新品 种已随着技术的成熟而代替钢铁材料，应用于车身的内 饰件、外装件和功能件，达到了车身轻量化的目的。
汽 车 内 饰
汽车其它工程材料
一.复合材料的组成及特性
复合材料是指由两种和两种以上的、物理和化学性 质不同的物质，撷取各组成成分的优点组合起来而得 到的一种多相固体材料。它具有了对所组成材料相互 取长补短的良好综合性能，比原组成材料具有的性能 要更加优越。下图所示是复合材料的结构示意图。
汽车其它工程材料
例如日产“布尔巴特”汽车前端板，用钢板制造时由20 多个零件组成，而用纤维增强塑料复合材料，则用7个零 件就可以；采用硼纤维增强复合材料，用1000N的原料 可获得8000N的零件。
汽车其它工程材料
四.汽车常用复合材料
1．高分子基复合材料（FRP）
FRP是汽车轻量化的最重要的材料。FRP主要 是由三部分组成：①纤维。多为玻璃纤维、碳纤维 和陶瓷短纤维等，特别是玻璃纤维在价格、生产和 性能等方面有明显的优势。纤维含量在25% ~30%；②树脂。聚丙烯塑料PP、聚乙烯塑料 PVC、聚二烯塑料PE、ABS等不饱和聚酯和热塑 性树脂；③填充料。常用中空的玻璃微球、陶瓷微 球和有机物微球。制作过程中，加入适当的硬化剂 和增粘剂，使用先进的成形工艺，便可得到成形流 动性好的高分子基复合材料。
汽车其它工程材料
来自百度文库
5）耐热性能好
由于复合材料增强纤维的熔点均很高，一般都在 2000℃以上，而且在高温条件下仍然可保持较高的高 温强度，故用它们增强的复合材料具有较高的高温强度 和弹性模量，特别是金属基复合材料，更显出其优越性。 例如，铝合金材料在400℃时，弹性模量接近于零， 强度值也从室温的500MPa 降到30~50MPa，而弹 性模量几乎降为零。而碳纤维或硼纤维增强铝合金复合 材料，在400℃时强度和弹性模量几乎可保持室温时 的水平。通常，聚合物基复合材料的使用温度也在 100~200℃之间，耐热性要比相应的塑料有明显的 提高。
汽车其它工程材料
新型材料在汽车中的应用
汽车其它工程材料
1.车身
汽车其它工程材料
2.传动轴
汽车其它工程材料
3.发动机
汽车其它工程材料
新型汽车材料的分类
按照性能特点和用途大致分为：
1.结构材料 主要用于制造汽车外板、汽车结构件、发 动机及发动机周边部件等，要求其具备一定的强度、硬 度、韧性和耐磨性。如金属材料、高分子材料、陶瓷材 料等复合材料也属于结构材料，并有着极其广泛的应用。
汽车其它工程材料
第四章 汽车其它工程材料
第一节 复合材料 第二节 陶瓷材料 第三节 玻璃 第四节 摩擦材料
汽车其它工程材料
第一节 复合材料
具有重量轻、比强度高、比模量高、抗疲劳 性能好、减振性能好、成型工艺简单、可实现复 杂零件集成化生产、对环境污染更小等诸多优点， 使得许多种类型的复合材料在车身轻量化过程中 得到了施展才能的舞台，并在汽车的轻量化进程
第四章 汽车其它工程材料
汽车其它工程材料
本章导入
➢新型材料在现代汽车中的应用 1.现代汽车制造在不断提高产品质量，增加产量的同时，
更注重产品的款式、高能效、低成本 以及环保等因素。 2. 以金属材料结构为主体的传统工艺生产的汽车，因投资 大、风险高、工艺复杂、工装设备庞大、生产线长、原材料 消耗大、能耗大、成本高、制造周期长已难以满足现代汽车 制造的要求。 3.新型汽车材料因具有刚度大、强度高、质量轻等特点，可 根据使用条件进行设计与制造，且制品集成度高、成型周期 短、生产效率高，能满足各种特殊用途要求，可以极大地提 高工程结构性能，已广泛应用在现代汽车中。
汽车其它工程材料
3）过载时安全性能好
纤维增强复合材料是由大量单根纤维合成，平 均每平方厘米面积上有几千到几万根纤维，超载 后即使有少量纤维断裂，载荷也会迅速重新分布， 由未断裂的纤维承担，这样可使构件丧失承载能 力的过程延长，断裂安全性能较好。
汽车其它工程材料
4）减摩、减振性能好
复合材料具有高的比模量，因此也具有高的 自振频率，可以有效地防止在工作状态下产生 共振及由此引起的早期破坏。同时，一些复合 材料的摩擦系数低，具有良好的减摩性。对相 同形状和尺寸的梁共同进行振动实验，即轻合 金梁与碳纤维复合材料的梁同时起振，前者需 要9s才能停止振动；而复合材料的梁只需 2.5s就静止了。
复合材料结构示意图 汽车其它工程材料
二.复合材料的分类
在汽车行业应用的复合材料主要根据基体材料和增强材料的种类 来分。
按照基体材料来分，有聚合物基复合材料、金属基 复合材料、陶瓷基复合材料、石墨基复合材料（碳 -碳复合材料）、混凝土基复合材料等； 按照增强材料来分，有碳纤维增强复合材料、玻 璃纤维增强复合材料等。
2.功能材料 指具有某种或某些特殊物理性能或功能的材料， 如具备特殊的声、光、电、磁、热等物理性能。功能材料包 括电功能材料、磁功能材料、热功能材料、光功能材料和智 能功能材料等。这些材料正逐步引起人们的重视。例如，在 汽车音响零件、电子元器件、车载智能化控制系统及显示系 统等方面已得到广泛的开发和利用。
汽车其它工程材料
常见的复合材料分类图
汽车其它工程材料
例如，可采用金属基复合材料来制作汽车活塞、制动部件 和连杆等零件。
汽车活塞
汽车离合器摩檫片
汽车其它工程材料
2）良好的抗疲劳性能
复合材料有高疲劳强度。由于纤维复合材料特 别是纤维树脂复合材料对缺口、应力集中敏感性 小，而且纤维和基体界面能够阻止和改变裂纹扩 展方向，因此复合材料有较高的疲劳极限。例如， 碳纤维增强聚酯树脂的疲劳强度为其拉伸强度的 70%~80%，而大多数金属材料只有其抗拉强 度的40%~50%。
汽车其它工程材料
6） 成型工艺简便灵活，可设计性强
使用复合材料制造汽车改变了传统工艺流程 和生产模式，对于形状复杂的构件，根据受力 情况采用模具可以一次整体成型，减少了零件、 紧固件和接头数目，材料利用率较高。充分发 挥技术集成的优势，达到精简零部件数量、减 少加工工序、裁减加工设备及生产线、减少中 间环节、降低材料消耗、裁减工作人员、提高 产品质量、削减投资、降低生产成本、提高效 费比的目的。
中大显身手。
汽车其它工程材料
例如，玻璃纤维增强高分子基复合材料(FRP)等新品 种已随着技术的成熟而代替钢铁材料，应用于车身的内 饰件、外装件和功能件，达到了车身轻量化的目的。
汽 车 内 饰
汽车其它工程材料
一.复合材料的组成及特性
复合材料是指由两种和两种以上的、物理和化学性 质不同的物质，撷取各组成成分的优点组合起来而得 到的一种多相固体材料。它具有了对所组成材料相互 取长补短的良好综合性能，比原组成材料具有的性能 要更加优越。下图所示是复合材料的结构示意图。
汽车其它工程材料
例如日产“布尔巴特”汽车前端板，用钢板制造时由20 多个零件组成，而用纤维增强塑料复合材料，则用7个零 件就可以；采用硼纤维增强复合材料，用1000N的原料 可获得8000N的零件。
汽车其它工程材料
四.汽车常用复合材料
1．高分子基复合材料（FRP）
FRP是汽车轻量化的最重要的材料。FRP主要 是由三部分组成：①纤维。多为玻璃纤维、碳纤维 和陶瓷短纤维等，特别是玻璃纤维在价格、生产和 性能等方面有明显的优势。纤维含量在25% ~30%；②树脂。聚丙烯塑料PP、聚乙烯塑料 PVC、聚二烯塑料PE、ABS等不饱和聚酯和热塑 性树脂；③填充料。常用中空的玻璃微球、陶瓷微 球和有机物微球。制作过程中，加入适当的硬化剂 和增粘剂，使用先进的成形工艺，便可得到成形流 动性好的高分子基复合材料。
汽车其它工程材料
来自百度文库
5）耐热性能好
由于复合材料增强纤维的熔点均很高，一般都在 2000℃以上，而且在高温条件下仍然可保持较高的高 温强度，故用它们增强的复合材料具有较高的高温强度 和弹性模量，特别是金属基复合材料，更显出其优越性。 例如，铝合金材料在400℃时，弹性模量接近于零， 强度值也从室温的500MPa 降到30~50MPa，而弹 性模量几乎降为零。而碳纤维或硼纤维增强铝合金复合 材料，在400℃时强度和弹性模量几乎可保持室温时 的水平。通常，聚合物基复合材料的使用温度也在 100~200℃之间，耐热性要比相应的塑料有明显的 提高。
汽车其它工程材料
新型材料在汽车中的应用
汽车其它工程材料
1.车身
汽车其它工程材料
2.传动轴
汽车其它工程材料
3.发动机
汽车其它工程材料
新型汽车材料的分类
按照性能特点和用途大致分为：
1.结构材料 主要用于制造汽车外板、汽车结构件、发 动机及发动机周边部件等，要求其具备一定的强度、硬 度、韧性和耐磨性。如金属材料、高分子材料、陶瓷材 料等复合材料也属于结构材料，并有着极其广泛的应用。
汽车其它工程材料
第四章 汽车其它工程材料
第一节 复合材料 第二节 陶瓷材料 第三节 玻璃 第四节 摩擦材料
汽车其它工程材料
第一节 复合材料
具有重量轻、比强度高、比模量高、抗疲劳 性能好、减振性能好、成型工艺简单、可实现复 杂零件集成化生产、对环境污染更小等诸多优点， 使得许多种类型的复合材料在车身轻量化过程中 得到了施展才能的舞台，并在汽车的轻量化进程
第四章 汽车其它工程材料
汽车其它工程材料
本章导入
➢新型材料在现代汽车中的应用 1.现代汽车制造在不断提高产品质量，增加产量的同时，
更注重产品的款式、高能效、低成本 以及环保等因素。 2. 以金属材料结构为主体的传统工艺生产的汽车，因投资 大、风险高、工艺复杂、工装设备庞大、生产线长、原材料 消耗大、能耗大、成本高、制造周期长已难以满足现代汽车 制造的要求。 3.新型汽车材料因具有刚度大、强度高、质量轻等特点，可 根据使用条件进行设计与制造，且制品集成度高、成型周期 短、生产效率高，能满足各种特殊用途要求，可以极大地提 高工程结构性能，已广泛应用在现代汽车中。
汽车其它工程材料
3）过载时安全性能好
纤维增强复合材料是由大量单根纤维合成，平 均每平方厘米面积上有几千到几万根纤维，超载 后即使有少量纤维断裂，载荷也会迅速重新分布， 由未断裂的纤维承担，这样可使构件丧失承载能 力的过程延长，断裂安全性能较好。
汽车其它工程材料
4）减摩、减振性能好
复合材料具有高的比模量，因此也具有高的 自振频率，可以有效地防止在工作状态下产生 共振及由此引起的早期破坏。同时，一些复合 材料的摩擦系数低，具有良好的减摩性。对相 同形状和尺寸的梁共同进行振动实验，即轻合 金梁与碳纤维复合材料的梁同时起振，前者需 要9s才能停止振动；而复合材料的梁只需 2.5s就静止了。