非金属材料、复合材料及其在汽车上的应用
非金属材料及其在车身上应用教案
3.新课讲授
4.展示塑料在汽车上应用的图片，提问问题
5.分组讨论
6.课堂小结，引导学生来进行课堂小结，帮助学生梳理思路
7.布置作业
1.课前准备，清点人数，以及课堂环境等安全检查
2.带着问题进入课题
3.让学生对非金属材料有所初步了解
4.学生观看图片，并做笔记
5.头脑风暴，集思广益，小组组员代表分享
(5)吸振性和消声性好
(6)耐磨性和减摩性
(7)易于加工成型
4、塑料在汽车上的应用
常用作内外装饰件和功能零件，塑料在轿车上的用量约占全车8%~ 12%左右。
三、橡胶
1.橡胶的组成和分类
橡胶是以生胶为主要原料，加入适量
的配合剂，经硫化处理后得到的一种材料。
2、橡胶的分类
按原料来源分
a天然橡胶b合成橡胶c再生橡胶
难点：各种非金属材料的基本性能
授课方法
理论
教学参考书及教具（含多媒体教学设备）
汽车材料教材
授课执行
情况及分析
板书设计或授课提纲
一、非金属材料的定义
二、塑料的组成和分类
三、橡胶
四、陶瓷和复合材料
课堂教学安排
教 学 过 程
教学环节
教学内容
活动
教师
学生
组织教学
导入新课提问
新课讲授多媒体教学
提问法+展示法
小组讨论
二、塑料的组成和分类
1、塑料的组成
塑料是以合成树脂为基体，并加入某些添加剂而制
成的高分子材料。
(1)合成树脂
(2)添加剂
2、塑料的分类
(1)按成型工艺性能
①Байду номын сангаас塑性塑料②热固性塑
汽车常用材料的很全的课件
铝合金
铸造铝合金
铸造铝合金是一种轻质、高强度的铝合金材料，具有较好的 铸造性和机械加工性能。它广泛应用于汽车发动机气缸体、 变速器壳体等部位。
变形铝合金
变形铝合金是一种经过热轧、冷轧、挤压等工艺处理的铝合 金材料，具有较好的强度和塑性。它广泛应用于汽车车身板 材、加强件等部位。
铜合金
黄铜
黄铜是一种由铜和锌组成的合金 ，具有较好的塑性和加工性能。 它广泛应用于汽车水箱散热器、 连接管等部位。
青铜
青铜是一种由铜和锡组成的合金 ，具有较好的强度和耐腐蚀性。 它广泛应用于汽车轴承、齿轮等 部位。
02
非金属材料
塑料
聚乙烯（PE）
柔韧、无毒、易加工，常用作汽车内部零件和外部装饰件。
聚丙烯（PP）
强度高、耐热性好、比重轻，常用作汽车内部零件和外部装饰件。
聚氯乙烯（PVC）
硬质、耐腐蚀、易加工，常用作汽车外部装饰件。
03
02
抗疲劳性能好
CFRP具有较好的抗疲劳性能，能够 承受交变应力的作用。
生产效率高
CFRP的生产周期短，能够实现快速 生产。
04
金属基复合材料（MMC）
高强度
MMC具有较高的强度和刚度，能够承受较 大的应力和冲击。
良好的导热性
MMC具有较好的导热性，能够满足汽车零 件的散热要求。
耐磨性好
MMC具有较好的耐磨性，能够满足汽车零 件的耐磨要求。
强度高
GFRP具有较高的强度和刚度， 能够承受较大的应力和冲击。
耐腐蚀
GFRP对酸碱盐等化学物质的腐 蚀具有较高的抵抗能力。
热稳定性
GFRP在高温下仍能保持其强度 和稳定性。
碳纤维增强塑料（CFRP）
汽车材料的分类
汽车材料的分类汽车材料是指用于汽车制造的各种材料，通常包括金属材料、非金属材料和复合材料。
汽车制造涉及到多种材料，这些材料可以通过不同的方式进行分类。
一、金属材料金属材料广泛应用于汽车组件和部件的制造中，包括车身、发动机、底盘、悬挂、转向系统等。
金属材料可以分为铝合金、钢铁、镁合金等几个主要类别。
1. 钢铁钢铁是汽车制造中最常用的金属材料。
钢有优异的强度，刚性，耐磨损性和韧性，因此经常用于制造车身、底盘、车轮和其他部件。
钢铁可以根据成分分为低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢等多种类型。
2. 铝合金铝合金是一种轻质材料，其密度比钢轻约1/3。
因此，铝合金的使用可显著减轻汽车重量，在提高燃油效率和安全性的同时，减少对环境的影响。
铝合金的使用范围包括车身板、发动机零件、转向系统和悬挂系统等。
3. 镁合金镁合金是一种更轻的材料，密度大约是铝的2/3。
镁合金优于铝合金在一些方面，如抗冲击性和耐高温性。
但镁合金的成本较高，限制了其在汽车制造中的广泛应用。
镁合金主要用于发动机部件、悬挂和制动系统等。
二、非金属材料汽车制造中还有一些非金属材料，包括橡胶、塑料、玻璃等。
主要应用于内饰、车窗、密封件、悬挂杆等。
1. 橡胶橡胶常用于汽车制造中的密封件、橡胶轮胎和悬挂组件等。
橡胶的耐热性、抗磨损性和弹性使其成为适用于汽车行业的材料。
2. 塑料塑料是轻质的非金属材料，可用于制造汽车车身和内饰件等。
塑料具有重量轻、耐腐蚀、维护成本低和可塑性强等优点。
同时，塑料具有良好的热稳定性，可以满足汽车制造中的高温和低温要求。
3. 玻璃玻璃是汽车制造中另一个常用的非金属材料。
玻璃广泛用于汽车的前、侧、后窗玻璃和汽车灯具。
不同类型的玻璃（如钢化玻璃、夹层玻璃）可实现不同的功能，如增加耐冲击性和安全性等。
三、复合材料汽车制造中的复合材料通常由两种或更多不同的材料组合而成。
根据成分不同，复合材料可以分为：纤维增强复合材料、金属基复合材料、无机非金属基复合材料等。
汽车材料(第四版)习题册答案
《汽车材料（第四版）习题册》参考答案绪论一、填空题1．汽车零部件材料汽车运行材料2．金属材料非金属材料复合材料3．行驶燃料润滑材料工作液汽车轮胎汽车美容养护材料4. 汽油柴油5. 发动机润滑油齿轮油润滑脂6. 磨损使用寿命二、选择题1.C2.C3.C4.B5.C三、判断题1.×2. ×3. √4.√5. √四、简答题1.2.答：汽车零部件材料以金属材料为主，占整车质量的80%左右，其中钢铁材料约占70%，非铁金属材料约占10%。
非金属材料占整车质量的20%左右，其中塑料约占7%，橡胶占3%～7%。
为适应安全、节能的要求，在汽车中特别是轿车中开始大量应用非金属材料，所以在汽车制造中钢铁的用量有所下降，而有色金属、非金属材料和复合材料等新材料的用量正在上升。
3.答：目前已应用的石油替代燃料主要有天然气、液化石油气、醇类燃料（甲醇汽油、乙醇汽油）和电池等汽车新能源。
上篇汽车运行材料第一章汽车燃料§1—1 汽油一、填空题1.化学能热能2.石油碳氢烃类3.动力性可靠性经济性使用寿命4.液气5.馏程饱和蒸气压6.平均蒸发性预热时间加速性能工作稳定性7.爆震燃烧8.平均9.改进加工工艺、加入高辛烷值成分、加入抗爆剂10.实际胶质诱导期二、选择题1.A2.A3.B4.A5.A6.C三、判断题1.√2.×3.√4.√5.√6.√四、名词解释1．馏程：是指油品在规定条件下蒸馏所得到的、以初馏点和终馏点表示其蒸发特征的温度范围。
馏程是汽油的一个重要指标。
2．饱和蒸气压：又称蒸气压，是指在一定试验条件下，汽油在规定的密封容器中蒸发时所产生的最大蒸气压力，单位用kPa 表示。
饱和蒸气压是控制汽油产生气阻倾向的指标。
五、简答题1.答：汽油发动机对汽油的性能要求是：具有适宜的蒸发性、良好的抗爆性和抗氧化安定性，无腐蚀，不含机械杂质和水等。
2.答：当可燃混合气在缸内被点燃后，一部分未燃混合气因受到正常火焰焰面的压缩和热辐射作用，温度、压力急剧升高，化学反应加剧，在正常火焰焰面未到达之前，这部分未燃混合气就已自行燃烧，形成多个新的火焰中心，从而使气缸内压力骤然上升，产生强烈的冲击波，撞击气缸壁和活塞，同时发出清脆的金属敲击声。
汽车常用非金属材料
汽车常用非金属材料非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、合成纤维、胶粘剂、摩擦材料、涂装材料等各种材料，它们在汽车上的应用日趋增长的趋势。
随着人们生活水平的不断提高，对车辆也提出了更高的要求，诸如要求有宽敞的车内空间、舒适的座椅、低的噪音、视觉美观及宽阔的视野等。
而制造商们则用人体工程学设计和实用性来刺激顾客的购买欲，此外高速、安全、低耗、环保，最后归结到低廉的价格，要达到如此高的要求，用塑料来替代一些钢铁制的零部件是最明智的选择。
塑料是以合成树脂（聚合树脂或缩聚树脂）为主要成份，并根据不同需要而添加不同添加剂所组成的混合物，具有独特的性能：●密度小：每100kg的塑料可替代其它材料200～300kg，可减少汽车自重，增加有效载荷。
●物理性能良好：柔韧性较好，耐磨，避震，单位质量的塑料的抗冲击性不亚于金属，有些工程塑料、碳纤维增强的塑料甚至还远远高于金属。
●耐化学腐蚀性：塑料对酸、碱、盐等化学物质的腐蚀均有很强的抵抗能力，其中聚四氟乙烯是化学性能最稳定的材料，硬聚氯乙烯是最常用的耐腐蚀材料，它可耐浓度达90%的浓硫酸以及各种浓度的盐酸和碱液。
●设计自由度大：可制成透明、半透明或不透明的制品，外观多种多样，表面可制作具有特色的花纹。
●着色性好：可按需要制成各种各样的颜色。
●加工性能好：复杂的制品可一次成型，且能大批量生产，生产效率高，成本较低，经济效益显著，如果以单位体积计算，生产塑料制件的费用仅为有色金属的1/10。
●环保、节约能源：可回收利用，且大量采用塑料的汽车每100km节油量在0.5L以上。
但相对来说，塑料也存在一些缺点，如收缩率大，吸水性强，尺寸稳定性差，难以制得高精度制品，易燃，燃烧时产生大量黑烟和有毒气体，长期使用易老化、易变形等，但通过改性可减少其缺陷。
塑料制品不仅能够减少零件数量，在降低噪声方面也起到了很好的作用。
生产厂家应利用塑料制品的成型特点，尽量是多个零件一体化，减少数目，设法达到复杂零件一次成型的目的。
《汽车材料与金属加工》综合训练参考答案
第1章金属材料的性能一、名词解释1.金属的力学性能2.强度3.塑性4.硬度5.冲击韧性6.疲劳强度7.铸造性能8.锻压性能9.焊接性能 10.热处理性能 11.切削加工性能二、填空题1.载荷按照性质不同一般可分为和。
2.金属材料在载荷作用下，形状和尺寸的变化称为变形。
变形一般分为变形和变形。
3.金属材料的力学性能主要包括、、、、等。
4.拉伸低碳钢时，试样的变形可分为、、和四个阶段。
5.通过拉伸试验测得的强度指标主要有强度和强度，分别用符号和表示。
6.金属材料的塑性也可通过拉伸试验测定，主要的指标有和，分别用符号和表示。
7.洛氏硬度采用了不同的压头和载荷组成不同的硬度标尺，常用的洛氏硬度标尺有、和三种，其中应用最为广泛。
8.530HBW5/750，表示用直径的硬质合金球，在kgf（N）的载荷作用下，保持s时测得的硬度值为。
9.工程技术上常用来测定金属承受冲击载荷的能力。
10.材料经过无限次载荷作用而不发生断裂的最大应力，称为疲劳强度，用符号表示。
三、选择题1.拉伸试验时，试样在断裂前所能承受的最大应力称为材料的（）。
A．屈服强度B．抗拉强度C．弹性极限2. 测定淬火钢件的硬度，一般常选用（）来测试。
A．布氏硬度计B．洛氏硬度计C．维氏硬度计3．金属材料的（）越好，则其压力加工性能越好。
A．强度 B. 塑性C．硬度4. 运转中的发动机曲轴、齿轮等零部件所承受的载荷均为（）。
A．静载荷 B. 冲击载荷C．交变载荷四、简答题1.什么是强度、塑性？衡量它们的指标各有哪些？分别用什么符号表示？2.什么是硬度？常用的硬度测定方法有哪几种？布氏硬度、洛氏硬度各适用于哪些材料的硬度？下列零件用什么硬度测试方法测定其硬度:（1）钳工用锉刀、手锯、手锤（2）供应态碳钢型材3.什么是冲击韧性？可以用什么符号表示？4.什么叫金属的疲劳？疲劳强度用什么符号表示？5.什么是金属的工艺性能？工艺性能包括哪些内容？6.有一标准低碳钢拉伸试样，直径为10㎜，标距长度为100㎜，在载荷为21000N时屈服，拉断试样前的最大载荷为30000N，拉断后的标距长度为133㎜，断裂处最小直径为6㎜，试计算其屈服强度、抗拉强度、断后伸长率和断面收缩率。
非金属材料及其在汽车上应用
4.1.3 粘结剂
粘结剂 工程上将同质或异质物体表面用胶 黏剂连接在一起的技术称为胶结,胶结所用 的材料称为粘结剂。
粘结剂的组成
粘结剂是由基料（环氧树脂、酚醛树脂、 聚氨酯树脂、氯丁树脂、和丁腈橡胶等）、 固化剂、增塑剂、增韧剂、填料、稀释剂、 稳定剂等及其他敷料配制而成。
粘结剂的选用
由于同一种粘结剂对不同材料的粘接 力各不相同，因此，对不同的胶接对 象所选用的粘结剂也就不可能完全一 样。选择粘结剂时，应根据被粘结材 料、受力条件及工作环境等具体情况 来合理地选用。
和多孔陶瓷。
（2）特种陶瓷 特种陶瓷又称精细陶瓷，按其应
用功能分类，大体可分为高强度、耐高温和复合结构陶瓷及电 工电子功能陶瓷两大类，主要有高铝氧质瓷、镁石质瓷、钛镁 石质瓷、锆英石质瓷、锂质瓷、以及磁性瓷、金属陶瓷等。
陶瓷材料的性能
✓ 力学性能 陶瓷最突出的性能特点是高硬 度、高耐磨性，这些性能都大大高于金属材 料。其冲击韧性低，抗拉强度低，但抗压强 度较高，弹性模量高，是金属的几倍。
合成橡胶主要有七大品种： 丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁 橡胶、异戊橡胶、丁基橡胶、 乙丙橡胶和丁腈橡胶。习惯 上按用途将合成橡胶分成两 类：通用橡胶和特种橡胶。
橡胶的分类和橡胶制品的组成
2.橡胶制品的组成
人工合成用以制胶的高分子聚合物称为生胶。
生胶要先进行塑练，使其处于塑性状态，再加入各种配料，经 过混练成型、硫化处理，才能成为可以使用的橡胶制品。配料主要包括：
✓ 物理性能 陶瓷的熔点很高，一般在 2000℃左右，其高温抗蠕变能力强，1000℃ 以上也不会被氧化，故用作耐高温材料。它 的导热系数和膨胀系数都小于金属材料，因 此常作为常温绝热材料。
12
34
汽车车身非金属材料应用
汽车车身材料的分类
p 复合材料：指由两种或两种以上物理和化学性能不同的物质，一般综合了各组分材料的优良性能。 p 80年代后期，复合材料车身外覆盖件得到大量的应用和推广，如发动机罩、翼子板、车门、车顶板、导流
罩、车厢后挡板等，甚至出现了全复合材料的卡车驾驶室和轿车车身。
汽车车身常用非金属材料 塑料材料：聚丙烯（PP）、聚氨酯（PUR）、聚氯乙烯（PVC）、热固性复合材料、ABS、尼龙（PA）、聚乙 烯、聚酯（PET）等；
四、塑料在汽车上的应用
汽车用塑料按照用途可分为内饰件用塑料、工程塑料和外装件用料。
1．汽车内饰用塑料
内饰用塑料品种主要有：聚氨酯（PU）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）和ABS等。它们用于 制作座垫、仪表板、扶手、头枕、门内衬板、顶棚衬里、地毯、控制箱、转向盘等内饰塑料制品。
2．汽车用工程塑料
汽车用密封胶
汽车用密封胶密封胶粘接和密封汽车的双重作用，是解决三漏的有效措施。密封胶在汽车生产中可简化 工艺，节省材料，增强构件强度，尤其在防震隔热、防腐、防锈、防漏、防松、降低噪音、减轻自重、 舒适安全等方面有特殊作用，已成为现代汽车生产中必不可少的材料。
汽车用密封胶
汽车用密封胶密封胶粘接和密封汽车的双重作用，是解决三漏的有效措施。密封胶在汽车生产中可简化 工艺，节省材料，增强构件强度，尤其在防震隔热、防腐、防锈、防漏、防松、降低噪音、减轻自重、 舒适安全等方面有特殊作用，已成为现代汽车生产中必不可少的材料。
汽车用密封胶
汽车用密封胶密封胶粘接和密封汽车的双重作用，是解决三漏的有效措施。密封胶在汽车生产中可简化 工艺，节省材料，增强构件强度，尤其在防震隔热、防腐、防锈、防漏、防松、降低噪音、减轻自重、 舒适安全等方面有特殊作用，已成为现代汽车生产中必不可少的材料。
汽车内饰件非金属材料(vda277)
05
非金属材料在汽车内饰件中的发展趋势
新型非金属材料的研发与应用
80%
高性能复合材料
如碳纤维复合材料，具有高强度 、轻量化和耐腐蚀等优点，在汽 车内饰件中逐渐得到应用。
100%
工程塑料
如聚碳酸酯、尼龙等，具有优良 的机械性能、耐热性和绝缘性， 广泛应用于汽车内部零件。
80%
生物可降解材料
如玉米塑料、竹纤维等，在环保 意识日益增强的背景下，这类材 料在汽车内饰件中的应用前景广 阔。
由两种或多种材料组成，具有 各组成材料的优点，如强度高 、质量轻等。
非金属材料在汽车内饰件中的应用实例
方向盘
通常采用塑料或橡胶制成，提供良好的握感和操 作稳定性。
座椅
使用海绵、皮革和织物等非金属材料制成，提供 舒适性和支撑力。
车门饰板
由塑料或复合材料制成，具有美观和防震作用。
仪表板
由多种非金属材料组成，包括塑料、橡胶和纤维 增强复合材料等。
02
VDA277标准概述
VDA277标准的定义与目的
定义
VDA277标准是德国汽车工业联合会（VDA）发布的一项针对汽车 内饰件非金属材料的质量标准。
目的
该标准旨在确保汽车内饰件非金属材料的质量、安全性和环保性 能，以保障驾乘人员的健康和安全，同时推动汽车工业的可持续 发展。
VDA277标准的关键要求和测试方法
04
VDA277标准对非金属材料的要求
VDA277标准对非金属材料的物理性能要求
抗冲击性
非金属材料应具备足够的抗冲击能力， 以承受汽车在行驶过程中产生的振动 和冲击。
耐热性
材料需能在汽车内部的高温环境下保 持稳定性，不易变形或产生有害气体。
汽车车身非金属材料的应用
车用玻璃的安装
粘接：基于这种玻璃的类型，可以利用 聚氨酯密封胶将玻 璃直接固定到车身上。 为改善车身和玻璃之间的粘结效 果，同 时提高车窗开口部位的刚性与密封性， 需在粘结 部位上涂以玻璃用底层和车身 底涂层，这种玻璃安装方 式具有安全方 面的优点，当玻璃在受到冲击时，不易 偏 离原位，它的另一个优点是，其反射 表面效应可以减少 风噪声。前车窗、后 车窗（包括背门）以及角窗（不含 开启 ／关闭型）宜于采用此类粘结型玻璃。
车用玻璃
憎水玻璃：在普通玻璃上涂一层硅有机化合物薄膜（憎水膜）， 憎水玻璃可以控制水滴在玻璃上的接触角使雨水快速分散，改 善司机在雨天的能见度。 防尘玻璃：车用防尘玻璃具有电离尘埃的功能，不论是地面尘 土飞扬，还是空中飞沙走石，车窗玻璃始终可保持一尘不染， 它也是越野爬山车的专用玻璃。 太阳能反射膜玻璃：一种电子控制的玻璃，夏天它能滤去紫外 线，只有阳光中的可见光能够透人车内，以保持车内空气凉爽， 冬天它能将太阳能充分利用，使车内温度士曾加。
2．橡胶的基本组成 橡胶是以生胶为原料，加入适量的配合剂， 经硫化工艺处理以后得到的一种生产原材料。 3．常用橡胶材料的品种、性能及一般用途 4．橡胶制品在汽车上的应用
三、摩擦材料
汽车用摩擦材料，是汽车上的消耗性材料之一，主要起到传递 动力、制动减速、停车制动等作用，是汽车制动系统与行车系统的 重要组成部分。 1．汽车用摩擦材料的性能要求 对于汽车用摩擦材料，主要有以下几方面的性能要求
汽车用密封胶
汽车用密封胶密封胶粘接和密封汽车的双重作用，是解决三 漏的有效措施。密封胶在汽车生产中可简化工艺，节省材料， 增强构件强度，尤其在防震隔热、防腐、防锈、防漏、防松、 降低噪音、减轻自重、舒适安全等方面有特殊作用，已成为 现代汽车生产中必不可少的材料。
化学知识在车辆工程上的应用
论化学知识在车辆工程中的应用人类生活中的方方面面都离不开化学，我们所学的车辆工程与化学也有着密不可分的关系。
众所周知，汽车的主要部分包括底盘、车身、发动机和电器设备。
这其中，汽车车身、底盘与金属和非金属材料的选择与应用关系密切；汽车发动机及燃料系统与能源的使用和利用以及污染物的减排联系紧密；此外，汽车作为日常使用的工具其防锈工作也离不开化学知识的应用。
一、汽车车身、底盘与金属和非金属材料的选择与应用汽车的安全和牢固至关重要，因此在汽车的发展历程中，车身和底盘所选择的材料一直以钢材为主，逐渐应用各种新型高强度钢材料来增加汽车安全性能，提升汽车防撞击能力，甚至减少汽车在行驶过程中受沙石擦碰的影响。
为了适当减轻车身重量从而提升车辆行驶性能，很多兼具高强度，高稳定性，低密度的材料如镁、铝以及其合金材料和新型复合材料都开始应用到汽车的车身和底盘制造之中。
二、汽车燃料系统与能源使用以及污染物的减排现在的汽车大部分还是以汽油或煤油作为动力来源，这些燃料在燃烧过程中会向空气中排放出大量CO、NO X、含铅化合物等有毒有害物质，同时，伴随着工业的发展石油资源日渐匮乏，人们必须改良现有燃料或者选择其他的替代能源来减少汽油、煤油所造成的污染并满足能源需要。
借助于化学研究的成果，无铅汽油的出现大大减少了含铅化合物的排放，随着乙醇汽油、氢能源、燃料电池等新型能源的逐步推广应用，汽车对空气所造成的污染也在逐渐减少。
三、汽车的防锈汽车作为日常使用的工具其美观方面的考虑也不容忽视。
这当中最突出的问题就是汽车如何防锈。
汽车车身所采用的镀锌钢板就是利用到了化学当中的原电池原理，采用牺牲阳极的阴极保护法提高车身抗锈抗腐蚀能力。
此外车身烤漆也是通过在汽车外壳表面喷漆来防止汽车外壳被空气中的酸性物质和灰尘侵蚀，从而达到汽车防锈的目的，延续汽车外壳寿命，保证汽车美观。
总之，化学这门学科在车辆工程中应用广泛，对汽车的研发、制造和改良有极大的作用，是一门极其重要的学科。
汽车材料是什么
汽车材料是什么汽车材料是制造汽车所使用的各种材料的总称，其种类繁多，包括金属材料、非金属材料、合成材料等。
金属材料是汽车制造中最常用的材料之一。
其中，钢板是最主要的金属材料，用于制造汽车车身及结构件。
钢材具有高强度、良好的可加工性和成形性，耐腐蚀性良好，且价格相对较低，因此被广泛应用。
除了钢材之外，铝合金也是常用的金属材料。
铝合金相比于钢材更轻，有助于减轻汽车整体重量，提高燃油经济性。
此外，铜、镁、钛等金属材料也被用于制造特定的零部件。
非金属材料是指不含金属元素的材料。
常见的非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃纤维等。
塑料在汽车制造中的应用越来越广泛，既可以用于内饰件制造，如仪表板、门板等，也可以用于外观零部件，如保险杠、车灯框等。
橡胶则主要用于制造轮胎，具有良好的弹性和抗磨损性能。
玻璃纤维则常用于制造车身的增强材料，提高车身的强度和抗冲击性能。
合成材料是一种结合了金属材料和非金属材料优点的新材料。
最常见的合成材料就是复合材料，包括碳纤维复合材料和玻璃纤维复合材料。
碳纤维具有高强度、轻质、耐腐蚀等优点，在制造汽车中常用于轻量化设计，提高车辆的性能和燃油经济性。
玻璃纤维复合材料则常用于车身的制造，具有较高的强度和刚度，同时具备良好的抗腐蚀性和吸能性能。
除了上述的主要材料外，还有一些其他的材料也在汽车制造中得到应用，如橡胶密封件、塑料粘合剂、涂料等。
这些材料虽然使用量较小，但对于汽车的性能和质量同样至关重要。
总之，汽车材料的选择能够直接影响汽车的性能、重量、安全性等方面。
随着技术的进步，新型材料的应用也越来越多，将不断推动汽车制造业的发展，实现更高效、更环保、更安全的汽车。
复合材料在现代汽车工业中的应用与发展.pptx
1.1 什么是复合材料？
再生树脂复合材料
第五代复合材料战机
复合材料电缆支架
verton复合材 料
pvd复合材料
印度复合材料 武装直升机
1.1 什么是复合材料？
复合材料的应用
①航空航天领域 可用于制造飞机机翼和前机身、卫星 天线及其支撑结构、太阳能电池翼和外壳、大型运载 火箭的 壳体、发动机壳体、航天飞机结构件等。 ②汽车工业 可用于制造汽车车身、受力构件、传动轴、 发动机架及其内部构件。 ③化工、纺织和机械制造领域 可用于制造化工设备、 纺织机、造纸机、复印机、高速机床、精密仪器等 ④医学领域 可用于制造医用X光机和矫形支架等。也 用作生物医学材料。此外，还用于制造体育运动器件 和用作建筑材料等。
不足之处：模具制造复杂，投 资较大。
1.3 复合材料著名生产企业
1麦格纳：加拿大汽车供应
商Magna公司与加拿大政府的 研发组织——国家研究委员会 （简称NRC）于2009年底结 成伙伴关系，旨在支持加拿大 汽车工业研发安全、经济、环 境友好和燃料效率高的“新一 代”车辆。双方将在加拿大安 大略省康科德创建一个 Magna-NRC复合材料优胜中 心，重点研发热塑性复合材料 汽车零部件。
图1 手糊成型工艺示意图
缺点：生产效率低，生产周期长，工作环境 差。生产的汽车零部件的质量往往不够稳定
图2 手糊成型工艺流 程
喷射成型
将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分 别从喷枪两侧喷出，同时将切断的玻 纤由喷枪中心喷出，使其与树脂在空 间均匀混合后沉积到模具上。沉积到 一定厚度时，用压辊滚压使纤维浸透 树脂，排除气泡，经常温固化后成型 为汽车复合材料制品。也被称为“半 机械手糊成型工艺” 缺点:产品的均匀度取决于操作人员的 熟练程度；制品强度较低；阴模成型 比阳模成型难度大，小型制品比大型 制品生产难度大；生产现场工作环境 恶劣，环境污染程度一般均大于其他 的工艺方法。
汽车材料教学课件第四版第八章非金属材料及复合材料及其在汽车上的应用
3. 增强材料 增强材料主要用来提高橡胶的力学性能，如强度、硬度、耐磨性和刚性等。
36
二、橡胶的分类
1. 按原料来源分类 橡胶的种类很多，按其原料来源不同，橡胶分为天然橡胶、合成橡胶和再生橡胶 三大类。 （1）天然橡胶天然橡胶是指以天然生胶制成的橡胶材料。天然橡胶是一种综合 性能优良的高弹性物质，大量用于制造各类轮胎以及各种胶带、胶管等橡胶制品。
5
6
一、汽车塑料件
汽车塑料零部件主要有三类：内饰件、外饰件和功能件。内饰件主要有仪表板、 车门内饰板、座椅、车厢内饰等。外饰件除要求具有内饰件的功能外，还要求强度 高、韧性好、耐环境条件及耐冲击性能好，主要有前后保险杠、挡泥板等。塑料材 料的前保险杠如下图所示，保险杠饰板和泡沫塑料碰撞吸能器可吸收车速低于 4 km/h时的轻微碰撞力，这些部件碰撞后会自动恢复原样。
37
（2）合成橡胶 合成橡胶是指以合成生胶制成的橡胶材料。合成橡胶品种繁多，通常分为通用合 成橡胶和特种合成橡胶。通用合成橡胶是汽车工业的重要材料，常用的有氯丁橡胶、 丁苯橡胶、顺丁橡胶等。
38
（3）再生橡胶 再生橡胶是利用废旧橡胶制品经再加工而成的橡胶材料。再生橡胶强度较低，但 有良好的耐老化性，且加工方便，价格低廉。汽车上常用于制造橡胶地毡、各种封 口胶条等。
39
2. 按性能和用途分类 橡胶按其性能和用途不同，分为通用橡胶和特种橡胶两大类。 （1）通用橡胶通用橡胶是指产量大、应用广，在使用上没有特殊性能要求的橡 胶，如天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶等。汽车上使用的一般都是通用 橡胶。 （2）特种橡胶特种橡胶是指具有耐热、耐寒、耐油和耐化学腐蚀等特殊性能的 橡胶。主要用于在特殊环境下工作的零件，如硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶等。
金属与非金属材料对汽车轻量化的影响
金属与非金属材料对汽车轻量化的影响随着汽车工业的发展，轻量化已经成为了一个热门话题，尤其是在环保、能源消耗等方面越来越受到重视。
金属和非金属材料都在汽车轻量化中发挥着重要的作用，但对于不同材料在汽车轻量化中的影响，我们需要进行深入探讨。
一、金属材料对汽车轻量化的影响金属作为传统的汽车材料，现在仍然占据着大量的比例。
首先，汽车中大量使用的钢材质轮辋等部件占据了汽车重量的大部分，而各种高强度钢在保证强度的同时又可以实现轻量化的效果。
此外，微合金化、热压铸造等技术的出现进一步提高了钢材的强度，使得更轻薄的钢材使用在汽车上也可以有足够的负荷承受能力。
然而，随着汽车轻量化的发展，只依靠传统的钢材会越来越难以满足需求，因此，新型金属材料也开始应用于汽车制造中。
例如，铝合金、镁合金、钛合金等。
这些金属材料的特点是轻量化，腐蚀性小，强度高等，对于提高汽车的耐久性和减少能源消耗都有很大的帮助。
但是，这些高新材料的生产成本较高，难以普及。
二、非金属材料对汽车轻量化的影响非金属材料在汽车制造中同样发挥着重要的作用。
最为典型的例子就是碳纤维材料。
由于碳纤维材料的重量轻，强度高，所以在超级跑车、赛车等领域得到了广泛的应用。
同时，聚合物材料、陶瓷材料等也在汽车轻量化中得到了一定的应用。
聚合物材料的特点是质地轻，不易生锈，加工方便等，陶瓷材料则是可以在高温高压的环境下使用。
但是，非金属材料的应用仍存在许多技术难题。
首先，它们无法与金属材料一样承受大量的压力与重量。
其次，非金属材料在生产过程中需要较高的精确度和成本，这也是制约非金属材料大规模应用的问题之一。
三、结论根据上述分析可以得出结论，金属材料和非金属材料都对汽车轻量化有益，但各自存在一定的问题。
传统金属材料强度相对较低，大块头又重，新型金属材料则成本相对高昂，难以普及。
非金属材料虽然具有轻量化、高强度、不生锈等优点，但在大规模应用时仍然存在成本和技术的问题。
因此，逐渐将这些材料普及化并应用于汽车制造中，是汽车工业未来实现轻量化的一个重要方向。
汽车常用金属材料和非金属材料
塑料和玻璃作为现代 生活中的必需品，在汽 车上的应用也十分广泛。 当车上的玻璃件和塑料 件破损后，修理人员怎 样鉴别、选配车用塑料 和玻璃的呢？
车 窗 玻 璃
车身塑料件
32
四、橡胶的性能
塑料是一种以有机合成树脂为主要组成的 高分子材料，它通常可在加热、加压条件下被 塑造或固化成型，得到所需要的固体制品，故 称为塑料。塑料的主要成分是有机合成树脂， 也可加入各种增强材料、填料、增塑剂、固化 剂、稳定剂、着色剂和阻燃剂等。
车用胶带的常用胶种有NBR和CR等。
30
三、橡胶在汽车上的应用
5、减振块 减振块主要用在汽车发动机、底盘等部
件上，用来防止和降低汽车行驶中的振动和 噪声。减振块按其材料的组合形式可分为纯 橡胶制品、塑料-橡胶复合制品及金属-橡胶 复合制品。
制造减振块的材料有天然橡胶、氯丁橡 胶，聚氨酯橡胶、丁腈橡胶等。
-
性，耐化学腐蚀性好
50～110 70～107
塑料中密度最小，耐热性好，有优良的电绝缘性，无毒 坚韧、质硬、刚性好，具有较好的综合性能，称为“塑料合金”
80～182 能承受载荷的热塑性塑料
34
四、橡胶的性能
常用塑料 （代号）
变形温度
聚甲基丙烯 酸甲酯 （PMMA）
70～98
聚甲醛（POM）
-
聚碳酸酯 （PC）
硬铝合金又称杜拉铝，基本上是Al-Cu-Mg 合金，还含有少量的Mn，硬铝合金强度高， 且可以进行时效强化，耐热性较好；但抗蚀 性差，常在其表面包一层纯铝以改善其抗蚀 性。
8
一、常用铝合金 3、超硬铝合金
超硬铝合金是Al-Cu-Mg-Zn合金。这类合 金是目前强度最高的铝合金，故称超硬铝。 缺点是高温强度、冲压性较差，抗蚀性很差， 可采取提高人工时效温度或包铝的方法来改 善。主要用作制造飞机结构中的重要材料。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(2) 添加剂 加入添加剂是为了改善塑料的性能, 以扩大其使用范围。 它包括填料、增强材料、固化剂、增塑剂、稳定剂、润滑 剂、抗静电剂、阻燃剂和着色剂等。 例如, 保险杠要采用有较高机械强度的工程塑料, 而坐 垫和靠背要采用柔软的泡沫塑料。
轮胎的尺寸代码
§4—3玻璃
1．了解车用玻璃的种类、性能及主要用途。 2．掌握玻璃在汽车上的位置和车用玻璃产品的 鉴别方法。
玻璃是由石英砂等硅酸盐矿物材料经过配料、熔制而 成的非金属材料。汽车玻璃主要用做车窗和挡风玻璃等。
普通平板玻璃强度低，破碎后容易伤人；汽车玻璃由 于采用钢化玻璃和夹层设计，即使破碎也不会产生尖锐的 棱角。
二、橡胶的基本性能
三、橡胶在汽车上的应用
汽车常用橡胶的种类、特性及应用
19
四、汽车轮胎
1．汽车轮胎的结构特点
充气轮胎的组成 1—外胎2—内胎3—垫带
外胎的结构 20
2．汽车轮胎的分类
轮胎按组成的不同，可分为有内胎轮胎和无内胎轮胎； 按结构可分为子午线轮胎和斜交轮胎； 按花纹分类可分为条形花纹轮胎、横向花纹轮胎、混合 花纹轮胎、越野花纹轮胎； 按汽车种类分类分PC-轿车轮胎；LT-轻型载货汽车轮胎； TB-载货汽车及大客车轮胎；AG-农用车轮胎；OTR-工程 车轮胎；ID-工业用车轮胎；AC-飞机轮胎；MC-摩托车轮
合成橡胶是以石油、天然气和煤等为原料，通过化学合 成的方法获得。
（2）配合剂 配合剂是为了提高和改善橡胶制品性能，扩大使用范围 而加入的化学组分，主要有硫化剂、硫化促进剂、补强剂、 软化剂和防老化剂等。
15
2．橡胶的分类
橡胶的种类很多，按其原料来源不同，橡胶分为天然橡 胶、合成橡胶和再生橡胶三大类。
二、塑料的主要特性
三、塑料在汽车上的应用
常用塑料的主要特性及其在汽车上的应用
§4—2橡胶
1．了解车用橡胶的品种及性能特点。 2．掌握橡胶制品在汽车上的应用。 3．掌握汽车轮胎的类型和结构特点。
12
橡胶在汽车工业中的应用十分广泛, 许多汽车零部件,如轮 胎、胶带、制动皮碗、胶管和缓冲垫等, 都是由橡胶制造的。
（4）轮胎的负荷指数 轮胎的负荷指数是把轮胎所能承受的最大负荷以代号 的形式表示，来表征轮胎承受负荷的能力。 （5）轮胎的速度等级符号 许用车速表示对车辆速度的极限限制，超过许用车速 可能会引起爆胎。速度级别越高，轮胎设计及对材料的要 求也就越高。
4．轮胎规格表示实例
195 表 示 轮 胎 的 宽 度 为 195 mm；65表示轮胎的断面高度 与宽度的百分比（即轮胎的 扁平比）为65%，“R” 表示 是 子 午 线 轮 胎 ； 15 表 示 轮 辋 的 直 径 为 15 英 寸 ； 91 表 示 负 荷指数；V则表示轮胎的许用 车速等级，为240 km/h。
常见汽车橡胶制品 a）轮胎b）胶带c）制动皮碗d）制动胶管e）各类胶套、胶垫
一、橡胶的组成和分类
1．橡胶的组成
橡胶是以生胶为主要原料，加入适量配合剂，经硫化处 理后得到的一种材料。
（1）生胶 按其来源不同，生胶分为天然橡胶和合成橡胶两大类。 天然橡胶是从橡胶树上采集的胶乳，经凝固、干燥、混 炼加工而成的高弹性材料。
非金属材料、复合材料及其在 汽车上的应用
§4—1塑料 §4—2橡胶 §4—3玻璃 §4—4陶瓷 §4—5复合材料 §4—6胶黏剂 §4—7石棉及其他非金属材料
在汽车制造中，除使用金属材料外，还广泛使用非金属材料，如 汽车灯罩、仪表板壳、转向盘、坐垫、挡风玻璃、轮胎、传动带、连 接软管、各类油封、接口垫等都是由各种非金属材料制成的。
7
2．塑料的分类
按成形工艺性能可分为热塑性塑料和热固性塑料。 （1）热塑性塑料 热塑性塑料是指受热时软化、冷却后变硬，再加热又软 化，冷却又变硬，可反复多次加热塑制的塑料。 （2）热固性塑料 热固性塑料是指经一次固化后，不再受热软化，只能塑 制一次的塑料。
塑料按使用特性可分为通用塑料、工程塑料和特种塑料。 （1）通用塑料 通用塑料是指用于日常用品、绝缘材料等的塑料。 （2）工程塑料 工程塑料是指用于工程构件和机械零件的塑料。 （3）特种塑料 特种塑料一般是指具有特种功能的塑料。
前保险杠 1—带有变形元件的保险杠托架2—碰撞吸能器3—制动器导风管 4—车前盖密封条5—保险杠饰板侧托架6—保险杠侧衬垫7—保险杠饰板 8—侧冷风格栅9—制动器导风管饰板10—唇形缓冲条11—中部冷风格栅
塑料在轿车上的应用
一、塑料的组成和分类
1．塑料的组成
塑料是以合成树脂为基体, 并加入某些添加剂而制成的高 分子材料。
21
3．汽，一般由六部分组 成：“轮胎宽度 （mm）+轮胎断面的 扁平比（%）+轮胎 类型代号+轮辋直径 （英寸）+负荷指数+
轮胎的规格
（1）轮胎宽度 轮胎宽度是影响整车油耗表现的一个因素。 （2）轮胎扁平比 轮胎扁平比是影响车辆对路面的反应灵敏度的主要因 素。 （3）轮胎的类型代号 轮 胎 类 型 代 号 常 见 的 表 示 有 ： “ X” 表 示 高 压 胎 ， “R”“Z”表示子午胎，“—”表示低压胎。
非金属材料的种类很多，这里主要介绍塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、 复合材料、胶黏剂、石棉等非金属材料的基本知识，以及它们在汽车 上的应用。
§4—1塑料
1．了解汽车塑料的种类和性能。 2．掌握塑料制品在汽车上的应用。 3．掌握汽车上塑料件的正确选配和鉴别方法。
汽车塑料零部件主要有三类：内饰件、外饰件和功能件。
天然橡胶是指以天然生胶制成的橡胶材料。 合成橡胶是指以合成生胶制成的橡胶材料。 再生橡胶是利用废旧橡胶制品经再加工而成的橡胶材料。
橡胶按其性能和用途不同，分为通用橡胶和特种橡胶两 大类。
通用橡胶是指产量大、应用广，在使用上没有特殊性能 要求的橡胶。汽车上使用的一般都是通用橡胶。
特种橡胶是指具有耐热、耐寒、耐油和耐化学腐蚀等特 殊性能的橡胶。主要用于在特殊环境下工作的零件。