纳米材料在汽车中的应用PPT课件( 26页)

5 纳米燃油装置
2004 年7 月, 我国专家成功研制出具有世界先进 水平的EPS 纳米燃油装置。经中、美两国国家级 研究院核物理中心散射技术分别反复测定,发现普 通燃油内含大于300nm的分子团粒,经EPS 分解后, 均成为小于3nm的纳米级燃油。这个结论权威地 证实纳米燃油能充分燃烧的机理。该成果在我驻 港部队的车辆和西部汽车集结赛等得到证实。安 装EPS 的车辆供给发动机的是优质高效环保的纳 米燃油, 其尾气排放降低50 %～90 % , 更感觉动 力增强、噪音降低,节油达15 %～30 %以上, 少数 油耗高的车型节油高达41 %。3～5 万里后能有 效抑制积炭生成, 清洁燃烧室, 使发动机的寿命明 显延长。
武汉大学化学与分子科学院在纳米二氧化钛的研究方面取得了突破。采 用武汉大学专利技术生产纳米级二氧化钛,其成本只有国外成本的1/ 4 左 右。日本已在高速公路两侧和隧道内设置涂覆了纳米级二氧化钛的光催 化板, 用以除氮氧化物,防汽车尾气。目前,世界上仅有少数几家公司能够 生产纳米级二氧化钛。
汽车尾气排放管
3 碳纳米材料
碳纳米管又名巴基管, 是一种具有独特结构的一维量子材 料,具有独特的电子结构和物理化学性质。它可以在较低 的气压下存储大量的氢元素,利用这种方法制成的燃料不 但安全性能高,而且清洁,在汽车工业将会有广阔的应用前 景。我国科学家合成一种高质量的碳纳米管材料, 使我国 新型储氢材料研究一举跃入世界先进行列。此种新材料能
2004 年5 月,美国通用汽车和蒙特北美公司
成功开发出新一代纳米塑料材料——聚烯
烃热塑性弹性体。它是一种高性能聚
烯烃品, 在常温下成橡胶弹性, 具有密度小、 弯曲大、低温抗冲击性能高、易加工、可 重复使用等特点。其在车内应用的最大潜 在市场是取代聚氯乙烯应用于大型配件,与 聚氯乙烯相比, 除了可回收外, 还有长期耐 紫外线、色泽稳定、质量较轻等优点。
7 纳米乳化剂
纳米乳化剂是应用高科技的纳米粒子的独特物化 性能, 配以化工原料制作的。它将纳米粒子、有 机胶体加入去离子蒸馏水混合、碾压搅拌,并加 氧化剂、防腐剂搅拌制成燃油纳米节能素,用此 产品调制的燃油稳定性好、节油率高达10 %～ 25 % ,在加水20 %的情况下,其燃烧值不变,炉膛 不腐蚀、不结胶,燃烧充分, 大大地减少了对环境 的污染, 开创了燃油乳化技术的先河。目前我国 已经研制出一种用纳米技术制造的乳化剂, 以一 定比例加入汽油后, 可使像桑塔纳一类的轿车降 低10 %左右的耗油量。
6 纳米尾气净化催化剂
纳米粒子具有更强的催化性能。把汽车尾气净化剂中的常规稀土化合物 换以稀土纳米粒子后,能够提高尾气中的一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化 物的转化率。最新研究成果表明,复合稀土化物的纳米级粉体有极强的氧 化还原性能,这是其他任何汽车尾气净化催化剂所不能比拟的。它的应用 可以彻底解决汽车尾气中一氧化碳和氮氧化物的污染问题。而更新一代 的纳米催化剂, 将在汽车发动机气缸里发挥催化作用, 使汽油在燃烧时就 不产生一氧化碳和氮氧化物,也就无需进行尾气净化处理了。
储存和凝聚大量的氢气,并可做成燃料电池驱动汽车。
碳纳米管比钢要坚硬得多,比碳素纤维结实10 倍。碳素纤 维在汽车车身生产中应用非常广泛, 是汽车中的高档材料, 原来只在赛车上应用,现在也只停留在高档车上。假如碳 纳米管的生产成本降到一个比较合理的水平,就能在汽车 应用领域中大显神威。
4纳纳米复米合汽氧车化锆发是动目前机最材成料功应用在工业
上的纳米材料之一, 海赛(天津) 公司拥有4 条生产线, 年产复合氧化锆能力为1200t。 纳米复合锆系列材料显著地提高了材料的 耐高温性能和导氧及储氧功能,被广泛应用 在欧美市场上最新汽车发动机及尾气排放 控制系统中。以纳米锆材料为基础开发出 的催化剂材料在催化性能及反应器微型化 方面同样达到了国际先进水平。
业内专家预测,在未来20 年内,纳米级复 合材料配件将大量取代现有的车用塑料
制品。在汽车外装件中,主要用于保 险杆、散热器、底盘、车身外板、 车轮护罩、活动车顶及其它保护胶 条、挡风胶条等; 在内饰件中, 主要 用于仪表板和内饰板、安全气囊材 料等。
2 轮胎纳米橡胶材料
汽车用橡胶材料以轮胎的用量最大。 在轮胎橡胶生产中,橡胶助剂大部分 成粉体状。以粉体状物质而言,纳米 化是现阶段的主要发展趋势。目前世 界上著名的轮胎制造厂均逐渐用白炭 黑来代替炭黑制造绿色轮胎和节能轮 胎。新一代纳米技术已成功运用其它 纳米粒子作为助剂, 而不再局限于使 用炭黑或白炭黑,最大的改变是轮胎 的颜色已不再仅限于黑色,而能有多 样化的色彩。另外无论在强度、耐磨 性或抗老化等性能上, 新的纳米轮胎 均较传统轮胎优越, 例如轮胎侧面胶 的抗裂痕性能将由10 万次提高到50 万次。
1 纳米车用塑料
纳米塑料可以改变传统塑料的特性, 呈现 出强度高、耐热性强、比重更小等优异物 理性能以及良好的透明度和较高的光泽度。 吸引汽车业的纳米功能塑料有阻燃塑料、 增强塑料、抗紫外线老化塑料、抗菌塑料 等。
2003 年12 月, 中国科学院化学所工程塑料国家重点 实验室成功利用插层复合技术, 将我国丰产的一种天 然纳米材料———蒙脱土均匀分散到聚合物中,从而 形成纳米塑料。目前应用于汽车的纳米塑料产量最
纳米材料
在中
的应用
汽车
主讲人：应化全部,比 如车身、底盘、内装、轮胎、传动系统、
排气系统等均可因纳米技术的应用而产生 不同的功能特性; 纳米技术在汽车材料上 的广泛应用, 将使发动机产生质的飞跃; 汽 车轮胎变得五颜六色; 汽车尾气排放将进 一步改善。
大的是纳米尼龙, 占绝对主导地位,其次是纳米聚
烯烃。另外,还有纳米聚酯、纳米紫外固化丙烯酸酯 树脂、纳米聚酰亚胺、纳米聚甲醛等。它们具有良 好的耐热性和力学性能。美国通用汽车( GM) 公司 开发出第一个纳米聚烯烃部件,该公司与树脂生产厂 Basell 公司、粘土生产厂Southern 粘土产品公司三 家经过4 年合作开发的聚丙烯纳米复合材料用于汽 车上车踏板。纳米粘土含量2 %～3 % ,可取代20 %～30 %滑石填充聚丙烯,而且轻20 % ,收缩率更小, 低温韧性更佳; 纳米聚丙烯刚性高, 可减薄制品厚度 因而缩短成型时间, 从两个方面降低制品成本。