新型汽车材料

新材料在汽车上的应用学习内容

1 复合材料

2 发汗材料

3 形状记忆合金

4 超塑性合金

5 超导材料

6 太阳能材料

1 复合材料

在传统汽车上，只有1%的汽油用于运送乘客，其余都用于驱动汽车本身运动。

方案：提高燃油效率+减轻汽车自重

1.1什么是复合材料？

两点特征：

复合材料是多相体系（由两种或两种以上的不同物质组成）；

它们的组合必须具有复合效果（即复合材料比单一组成的材料具有更好的综合性能），从而实现强－强联合。

天然复合材料：竹子、木材，贝壳、骨骼、肌肉等

1.4 复合材料的特性

1）比强度、比模量高

几种典型材料的比强度、比模量对照图

2）抗疲劳性能好

多数金属材料的疲劳极限只有其抗拉强度的40 ～50%，而碳纤维/树脂复合材料则可达到70 ~ 80%。

3）减振性能好

4）使用安全性高

5)耐热性能好

6）性能具有可设计性

复合材料在汽车上应用

国外Lotus、GM、Citroen等著名汽车制造厂商都投入大量人力、物力开展复合材料技术在汽车上的应用研究,复合材料在汽车上的应用包括外装件以及承力结构部件,近年来高性能复合材料汽车板簧、驱动轴及全复合材料车身等技术也研究成功并投入应用。

福特公司所做的研究表明,复合材料可以将零部件的数量减为原来的80%,加工费用相对钢材降低60%,粘结费用相对焊接减少25%到40%。

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,而用复合材料只需7个零件。

Audi 乘用车多功能支架、仪表板托架、座椅骨架、发动机护板、蓄电池托架均改用玻璃钢制造。

汽车板簧刹车盘

保险杠

塑料进气歧管是近几年发展起来的新技术,与铝合金铸造的进气歧管相比,具有重量轻、内表面光滑、减震隔热等优点,因此在国外汽车上得到广泛应用

材料：全部是玻纤增强PA66或PA6

工艺：主要采用熔芯法或振动摩擦焊法

2 发汗材料

火箭尾喷管喉衬，3000度以上高温、气速1000m/s、经受固体颗粒冲刷

先将高熔点金属（钨：熔点3410℃）制成骨架，再渗入低熔点金属（铜：熔点1083℃、沸点2595℃），制备成复合材料。使用时利用铜的熔化与汽化带走大量的热，使尾喷管喉衬的温度维持在钨骨架所能够承受的温度之下。

3 形状记忆合金

当温度、受力、受热及电压等影响时，形状、强度及刚性等发生变化时，合金材料的形状会发生改变。通用汽车利用形状记忆合金实现可动把手、格删、气坝。

这类合金存在着一对可逆转变的晶体结构。如含有Ti和Ni各为50％的记忆合金，有两种晶体结构，一种是菱形的，另一种是立方体的，这两种晶体结构相互转变的温度是一定的。高于这一温度，它会由菱形结构转变为立方体结构；低于这一温度，又由立方体结构转变为菱形结构。晶体结构类型改变了，它的形状也就随之改变。

铜-锌、金-镉、镍-铝约20种合金，其中“记忆力”最好的是NTi合金.

4 超塑性材料