汽車應用

　　隨著現代科學技術的發展，具有輕質、高強度、耐腐蝕、易合成型等優點的非金屬材料越來越多的取代傳統的金屬材料，在汽車上得到了應用。在汽車工業中非金屬材料有塑料、橡膠、摩擦材料、涂料、膠黏劑、復合材料、玻璃、紡織材料、密封材料及潤滑油等。其中汽車用復合材料在汽車工業中越來越得到廣泛的重視和應用，而且有著一定的市場開發前景。
 

　　車用復合材料的特點

　　一般稱為復合材料的是由纖維等增強材料與基底（母體）等2種或2種以上性質不同的材料，通過各種工藝手段組合而成。它與纖維增強塑料（FRP）、纖維增強金屬（FRM）、金屬-塑料層疊材料等相當，具有質量輕、強度高、剛度好的特點，這些復合材料在汽車零部件上應用很盛行。

　　復合材料是并向異性的非均質材料，與其他材料相比有以下突出特點：

　　1）比強度與比模量高。比強度、比模量是指材料的強度和模量與密度之比，比強度越高，零件自重越小；比模量越高，零件的剛性越大。因此對高速運轉的結構件或需減輕自重的運輸工具具有重要意義。

　　2）纖維增強復合材料中的纖維與基體間的界面能夠有效地阻止疲勞裂紋的擴展，外加載荷由增強纖維承擔。大多數金屬材料的疲勞強度極限是其拉伸強度的30%~50%,而復合材料則可達到60%~80%.

　　3）在熱塑性塑料中摻入少量的短切碳纖維可大大地提高它的耐磨性，其增加的倍數可為原來的好幾倍。如聚氯乙烯以碳纖維增強后為其本身的3.8倍，聚四氟乙烯為其本身的3倍；聚丙烯為其本身的2.5倍；聚酰胺為其本身的1.2倍；聚酯為其本身的2倍。選用適當塑料與鋼板復合可作耐磨物件，如軸承材料等。用聚四氟乙烯（或聚甲醛）為表層、多孔青銅和鋼板為里層的三層復合材料，可制成滑動軸承的良好材料。

　　4）化學穩定性優良。纖維增強酚醛塑料可長期在含氯離子的酸性介質中使用，用玻璃纖維增強塑料，可制造耐強酸、鹽、酯和某些溶劑的化工管道、泵、閥及容器等設備。如用耐堿纖維與塑料復合，還能在強堿介質中使用。耐堿纖維可用來取代鋼筋與水泥復合。

　　5）耐高溫燒蝕性好。纖維增強復合材料中，除玻璃纖維軟化點較低（700~900℃）外，其他纖維的熔點（或軟化點）一般都在2000℃以上，用這些纖維與金屬基體組成的復合材料，高溫下強度和模量均有提高。例如：用碳纖維或硼纖維增強后，400℃時強度和模量基本可保持室溫下水平。同樣用碳纖維增強金屬鎳，不僅密度下降，而且高溫性能也提高。由于玻璃鋼具有極低的導熱系數，可瞬時耐超高溫，故可做耐燒蝕材料。

　　6）工藝性與可設計性好。調整增強材料的形狀、排布及含量，可滿足構件強度和剛度等性能要求，且材料與構件可一次成型，減少了零部件、緊固件和接頭數目，材料利用率大大提高。

責任編輯：曾祥偉

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