汽車技術的發展與用戶需求的提升，有效地促進了汽車行業的整體發展，促使當今汽車行業不僅需要向著更豪華和舒適方向努力，并且汽車行業向著更加輕量化的方向發展已成為大勢所趨，這一發展趨勢最大的助力便來自于新材料在汽車行業中的應用。從近幾年新材料在汽車行業的應用研究可以看出，國內外主要汽車廠商在材料的使用上主要分為三個方面，分別是：使用輕質合金作為汽車零部件材料；在汽車車身中使用高強度鋼；使用碳纖維以及熱塑性材料等新材料?？萍嫉陌l展帶來了質量更輕、更堅固的新型材料，這些材料被廣泛的應用于汽車當中，既保障了汽車的安全性，也降低了車身的質量，而且節約成本。

    1輕質合金在汽車行業的應用進展

    1.1鎂合金材料在汽車行業的應用進展

    目前各大汽車廠商所使用的鎂合金可分為AZ系列、AM系列、AS系統以及AE系列。現如今的鎂合金在汽車中的應用主要是針對零部件的殼體，使鎂合金所構成的零部件能夠耐溫達到200℃左右，不過目前所生產的鎂合金還遠未達到這一高度，而能夠達到這一要求的稀土合金往往價格較高，很難應用到汽車中，因此，由鎂-稀土所構成的合金成為當今應用的主流產品。

    現如今國內外對鎂合金的研究成果十分豐富。早在2006年時，德國戴姆勒-克萊斯勒公司就推出了一輛由鎂合金構成車頂的概念車，在這輛車中大量的使用鎂合金從而使其質量比同級別車降低20%,這一概念車的推出有效的證明了汽車的減重與安全性保障是可以同時保證的。

    在最近這十年時間內，汽車行業對鎂合金的使用情況飛速提升，每年的增速都是10%左右，這些鎂材料主要應用在汽車中的零部件與內飾部分，在今后的十年內，鎂材料在汽車行業中的應用會繼續保持10%左右的增長速度。在今后的發展應用中，鎂合金應當向合金的優化、減輕腐蝕、創新生產工藝等方向發展，以達到汽車中更多零部件都能夠使用的目的。

    1.2鋁合金材料在汽車行業的應用進展

    鋁合金材料在汽車行業中的應用，其主要的優勢有5點：其一，使用鋁合金材料的新型車整車比使用傳統材料的整車質量能降低三到四成；其二，整車安全性更高，具有較高的安全系數；其三，和同級別采用傳統材料的汽車相比，能耗減少一半左右；其四，鋁合金材料能夠被重新利用，有效的節約了資源浪費；其五，使用鋁合金新材料的汽車在污染物的排放上明顯降低。因此，加快對鋁合金材料的研究，促進汽車行業更多的使用鋁合金材料是十分必要的。

    鋁合金自身具有很多的優點，比如密度小、比強度和比剛度高、彈性好、抗沖擊性能良好、耐腐蝕、耐磨、高導電、高導熱、易表面著色、良好的加工成型性以及高的回收再生性等[2]。這些優點使得鋁合金材料被業內一致認為是“希望金屬”。

    隨著鋁合金材料在汽車車身的應用越來越廣泛，在今后的發展過程中，應當努力提高創新能力，在降低鋁成本的同時提高生產效率。比如在汽車車身方面，由于車身線形較多，十分復雜，再加上車身所需要承受的阻力較大，所以在應用鋁合金材料時，對鋁合金材料的要求較高，這也是今后鋁合金材料發展的重要方向之一。主要體現在：其一，由鋁合金材料所構成的車身應當具有較高的強度與剛度；其二，鋁合金材料應當具有更好的可塑性；其三，鋁合金材料應當具有更好的可焊接性；其四，鋁合金材料應當具有較高的耐蝕性與耐磨性；這些特點是今后鋁合金材料的發展方向，也是汽車行業向著節能、減排、環保方向前進的必經之路。

    2高強度鋼在汽車行業的應用進展

    鎂、鋁合金在汽車行業中的應用主要集中在汽車的零部件上，不過這兩種材料在成本與工藝方面的使用有一定的劣勢，不利于在汽車上的大范圍使用。而隨著高強度鋼的面世，其所具有的高抗碰撞能力與質量輕于鋁、鎂合金等特性使其在汽車行業得到了快速的應用。這種新型材料一方面能夠顯著降低汽車車身的整體質量；另一方面又可以提升整體車身的安全性。因此，現階段高強度鋼也是汽車行業輕量化發展中的一種重要材料。

    目前，主要的輕質高強度的鋼鐵材料主要有：高強度鋼（屈服強度大于2MPa）、超高強度鋼（屈服強度大于550MPa）和先進的高強度鋼（以下統稱為高強度鋼）。高強度鋼取代普通鋼材用于車身零件和其他結構件取得了良好的減重效果，大多數轎車的保險杠、骨架、前門、后門橫梁等都采用高強度鋼作為材料。而且，高強度鋼在車輛零部件方面的使用比例在逐漸增加，應用比例已由1997年的7%上升到現在的50%,預計今后幾年還會有提升。

    但是高強度鋼應用的技術難點在于成形技術。目前高強度鋼成型的主要問題是與彈性應力及應力釋放相關的零件尺寸精度和回彈問題。具體來講高強度鋼在成形過程中的主要問題是：（1）變形過程中出現加工硬化，屈服強度提高，流變應力較高；（2）由于零件厚度減小，因而不易保持原狀等問題。因此，今后高強度鋼需要在加工工藝方面努力提升。

    汽車用高強度鋼的另一種發展思路是保留鋼材本身的優點，即強度、韌性、可加工性、壽命等前提下降低鋼質量密度。其中一種方法是向鋼中添加諸如Al、Si等輕金屬合金元素。這些鋼已在早期開發出來，具有較高的強度、較低的密度以及經過改善的耐蝕性，從目前來看其發展潛力很大。最近，鋼基復合材料也被提出同時用于提高楊氏模量（E）和降低產品密度（ρ）。由于增強顆粒的參數（性質、體積分數、尺寸等）的選擇余地增加，所以E/ρ比率能夠得到顯著提高，而且材料的延伸性和耐破損、耐疲勞性也與常規的超高強度鋼處于同一水平。因而，汽車用高強度鋼發展前景廣闊，同時對汽車新材料發展具有強大的推動力。

    3碳纖維材料在汽車行業的應用進展

    碳纖維主要是含碳量在90%以上的高強度、高模量纖維，具有一般碳素材料的特性，如耐高溫、耐摩擦、導電、導熱及耐腐蝕等特點。這種新型材料具有較小的比重，外柔內剛，與鋁材料相比在質量上有明顯的優勢，同時碳纖維在抗拉彈性、抗腐蝕性等方面也十分優秀，可以被看作是新一代的加強版纖維材料。

    就目前學者對碳纖維的研究來看，碳纖維的制作僅能夠從碳或者是石墨中提取，而其本質特性還沒有被完全研究出來。現階段汽車中使用的碳纖維主要存在于傳動軸、剎車片等部件。當今汽車整體車身基本上都是由鋼鐵所構成，如果汽車中的鋼鐵材料都能夠換成碳纖維，那么汽車的車身質量能夠減輕300kg左右，能耗降低、整體汽車效率提升，CO2排放量也能夠得到明顯的控制。因此，碳纖維在汽車行業中的應用是汽車行業今后發展的一個重要方向。

    碳纖維復合材料制成的傳動軸質量輕、具有很好的耐疲勞性、耐腐蝕性，而且震動衰退性好、安全性強。金屬傳動軸質量重而且易磨損，磨損后又會引起傳動噪音和能量損失，縮短了傳動軸的使用壽命。碳纖維復合材料滿足結構件性能要求時可比鋼材傳動軸減重70%~80%,而且強度和使用壽命增加許多。因此，選用碳纖維復合材料生產傳動軸具有重要意義。碳纖維復合材料傳動軸根據形式可分為整體型和裝配型兩類。

    在石油危機暴發后，國際上對于節能減排問題的研究已經越來越重視，也成為全球汽車廠商所共同追求的方向。要想解決這一問題，最重要的一個努力方向便是對新材料進行研究，并將這一新材料應用在汽車中。作為現今最前沿的材料之一，碳纖維由于自身所具有的多種優點被越來越多的汽車廠商所認可，已經成為最有希望解決目前汽車行業所面臨的問題的途徑?，F如今，碳纖維在大型的商用飛機、F1賽車等方面已經得到了應用與認可，已經被充分證明了，該材料能夠完美的替代鋼鐵等傳統材料，只是該新型材料性質屬于復合型材料，在應用時需要經過大量的計算與數據的積累，而且目前該材料的生產工藝還需要進一步的規范。不過隨著科學技術的不斷發展，將來碳纖維在汽車行業中的應用前景十分廣闊。

    4熱塑性材料在汽車行業的應用進展

    隨著科學技術的不斷發展，汽車行業所使用的材料也向著更加輕量化、更加安全的方面不斷發展。熱塑性材料便是二十一世紀汽車行業發展的重要材料之一。就目前汽車行業的發展情況來看，熱塑性材料主要應用集中在汽車的內飾與密封系統，在汽車車身內使用熱塑性材料能夠顯著減輕各個零部件的加工時間，在加工時所使用的設備也更加簡單。同時，與傳統的橡膠制品相比，熱塑性材料能夠顯著的降低質量。由此可以看出，在汽車車身中大量使用熱塑性材料來代替傳統的橡膠制品不僅能夠顯著降低車身質量，而且能夠提高汽車的制作效率，更重要的是，熱塑性材料屬于聚烯烴類材料，所以能夠被回收再利用，有效降低環境污染。

    熱塑性材料在汽車內飾的應用進展。傳統汽車內飾所使用的材料多為注塑成型、表層熱成型等類型，這些材料無論是在觸感、質量與環保方面都存在一定的問題。而熱塑性材料在汽車內飾中的應用能夠顯著降低成本，提高效率，促進汽車整體生態圈的運轉速度，為企業創造更大的價值。

    熱塑性材料廣泛應用于汽車密封條方面。市場對于汽車密封條，尤其是轎車密封條的性能要求愈來愈高，不僅需要具有優良的密封性，而且要美觀環保。在這些需求的推動下，汽車密封條技術不斷推陳出新，熱塑性材料中的熱塑性硫化橡膠（TPV）得到了廣泛的應用。該材料得到廣泛應用的首要原因是環保的要求，傳統的材料在使用中產生致癌亞硝酸的促進劑（BZ、TT等），而TPV不存在上述環保問題。其次國家發展改革委員會、科學技術部、國家環保總局聯合頒布《汽車產品回收利用政策》提出三個階段的回收利用率目標，最終目標是2017年起所有的國產及進口汽車可回收利用率要達到95%,在材料回收利用方面TPV具有很大優勢。此外，TPV無需混煉和硫化，可以與硬質塑料（PE、PP）共混擠出生產彩色封條，耐UV性能強，而且接角可以熱熔煉。

    熱塑性材料能夠顯著的提升其加工性能并且能夠保障玻璃密封具有持久性與抗老化性，提升了玻璃的使用年限。

    5總結

    汽車行業的快速發展不僅給我國社會生產等方面帶來便捷，而且也帶來了諸多問題，面對這些問題，應當以科學的方式對待，最好的解決辦法便是研制出質量更輕、強度更強、更加環保的材料來代替傳統的鋼鐵材料，這樣就能夠有效的減輕車身質量，達到節能減排的效果。