第四章汽車其它工程材料

1、第四章 汽車其它工程材料汽車其它工程材料汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章本章導(dǎo)入本章導(dǎo)入 1.1.現(xiàn)代汽車制造在不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)量的同時，現(xiàn)代汽車制造在不斷提高產(chǎn)品質(zhì)量，增加產(chǎn)量的同時，更注重產(chǎn)品的款式、高能效、低成本更注重產(chǎn)品的款式、高能效、低成本 以及環(huán)保等因素。以及環(huán)保等因素。新型材料在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用新型材料在現(xiàn)代汽車中的應(yīng)用2. 2. 以以金屬材料結(jié)構(gòu)為主體的傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的汽車，因投資金屬材料結(jié)構(gòu)為主體的傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的汽車，因投資大、風(fēng)險高、工藝復(fù)雜、工裝設(shè)備龐大、生產(chǎn)線長、原材料大、風(fēng)險高、工藝復(fù)雜、工裝設(shè)備龐大、生產(chǎn)線長、原材料消耗大、能耗大、成本高、制造周期長已難

2、以滿足現(xiàn)代汽車消耗大、能耗大、成本高、制造周期長已難以滿足現(xiàn)代汽車制造的要求。制造的要求。3.3.新型汽車材料因具有剛度大、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，新型汽車材料因具有剛度大、強(qiáng)度高、質(zhì)量輕等特點(diǎn)，可根據(jù)使用條件進(jìn)行設(shè)計與制造，且制品集成度高、成型可根據(jù)使用條件進(jìn)行設(shè)計與制造，且制品集成度高、成型周期短、生產(chǎn)效率高，能滿足各種特殊用途要求，可以極周期短、生產(chǎn)效率高，能滿足各種特殊用途要求，可以極大地提高工程結(jié)構(gòu)性能，已廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代汽車中。大地提高工程結(jié)構(gòu)性能，已廣泛應(yīng)用在現(xiàn)代汽車中。 o 能力目標(biāo)能力目標(biāo)o 1）能夠區(qū)分各不同新型材料類型及在汽車上合理使用；o 2）能夠正確選擇使用新型材料制造汽

3、車零件。o 知識目標(biāo)知識目標(biāo)o 1）掌握車用復(fù)合材料的性能特點(diǎn)及應(yīng)用；o 2）認(rèn)識陶瓷材料的性能特點(diǎn)及應(yīng)用；o 3）了解汽車用新型材料類型及性能特點(diǎn)。汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章教學(xué)內(nèi)容教學(xué)內(nèi)容o 復(fù)合材料復(fù)合材料o 陶瓷材料陶瓷材料o 玻璃玻璃o 摩擦材料摩擦材料o 特殊用途汽車材料特殊用途汽車材料汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 新型材料在汽車中的應(yīng)用新型材料在汽車中的應(yīng)用1.1.車身車身 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章2.2.傳動軸傳動軸 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章3.3.發(fā)動機(jī)發(fā)動機(jī)汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章新型汽車材料的分類新型汽車材料

4、的分類1.1.結(jié)構(gòu)材料結(jié)構(gòu)材料 主要用于制造汽車外板、汽車結(jié)構(gòu)件、發(fā)主要用于制造汽車外板、汽車結(jié)構(gòu)件、發(fā)動機(jī)及發(fā)動機(jī)周邊部件等，要求其具備一定的強(qiáng)度、硬動機(jī)及發(fā)動機(jī)周邊部件等，要求其具備一定的強(qiáng)度、硬度、韌性和耐磨性。如金屬材料、高分子材料、陶瓷材度、韌性和耐磨性。如金屬材料、高分子材料、陶瓷材料等復(fù)合材料也屬于結(jié)構(gòu)材料，并有著極其廣泛的應(yīng)用。料等復(fù)合材料也屬于結(jié)構(gòu)材料，并有著極其廣泛的應(yīng)用。 2.2.功能材料功能材料 指具有某種或某些特殊物理性能或功能的材料，指具有某種或某些特殊物理性能或功能的材料，如具備特殊的聲、光、電、磁、熱等物理性能。功能材料包如具備特殊的聲、光、電、磁、熱等物理性能

5、。功能材料包括電功能材料、磁功能材料、熱功能材料、光功能材料和智括電功能材料、磁功能材料、熱功能材料、光功能材料和智能功能材料等。這些材料正逐步引起人們的重視。例如，在能功能材料等。這些材料正逐步引起人們的重視。例如，在汽車音響零件、電子元器件、車載智能化控制系統(tǒng)及顯示系汽車音響零件、電子元器件、車載智能化控制系統(tǒng)及顯示系統(tǒng)等方面已得到廣泛的開發(fā)和利用。統(tǒng)等方面已得到廣泛的開發(fā)和利用。 按照性能特點(diǎn)和用途大致分為：按照性能特點(diǎn)和用途大致分為： 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章第一節(jié)第一節(jié) 復(fù)合材料復(fù)合材料第四章 汽車其它工程材料汽車其它工程材料第二節(jié)第二節(jié) 陶瓷材料陶瓷材料第三節(jié)第三節(jié)

6、玻璃玻璃第四節(jié)第四節(jié) 摩擦材料摩擦材料汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章第一節(jié)第一節(jié) 復(fù)合材料復(fù)合材料 具有重量輕、比強(qiáng)度高、比模量高、抗疲勞具有重量輕、比強(qiáng)度高、比模量高、抗疲勞性能好、減振性能好、成型工藝簡單、可實(shí)現(xiàn)復(fù)性能好、減振性能好、成型工藝簡單、可實(shí)現(xiàn)復(fù)雜零件集成化生產(chǎn)、對環(huán)境污染更小雜零件集成化生產(chǎn)、對環(huán)境污染更小等諸多優(yōu)點(diǎn)，等諸多優(yōu)點(diǎn)，使得許多種類型的復(fù)合材料在車身輕量化過程中使得許多種類型的復(fù)合材料在車身輕量化過程中得到了施展才能的舞臺，并在汽車的輕量化進(jìn)程得到了施展才能的舞臺，并在汽車的輕量化進(jìn)程中大顯身手中大顯身手。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 例如，玻璃纖

7、維增強(qiáng)高分子基復(fù)合材料例如，玻璃纖維增強(qiáng)高分子基復(fù)合材料(FRP)等新品等新品種已隨著技術(shù)的成熟而代替鋼鐵材料，應(yīng)用于車身的內(nèi)種已隨著技術(shù)的成熟而代替鋼鐵材料，應(yīng)用于車身的內(nèi)飾件、外裝件和功能件，達(dá)到了車身輕量化的目的。飾件、外裝件和功能件，達(dá)到了車身輕量化的目的。汽車內(nèi)飾汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 復(fù)合材料是指由兩種和兩種以上的、物理和化學(xué)性復(fù)合材料是指由兩種和兩種以上的、物理和化學(xué)性質(zhì)不同的物質(zhì)，擷取各組成成分的優(yōu)點(diǎn)組合起來而得質(zhì)不同的物質(zhì)，擷取各組成成分的優(yōu)點(diǎn)組合起來而得到的一種多相固體材料。它具有了對所組成材料相互到的一種多相固體材料。它具有了對所組成材料相互取長補(bǔ)短的良好

8、綜合性能，比原組成材料具有的性能取長補(bǔ)短的良好綜合性能，比原組成材料具有的性能要更加優(yōu)越。下圖所示是復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖。要更加優(yōu)越。下圖所示是復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)示意圖。 一一. .復(fù)合材料的組成及特性復(fù)合材料的組成及特性a)層疊復(fù)合 b)連續(xù)復(fù)合 c)顆粒復(fù)合 d)短纖維復(fù)合 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖復(fù)合材料結(jié)構(gòu)示意圖汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 按照基體材料來分，按照基體材料來分，有聚合物基復(fù)合材料、金屬基有聚合物基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、石墨基復(fù)合材料（碳復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料、石墨基復(fù)合材料（碳- -碳復(fù)合材料）、混凝土基復(fù)合材料等；碳復(fù)合材料）、混凝土基復(fù)合材料等

9、； 二二. .復(fù)合材料的分類復(fù)合材料的分類按照增強(qiáng)材料來分，按照增強(qiáng)材料來分，有碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、玻有碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料、玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等。璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料等。在汽車行業(yè)應(yīng)用的復(fù)合材料主要根據(jù)基體材料和增強(qiáng)材料的種在汽車行業(yè)應(yīng)用的復(fù)合材料主要根據(jù)基體材料和增強(qiáng)材料的種類來分。類來分。汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章常見的復(fù)合材料分類圖常見的復(fù)合材料分類圖 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章三三. . 復(fù)合材料的特性復(fù)合材料的特性 1 1）比重輕、比強(qiáng)度與比模量高）比重輕、比強(qiáng)度與比模量高 材料的比強(qiáng)度（強(qiáng)度極限材料的比強(qiáng)度（強(qiáng)度極限/比重）與比模量（彈性模量比重）與比模量（

10、彈性模量/比重）是衡量汽車用材料優(yōu)劣的重要指標(biāo)。復(fù)合材料的比重）是衡量汽車用材料優(yōu)劣的重要指標(biāo)。復(fù)合材料的這兩項(xiàng)指標(biāo)比其他材料高得多，這表明復(fù)合材料具有較高這兩項(xiàng)指標(biāo)比其他材料高得多，這表明復(fù)合材料具有較高的承載能力。通常，碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的比強(qiáng)的承載能力。通常，碳纖維增強(qiáng)環(huán)氧樹脂復(fù)合材料的比強(qiáng)度是鋼的度是鋼的7倍、比模量是鋼的倍、比模量是鋼的5.6倍。此外，它不僅具有倍。此外，它不僅具有強(qiáng)度高，而且還有重量輕的特點(diǎn)，這對要求減輕自重和高強(qiáng)度高，而且還有重量輕的特點(diǎn)，這對要求減輕自重和高速運(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)和零件是非常重要的。因此，將復(fù)合材料用速運(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)和零件是非常重要的。因此，將復(fù)合材料

11、用于動力設(shè)備，可大大提高動力設(shè)備的效率。于動力設(shè)備，可大大提高動力設(shè)備的效率。 據(jù)統(tǒng)計由復(fù)合材料制成的汽車與使用鋼材制造的汽車據(jù)統(tǒng)計由復(fù)合材料制成的汽車與使用鋼材制造的汽車質(zhì)量相比要輕質(zhì)量相比要輕1/31/2，這對提高整車動力性能，降低，這對提高整車動力性能，降低油耗，增加負(fù)載非常有益。油耗，增加負(fù)載非常有益。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章例如，可采用金屬基復(fù)合材料來制作汽車活塞、制動部件例如，可采用金屬基復(fù)合材料來制作汽車活塞、制動部件和連桿等零件。和連桿等零件。 汽車活塞汽車活塞 汽車離合器摩檫片汽車離合器摩檫片 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章各類材料強(qiáng)度性能的比較各類材

12、料強(qiáng)度性能的比較 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 2 2）良好的抗疲勞性能）良好的抗疲勞性能 復(fù)合材料有高疲勞強(qiáng)度。由于纖維復(fù)合材料特復(fù)合材料有高疲勞強(qiáng)度。由于纖維復(fù)合材料特別是纖維樹脂復(fù)合材料對缺口、應(yīng)力集中敏感性別是纖維樹脂復(fù)合材料對缺口、應(yīng)力集中敏感性小，而且纖維和基體界面能夠阻止和改變裂紋擴(kuò)小，而且纖維和基體界面能夠阻止和改變裂紋擴(kuò)展方向，因此復(fù)合材料有較高的疲勞極限。例如，展方向，因此復(fù)合材料有較高的疲勞極限。例如，碳纖維增強(qiáng)聚酯樹脂的疲勞強(qiáng)度為其拉伸強(qiáng)度的碳纖維增強(qiáng)聚酯樹脂的疲勞強(qiáng)度為其拉伸強(qiáng)度的70%80%，而大多數(shù)金屬材料只有其抗拉強(qiáng)，而大多數(shù)金屬材料只有其抗拉強(qiáng)度的度

13、的40%50%。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章3 3）過載時安全性能好）過載時安全性能好 纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是由大量單根纖維合成，平纖維增強(qiáng)復(fù)合材料是由大量單根纖維合成，平均每平方厘米面積上有幾千到幾萬根纖維，超載均每平方厘米面積上有幾千到幾萬根纖維，超載后即使有少量纖維斷裂，載荷也會迅速重新分布，后即使有少量纖維斷裂，載荷也會迅速重新分布，由未斷裂的纖維承擔(dān)，這樣可使構(gòu)件喪失承載能由未斷裂的纖維承擔(dān)，這樣可使構(gòu)件喪失承載能力的過程延長，斷裂安全性能較好。力的過程延長，斷裂安全性能較好。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章4 4）減摩、減振性能好）減摩、減振性能好 復(fù)合材料具有高的

14、比模量，因此也具有高復(fù)合材料具有高的比模量，因此也具有高的自振頻率，可以有效地防止在工作狀態(tài)下產(chǎn)的自振頻率，可以有效地防止在工作狀態(tài)下產(chǎn)生共振及由此引起的早期破壞。同時，一些復(fù)生共振及由此引起的早期破壞。同時，一些復(fù)合材料的摩擦系數(shù)低，具有良好的減摩性。對合材料的摩擦系數(shù)低，具有良好的減摩性。對相同形狀和尺寸的梁共同進(jìn)行振動實(shí)驗(yàn)，即輕相同形狀和尺寸的梁共同進(jìn)行振動實(shí)驗(yàn)，即輕合金梁與碳纖維復(fù)合材料的梁同時起振，前者合金梁與碳纖維復(fù)合材料的梁同時起振，前者需要需要9s才能停止振動；而復(fù)合材料的梁只需才能停止振動；而復(fù)合材料的梁只需2.5s就靜止了。就靜止了。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章

15、5 5）耐熱性能好）耐熱性能好 由于復(fù)合材料增強(qiáng)纖維的熔點(diǎn)均很高，一般都在由于復(fù)合材料增強(qiáng)纖維的熔點(diǎn)均很高，一般都在2000以上，而且在高溫條件下仍然可保持較高的高以上，而且在高溫條件下仍然可保持較高的高溫強(qiáng)度，故用它們增強(qiáng)的復(fù)合材料具有較高的高溫強(qiáng)度溫強(qiáng)度，故用它們增強(qiáng)的復(fù)合材料具有較高的高溫強(qiáng)度和彈性模量，特別是金屬基復(fù)合材料，更顯出其優(yōu)越性。和彈性模量，特別是金屬基復(fù)合材料，更顯出其優(yōu)越性。例如，鋁合金材料在例如，鋁合金材料在400時，彈性模量接近于零，時，彈性模量接近于零，強(qiáng)度值也從室溫的強(qiáng)度值也從室溫的500MPa 降到降到3050MPa，而彈，而彈性模量幾乎降為零。而碳纖維或硼纖維

16、增強(qiáng)鋁合金復(fù)合性模量幾乎降為零。而碳纖維或硼纖維增強(qiáng)鋁合金復(fù)合材料，在材料，在400時強(qiáng)度和彈性模量幾乎可保持室溫時時強(qiáng)度和彈性模量幾乎可保持室溫時的水平。通常，聚合物基復(fù)合材料的使用溫度也在的水平。通常，聚合物基復(fù)合材料的使用溫度也在100200之間，耐熱性要比相應(yīng)的塑料有明顯的之間，耐熱性要比相應(yīng)的塑料有明顯的提高。提高。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章6 6） 成型工藝簡便靈活，可設(shè)計性強(qiáng)成型工藝簡便靈活，可設(shè)計性強(qiáng) 使用復(fù)合材料制造汽車改變了傳統(tǒng)工藝流程使用復(fù)合材料制造汽車改變了傳統(tǒng)工藝流程和生產(chǎn)模式，對于形狀復(fù)雜的構(gòu)件，根據(jù)受力和生產(chǎn)模式，對于形狀復(fù)雜的構(gòu)件，根據(jù)受力情況采用

17、模具可以一次整體成型，減少了零件、情況采用模具可以一次整體成型，減少了零件、緊固件和接頭數(shù)目，材料利用率較高。充分發(fā)緊固件和接頭數(shù)目，材料利用率較高。充分發(fā)揮技術(shù)集成的優(yōu)勢，達(dá)到精簡零部件數(shù)量、減揮技術(shù)集成的優(yōu)勢，達(dá)到精簡零部件數(shù)量、減少加工工序、裁減加工設(shè)備及生產(chǎn)線、減少中少加工工序、裁減加工設(shè)備及生產(chǎn)線、減少中間環(huán)節(jié)、降低材料消耗、裁減工作人員、提高間環(huán)節(jié)、降低材料消耗、裁減工作人員、提高產(chǎn)品質(zhì)量、削減投資、降低生產(chǎn)成本、提高效產(chǎn)品質(zhì)量、削減投資、降低生產(chǎn)成本、提高效費(fèi)比的目的。費(fèi)比的目的。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 例如日產(chǎn)例如日產(chǎn)“布爾巴特布爾巴特”汽車前端板，用鋼板制造

18、時由汽車前端板，用鋼板制造時由20多個零件組成，而用纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料，則用多個零件組成，而用纖維增強(qiáng)塑料復(fù)合材料，則用7個零個零件就可以；采用硼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，用件就可以；采用硼纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，用1000N的原料的原料可獲得可獲得8000N的零件。的零件。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章四四. .汽車常用復(fù)合材料汽車常用復(fù)合材料 1 1高分子基復(fù)合材料（高分子基復(fù)合材料（FRPFRP） FRP是汽車輕量化的最重要的材料。是汽車輕量化的最重要的材料。FRP主要主要是由三部分組成：纖維。多為玻璃纖維、碳纖維是由三部分組成：纖維。多為玻璃纖維、碳纖維和陶瓷短纖維等，特別是玻璃纖維在價

19、格、生產(chǎn)和和陶瓷短纖維等，特別是玻璃纖維在價格、生產(chǎn)和性能等方面有明顯的優(yōu)勢。纖維含量在性能等方面有明顯的優(yōu)勢。纖維含量在25% 30%；樹脂。聚丙烯塑料；樹脂。聚丙烯塑料PP、聚乙烯塑料、聚乙烯塑料PVC、聚二烯塑料、聚二烯塑料PE、ABS等不飽和聚酯和熱塑等不飽和聚酯和熱塑性樹脂；填充料。常用中空的玻璃微球、陶瓷微性樹脂；填充料。常用中空的玻璃微球、陶瓷微球和有機(jī)物微球。制作過程中，加入適當(dāng)?shù)挠不瘎┣蚝陀袡C(jī)物微球。制作過程中，加入適當(dāng)?shù)挠不瘎┖驮稣硠褂孟冗M(jìn)的成形工藝，便可得到成形流和增粘劑，使用先進(jìn)的成形工藝，便可得到成形流動性好的高分子基復(fù)合材料。動性好的高分子基復(fù)合材料。 汽車應(yīng)用

20、材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章高分子基復(fù)合材料（高分子基復(fù)合材料（FRPFRP）在汽車中的應(yīng)用）在汽車中的應(yīng)用 世界各國汽車工業(yè)中，美國于世界各國汽車工業(yè)中，美國于19531953年就開始年就開始在汽車上使用在汽車上使用FRPFRP；日本于；日本于19551955年開始使用。現(xiàn)年開始使用?，F(xiàn)在在FRPFRP在汽車工業(yè)中已得到廣泛的使用。由于在汽車工業(yè)中已得到廣泛的使用。由于FRPFRP的大量應(yīng)用，使轎車的平均密度大為降低。的大量應(yīng)用，使轎車的平均密度大為降低。例如，日本小型轎車的平均密度由例如，日本小型轎車的平均密度由19741974年的年的4.78g/cm34.78g/cm3降低到降低到19

21、921992年的年的3.77g/cm33.77g/cm3。目前，。目前，利用利用FRPFRP制作的汽車部件有：車身車頂殼體、發(fā)制作的汽車部件有：車身車頂殼體、發(fā)動機(jī)部件、儀表盤、阻流板、車燈、前隔柵、動機(jī)部件、儀表盤、阻流板、車燈、前隔柵、夾層板、后閘板等。夾層板、后閘板等。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章FRP中典型的應(yīng)用塑料有：中典型的應(yīng)用塑料有： 有玻璃纖維增強(qiáng)塑料有玻璃纖維增強(qiáng)塑料 碳纖維增強(qiáng)塑料碳纖維增強(qiáng)塑料 玻璃纖維增強(qiáng)塑料玻璃纖維增強(qiáng)塑料：指由玻璃纖維與熱固性樹脂或熱指由玻璃纖維與熱固性樹脂或熱塑性樹脂復(fù)合的材料。通常稱之為玻璃鋼。它

22、具有塑性樹脂復(fù)合的材料。通常稱之為玻璃鋼。它具有高強(qiáng)度、價格低、來源豐富、工藝性能好等特點(diǎn)，高強(qiáng)度、價格低、來源豐富、工藝性能好等特點(diǎn)，比普通塑料有更高的強(qiáng)度（包括抗拉、抗彎、抗壓）比普通塑料有更高的強(qiáng)度（包括抗拉、抗彎、抗壓）和沖擊韌度，熱膨脹系數(shù)減小，尺寸穩(wěn)定性增加，和沖擊韌度，熱膨脹系數(shù)減小，尺寸穩(wěn)定性增加，在汽車行業(yè)廣泛的應(yīng)用。在汽車行業(yè)廣泛的應(yīng)用。典型的典型的 FRPFRP材料材料汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章根據(jù)基體的不同，玻璃鋼又可分為根據(jù)基體的不同，玻璃鋼又可分為熱塑性熱塑性和和熱固性熱固性兩大類。兩大類。 熱塑性玻璃鋼熱塑性玻璃鋼 它是以玻璃纖維為增強(qiáng)劑和以熱塑性樹它

23、是以玻璃纖維為增強(qiáng)劑和以熱塑性樹脂為粘結(jié)劑制成的復(fù)合材料。玻璃纖維柔軟如絲，比玻璃鋼的脂為粘結(jié)劑制成的復(fù)合材料。玻璃纖維柔軟如絲，比玻璃鋼的強(qiáng)度和韌性高很多，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)強(qiáng)度和韌性高很多，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)10003000MPa，比，比 高強(qiáng)度鋼還高出高強(qiáng)度鋼還高出2倍；耐熱性高，在倍；耐熱性高，在250以下力學(xué)性能變化以下力學(xué)性能變化不大；化學(xué)穩(wěn)定性好；主要缺點(diǎn)是脆性較大。但玻璃纖維與合不大；化學(xué)穩(wěn)定性好；主要缺點(diǎn)是脆性較大。但玻璃纖維與合成樹脂結(jié)合在一起，便形成了性能較好的玻璃鋼。應(yīng)用教多的成樹脂結(jié)合在一起，便形成了性能較好的玻璃鋼。應(yīng)用教多的熱塑性樹脂是尼龍、聚烯烴類、聚苯乙烯類、熱塑性聚

24、酯和聚熱塑性樹脂是尼龍、聚烯烴類、聚苯乙烯類、熱塑性聚酯和聚碳酸酯碳酸酯5種，但尼龍的增強(qiáng)效果最好。汽車上常用的熱塑性玻璃種，但尼龍的增強(qiáng)效果最好。汽車上常用的熱塑性玻璃鋼是聚苯乙烯玻璃鋼、尼龍鋼是聚苯乙烯玻璃鋼、尼龍66玻璃鋼，主要用于制作汽車內(nèi)飾玻璃鋼，主要用于制作汽車內(nèi)飾件材料、汽車儀表殼罩、汽車燈罩等。件材料、汽車儀表殼罩、汽車燈罩等。玻璃纖維增強(qiáng)塑料玻璃纖維增強(qiáng)塑料（玻璃鋼）（玻璃鋼）的分類的分類 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章熱塑性玻璃鋼在汽車中的應(yīng)用熱塑性玻璃鋼在汽車中的應(yīng)用汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 汽缸蓋汽缸蓋 汽車底

25、盤汽車底盤汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 熱固性玻璃鋼熱固性玻璃鋼 它是以玻璃纖維為增強(qiáng)劑和以熱固性它是以玻璃纖維為增強(qiáng)劑和以熱固性樹脂為粘結(jié)劑制成的復(fù)合材料。樹脂為粘結(jié)劑制成的復(fù)合材料。 常用的熱固性樹脂為酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯常用的熱固性樹脂為酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、不飽和聚酯樹脂和有機(jī)硅樹脂等樹脂和有機(jī)硅樹脂等4種。酚醛樹脂出現(xiàn)最早，環(huán)氧樹脂種。酚醛樹脂出現(xiàn)最早，環(huán)氧樹脂性能教好，應(yīng)用較普遍。熱固性玻璃纖維增強(qiáng)塑料集中了性能教好，應(yīng)用較普遍。熱固性玻璃纖維增強(qiáng)塑料集中了其組成材料的優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高，耐腐蝕性好，介其組成材料的優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高，耐腐蝕性好，介電性能優(yōu)

26、越，成形性能良好。它們的比強(qiáng)度比銅合金和鋁電性能優(yōu)越，成形性能良好。它們的比強(qiáng)度比銅合金和鋁合金高，甚至比合金鋼還高；但剛度教差，僅為鋼的合金高，甚至比合金鋼還高；但剛度教差，僅為鋼的1/101/5，耐熱性不高（低于，耐熱性不高（低于200），容易老化容），容易老化容易蠕變等。汽車常用的熱固性玻璃鋼為聚酯樹脂玻璃鋼。易蠕變等。汽車常用的熱固性玻璃鋼為聚酯樹脂玻璃鋼。玻璃纖維增強(qiáng)塑料玻璃纖維增強(qiáng)塑料（玻璃鋼）（玻璃鋼）的分類的分類汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章熱固性玻璃鋼在汽車中的應(yīng)用熱固性玻璃鋼在汽車中的應(yīng)用 汽車油箱汽車油箱 汽車前燈汽車前燈 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章

27、碳纖維增強(qiáng)塑料碳纖維增強(qiáng)塑料 碳纖維增強(qiáng)塑料碳纖維增強(qiáng)塑料 是指具有基體和碳纖維復(fù)合特性的復(fù)合材料，主要是以環(huán)氧樹脂基體、以碳纖維為基體的環(huán)氧樹脂基碳纖維增強(qiáng)塑料。 增強(qiáng)塑料專用短纖維增強(qiáng)塑料專用短纖維 分子結(jié)構(gòu)分子結(jié)構(gòu) 碳纖維增強(qiáng)塑料片碳纖維增強(qiáng)塑料片 碳纖維增強(qiáng)塑料產(chǎn)品碳纖維增強(qiáng)塑料產(chǎn)品汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章碳纖維增強(qiáng)塑料的特性碳纖維增強(qiáng)塑料的特性 它的抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度高，密度低，耐磨性好，它的抗拉強(qiáng)度和疲勞強(qiáng)度高，密度低，耐磨性好，耐蝕性好，膨脹系數(shù)小，能導(dǎo)電，延伸率小，抗沖耐蝕性好，膨脹系數(shù)小，能導(dǎo)電，延伸率小，抗沖擊性差。常用的碳纖維補(bǔ)強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料擊性差。常用的

28、碳纖維補(bǔ)強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料（CFRP）的比強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、抗沖擊，根據(jù)碳）的比強(qiáng)度高、質(zhì)量輕、抗沖擊，根據(jù)碳纖維編織取向和含量的合理設(shè)計，靈活利用材料的纖維編織取向和含量的合理設(shè)計，靈活利用材料的各項(xiàng)異性特征和可調(diào)剛性，將各項(xiàng)異性特征和可調(diào)剛性，將CFRP壓制成任何所壓制成任何所需的形狀，由需的形狀，由CFRP制成的驅(qū)動軸，一根可代替兩制成的驅(qū)動軸，一根可代替兩根鋼鐵軸，使重量減輕根鋼鐵軸，使重量減輕60%，并大幅度降低車內(nèi)，并大幅度降低車內(nèi)噪音，還可使車身前后方向振動大幅降低。噪音，還可使車身前后方向振動大幅降低。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章碳纖維增強(qiáng)塑料在汽車中的應(yīng)用碳纖維增強(qiáng)塑

29、料在汽車中的應(yīng)用汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章2 2金屬基復(fù)合材料金屬基復(fù)合材料 通常是由低強(qiáng)度、高韌性的基體和高強(qiáng)度、高通常是由低強(qiáng)度、高韌性的基體和高強(qiáng)度、高彈性模量的纖維組成的。金屬基復(fù)合材彈性模量的纖維組成的。金屬基復(fù)合材FRP料的基料的基體大多采用鋁、銅、鋁合金、銅合金、鎂合金和鎳體大多采用鋁、銅、鋁合金、銅合金、鎂合金和鎳合金。增強(qiáng)材料一般為纖維狀、顆粒狀和晶須狀的合金。增強(qiáng)材料一般為纖維狀、顆粒狀和晶須狀的碳化硅、硼、氧化鋁和碳纖維，要求具有高的強(qiáng)度碳化硅、硼、氧化鋁和碳纖維，要求具有高的強(qiáng)度和彈性模量（抵抗變形及斷裂）、高抗磨性（防止和彈性模量（抵抗變形及斷裂）、高抗磨

30、性（防止表面損傷）與高化學(xué)穩(wěn)定性（防止與空氣和基體發(fā)表面損傷）與高化學(xué)穩(wěn)定性（防止與空氣和基體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)）。生化學(xué)反應(yīng)）。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章金屬基復(fù)合材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用金屬基復(fù)合材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用 汽車工業(yè)中應(yīng)用碳化硅顆粒鋁合金基復(fù)合材料的發(fā)展是最快的。它的強(qiáng)汽車工業(yè)中應(yīng)用碳化硅顆粒鋁合金基復(fù)合材料的發(fā)展是最快的。它的強(qiáng)度比中碳鋼好，與鈦合金相近而又比鋁合金略高，其耐磨性也比鈦合金、鋁度比中碳鋼好，與鈦合金相近而又比鋁合金略高，其耐磨性也比鈦合金、鋁合金好，密度只有鋼的合金好，密度只有鋼的1/3，與鋁相近。汽車上用來制作汽車活塞、制動部，與鋁相近。汽車上用來制作

31、汽車活塞、制動部件等。其中，纖維補(bǔ)強(qiáng)金屬基復(fù)合材料（件等。其中，纖維補(bǔ)強(qiáng)金屬基復(fù)合材料（FRM）,是利用纖維的特性制造輕是利用纖維的特性制造輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的成功例子。通過這些輕質(zhì)復(fù)合材料的使用，可以有效地減少整質(zhì)結(jié)構(gòu)材料的成功例子。通過這些輕質(zhì)復(fù)合材料的使用，可以有效地減少整車重量車重量 。 汽車活塞環(huán)汽車活塞環(huán) 汽車活塞汽車活塞 汽車制動部件汽車制動部件汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 是指通過在陶瓷材料中加入顆粒、晶須及纖維等得到的陶瓷是指通過在陶瓷材料中加入顆粒、晶須及纖維等得到的陶瓷基復(fù)合材料，可以使陶瓷的韌性大大提高?；鶑?fù)合材料，可以使陶瓷的韌性大大提高。 陶瓷基復(fù)合材料具有高強(qiáng)

32、度、高模量、低密度、耐高溫、高陶瓷基復(fù)合材料具有高強(qiáng)度、高模量、低密度、耐高溫、高的耐磨性和良好的韌性，目前已用于高速切削工具和內(nèi)燃機(jī)部的耐磨性和良好的韌性，目前已用于高速切削工具和內(nèi)燃機(jī)部件上。件上。 各種無水冷式陶瓷基復(fù)合材料發(fā)動機(jī)部件各種無水冷式陶瓷基復(fù)合材料發(fā)動機(jī)部件 陶瓷發(fā)動機(jī)保護(hù)劑陶瓷發(fā)動機(jī)保護(hù)劑3 3陶瓷基復(fù)合材料陶瓷基復(fù)合材料汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章陶瓷基復(fù)合材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用陶瓷基復(fù)合材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用 汽車工業(yè)的研究重點(diǎn)是用陶瓷復(fù)合材料替汽車工業(yè)的研究重點(diǎn)是用陶瓷復(fù)合材料替代金屬制造發(fā)動機(jī)的零部件。汽車發(fā)動機(jī)部件代金屬制造發(fā)動機(jī)的零部件。汽車發(fā)動機(jī)部件

33、以至整機(jī)，用陶瓷材料可以提高熱效率、無需以至整機(jī)，用陶瓷材料可以提高熱效率、無需水冷，而且比硬質(zhì)合金的重量輕的多。例如，水冷，而且比硬質(zhì)合金的重量輕的多。例如，采用氮化硅陶瓷復(fù)合材料制造發(fā)動機(jī)的渦輪增采用氮化硅陶瓷復(fù)合材料制造發(fā)動機(jī)的渦輪增壓器，比鎳基熱合金渦輪增壓器的重量減輕壓器，比鎳基熱合金渦輪增壓器的重量減輕34%，啟動到，啟動到104r/min所需的時間縮短了所需的時間縮短了36%。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章第二節(jié)第二節(jié) 陶瓷材料陶瓷材料 傳統(tǒng)上的傳統(tǒng)上的 “陶瓷陶瓷”一詞是陶器和瓷器的總一詞是陶器和瓷器的總稱，陶瓷的定義為：凡經(jīng)原料配制、坯料成型、稱，陶瓷的定義為：凡經(jīng)

34、原料配制、坯料成型、窯爐燒成工藝制成的產(chǎn)品，都稱為陶瓷（這也窯爐燒成工藝制成的產(chǎn)品，都稱為陶瓷（這也包括了粉末冶金制品）。包括了粉末冶金制品）。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 現(xiàn)代陶瓷材料是以特種陶瓷為基礎(chǔ)由傳統(tǒng)陶瓷發(fā)展起來，現(xiàn)代陶瓷材料是以特種陶瓷為基礎(chǔ)由傳統(tǒng)陶瓷發(fā)展起來，有鮮明特點(diǎn)的一類新型工程材料。它早已超出了傳統(tǒng)陶瓷有鮮明特點(diǎn)的一類新型工程材料。它早已超出了傳統(tǒng)陶瓷的概念和范疇，擴(kuò)大到了所有無機(jī)非金屬材料，是一種高的概念和范疇，擴(kuò)大到了所有無機(jī)非金屬材料，是一種高新技術(shù)的產(chǎn)物。新技術(shù)的產(chǎn)物。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章一、陶瓷材料的性能陶瓷材料的性能1 1力學(xué)性能

35、力學(xué)性能 與金屬材料相比，陶瓷的彈性模量大，硬度高，與金屬材料相比，陶瓷的彈性模量大，硬度高，抗壓強(qiáng)度高。但脆性大，抵抗裂紋擴(kuò)展的能力很低?？箟簭?qiáng)度高。但脆性大，抵抗裂紋擴(kuò)展的能力很低。2 2熱性能熱性能 陶瓷屬于耐高溫材料，它的熔點(diǎn)高，大多數(shù)在陶瓷屬于耐高溫材料，它的熔點(diǎn)高，大多數(shù)在2000以上具有的金屬材料高得多的抗氧化性和耐熱性：以上具有的金屬材料高得多的抗氧化性和耐熱性：陶瓷的抗蠕變能力強(qiáng)，熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)小，紅硬性可陶瓷的抗蠕變能力強(qiáng)，熱膨脹系數(shù)和導(dǎo)熱系數(shù)小，紅硬性可達(dá)達(dá)1000。但多數(shù)陶瓷材料的抗熱震性都很差。但多數(shù)陶瓷材料的抗熱震性都很差。3 3化學(xué)性能化學(xué)性能 陶瓷的化學(xué)性

36、能非常穩(wěn)定，具有優(yōu)良的抗氧化陶瓷的化學(xué)性能非常穩(wěn)定，具有優(yōu)良的抗氧化性和不可耐燒性。一般不會被氧化。此外陶瓷對酸、堿、鹽性和不可耐燒性。一般不會被氧化。此外陶瓷對酸、堿、鹽和熔融的有色金屬有較強(qiáng)的耐蝕性，不會發(fā)生老化。和熔融的有色金屬有較強(qiáng)的耐蝕性，不會發(fā)生老化。4 4電性能電性能 陶瓷材料的電性能可在很大的范圍內(nèi)變化。室溫陶瓷材料的電性能可在很大的范圍內(nèi)變化。室溫下的大多數(shù)陶瓷都是電絕緣體，因此大量由于制造隔電的瓷下的大多數(shù)陶瓷都是電絕緣體，因此大量由于制造隔電的瓷質(zhì)絕緣器件。某些特種陶瓷具有導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性，是作為功質(zhì)絕緣器件。某些特種陶瓷具有導(dǎo)電性和導(dǎo)磁性，是作為功能材料開發(fā)的特殊陶瓷品種

37、。能材料開發(fā)的特殊陶瓷品種。汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章二、常用工業(yè)陶瓷二、常用工業(yè)陶瓷 1普通陶瓷普通陶瓷 以粘土、長石、石英等天然原料為主，經(jīng)粉以粘土、長石、石英等天然原料為主，經(jīng)粉碎、成型、燒結(jié)工藝制成的產(chǎn)品均屬普通陶瓷（傳統(tǒng)陶瓷）。碎、成型、燒結(jié)工藝制成的產(chǎn)品均屬普通陶瓷（傳統(tǒng)陶瓷）。如日用陶瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、低壓和高壓電瓷、化工如日用陶瓷、建筑陶瓷、衛(wèi)生陶瓷、低壓和高壓電瓷、化工陶瓷（耐酸、堿）、多孔陶瓷。陶瓷（耐酸、堿）、多孔陶瓷。 日用陶瓷日用陶瓷 建筑及衛(wèi)生陶瓷建筑及衛(wèi)生陶瓷 低壓和高壓電陶瓷低壓和高壓電陶瓷汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章2.特種陶瓷特種

38、陶瓷 特種陶瓷是指用化工原料制成的，特種陶瓷是指用化工原料制成的，具有許多優(yōu)異性能的陶瓷。包括所有新型無機(jī)具有許多優(yōu)異性能的陶瓷。包括所有新型無機(jī)非金屬材料，都屬于特種陶瓷。如：非金屬材料，都屬于特種陶瓷。如： 氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷 、氮化硅陶瓷、氮化硅陶瓷 、碳化硅陶瓷、碳化硅陶瓷 和敏感陶瓷和敏感陶瓷 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷 氧化鋁陶瓷的主要成分是氧化鋁陶瓷的主要成分是Al2O3，又稱為剛玉瓷。它具有高硬度，高溫，又稱為剛玉瓷。它具有高硬度，高溫強(qiáng)度高，有良好的耐磨性、絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性。但抗熱震性能差，不能承強(qiáng)度高，有良好的耐磨性、絕緣性和化學(xué)穩(wěn)定性。

39、但抗熱震性能差，不能承受溫度的突變。由于它優(yōu)異的綜合性能，使其成為應(yīng)用最廣泛的高溫陶瓷。受溫度的突變。由于它優(yōu)異的綜合性能，使其成為應(yīng)用最廣泛的高溫陶瓷。在汽車工業(yè)中的典型用途為火花塞絕緣體，汽車排氣凈化器、發(fā)動機(jī)缸蓋底在汽車工業(yè)中的典型用途為火花塞絕緣體，汽車排氣凈化器、發(fā)動機(jī)缸蓋底板、氣缸套、活塞頂?shù)?。板、氣缸套、活塞頂?shù)取?火花塞絕緣體火花塞絕緣體 汽車排氣凈化器汽車排氣凈化器 氣缸套氣缸套 活塞頂活塞頂汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷 氮化硅陶瓷的顯著特點(diǎn)是抗熱震性能好，具有自潤氮化硅陶瓷的顯著特點(diǎn)是抗熱震性能好，具有自潤滑性優(yōu)異的電絕緣性。常用作高溫軸承、耐

40、蝕水泵密封滑性優(yōu)異的電絕緣性。常用作高溫軸承、耐蝕水泵密封環(huán)等。環(huán)等。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷 碳化硅陶瓷是目前高溫強(qiáng)度最高的陶瓷，它在碳化硅陶瓷是目前高溫強(qiáng)度最高的陶瓷，它在1400的高溫下仍能保持的高溫下仍能保持500600MPa的抗彎強(qiáng)的抗彎強(qiáng)度。常用于火箭尾噴嘴、燃?xì)廨啓C(jī)的葉片、核燃料的包度。常用于火箭尾噴嘴、燃?xì)廨啓C(jī)的葉片、核燃料的包裝材料等，也可制作耐磨密封圈。裝材料等，也可制作耐磨密封圈。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章敏感陶瓷敏感陶瓷 敏感陶瓷是一種采用粉末冶金的方法制成的精細(xì)陶瓷，按其功能和敏感敏感陶瓷是一種采用粉末冶金的方法制成的

41、精細(xì)陶瓷，按其功能和敏感效應(yīng)又分為半導(dǎo)體陶瓷、介電陶瓷、鐵電陶瓷、熱電陶瓷、壓電陶瓷導(dǎo)電陶效應(yīng)又分為半導(dǎo)體陶瓷、介電陶瓷、鐵電陶瓷、熱電陶瓷、壓電陶瓷導(dǎo)電陶瓷和磁性陶瓷等。瓷和磁性陶瓷等。 陶瓷類敏感元件或傳感器是借助于敏感陶瓷的物理量（或化學(xué)量）對電參陶瓷類敏感元件或傳感器是借助于敏感陶瓷的物理量（或化學(xué)量）對電參量變化的敏感性，實(shí)現(xiàn)對溫度、濕度、電、磁、聲、光、力和射線等信息進(jìn)量變化的敏感性，實(shí)現(xiàn)對溫度、濕度、電、磁、聲、光、力和射線等信息進(jìn)行檢測的器件，敏感陶瓷作為其主體材料而得到日益廣泛的應(yīng)用。行檢測的器件，敏感陶瓷作為其主體材料而得到日益廣泛的應(yīng)用。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章

42、第四章三、汽車上常用的功能陶瓷三、汽車上常用的功能陶瓷 做為結(jié)構(gòu)材料和功能材料，陶瓷在汽車中有廣泛的做為結(jié)構(gòu)材料和功能材料，陶瓷在汽車中有廣泛的用途。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)與工業(yè)化應(yīng)用證明：陶瓷材料優(yōu)越的用途。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)與工業(yè)化應(yīng)用證明：陶瓷材料優(yōu)越的機(jī)械特性及高溫化學(xué)性能，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過金屬材料或其機(jī)械特性及高溫化學(xué)性能，已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過金屬材料或其它材料制成的零部件。由于這些部件體積很小，而且它材料制成的零部件。由于這些部件體積很小，而且材料的密度較小，重量輕，靈敏度高對惡劣環(huán)境的適材料的密度較小，重量輕，靈敏度高對惡劣環(huán)境的適應(yīng)性好。此外，金屬體表面噴涂耐磨潤滑陶瓷在汽車應(yīng)性好。此外，金屬體表面噴涂耐磨潤滑陶瓷在

43、汽車上也有應(yīng)用。活塞環(huán)表面耐涂料層（上也有應(yīng)用?；钊h(huán)表面耐涂料層（AL2O3、Cr2O3、WC、Al2TiO5等），轉(zhuǎn)動部件的潤滑耐磨涂層，隔熱等），轉(zhuǎn)動部件的潤滑耐磨涂層，隔熱涂層和耐磨涂層等。涂層和耐磨涂層等。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章汽車中應(yīng)用的功能陶瓷汽車中應(yīng)用的功能陶瓷汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 陶瓷應(yīng)用于汽車上，可以有效地降低車輛的重量、陶瓷應(yīng)用于汽車上，可以有效地降低車輛的重量、提高發(fā)動機(jī)的熱效率、降低油耗，減少排氣污染，提高發(fā)動機(jī)的熱效率、降低油耗，減少排氣污染，提高易損件壽命、完善汽車智能性功能等都有重要提高易損件壽命、完善汽車智能性功能等都有重要

44、意義。意義。 近些年來，國際特種陶瓷界的科學(xué)家經(jīng)過艱苦試近些年來，國際特種陶瓷界的科學(xué)家經(jīng)過艱苦試驗(yàn)與攻關(guān)，已開發(fā)研制出一大批汽車用功能陶瓷制驗(yàn)與攻關(guān)，已開發(fā)研制出一大批汽車用功能陶瓷制品，下面介紹幾種常用功能陶瓷制品：品，下面介紹幾種常用功能陶瓷制品： 氧化鋯陶瓷氧傳感器氧化鋯陶瓷氧傳感器 、堇青石陶瓷蜂窩催化劑載堇青石陶瓷蜂窩催化劑載體體 、陶瓷氣門加熱器陶瓷氣門加熱器 、爆燃傳感器爆燃傳感器 和各種陶瓷傳各種陶瓷傳感元件等。感元件等。 陶瓷材料在汽車中的應(yīng)用陶瓷材料在汽車中的應(yīng)用汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章第三節(jié)第三節(jié) 玻璃玻璃 玻璃是汽車不可缺少的組成部分，正是它承擔(dān)著擋玻璃

45、是汽車不可缺少的組成部分，正是它承擔(dān)著擋風(fēng)、遮雨和采光的基本功能，而且也對汽車的外觀和風(fēng)、遮雨和采光的基本功能，而且也對汽車的外觀和內(nèi)在性能起著重要的作用。隨著人們對汽車在美觀、內(nèi)在性能起著重要的作用。隨著人們對汽車在美觀、舒適和環(huán)保等方面的標(biāo)準(zhǔn)越來越高，汽車玻璃已日益舒適和環(huán)保等方面的標(biāo)準(zhǔn)越來越高，汽車玻璃已日益成為設(shè)計師們實(shí)現(xiàn)各種附加功能的重要工具，是現(xiàn)代成為設(shè)計師們實(shí)現(xiàn)各種附加功能的重要工具，是現(xiàn)代汽車工業(yè)和建筑業(yè)等行業(yè)不可缺少的材料。汽車工業(yè)和建筑業(yè)等行業(yè)不可缺少的材料。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章一、玻璃的性能玻璃的性能 玻璃是一種非

46、晶形固體，它是以石英砂、純堿、長石、石灰石玻璃是一種非晶形固體，它是以石英砂、純堿、長石、石灰石等為主要原料，并加入某些金屬氧化物等輔料，在高溫窯中煅等為主要原料，并加入某些金屬氧化物等輔料，在高溫窯中煅燒至熔融后，經(jīng)成型、冷卻所獲得的非金屬材料。燒至熔融后，經(jīng)成型、冷卻所獲得的非金屬材料。（1）密度密度 普通玻璃的密度一般為普通玻璃的密度一般為2.5左右，石英玻璃的密度最左右，石英玻璃的密度最小，為小，為2.3，而鉛玻璃的最大密度可達(dá)，而鉛玻璃的最大密度可達(dá)8。 （2）力學(xué)性能力學(xué)性能 抗拉強(qiáng)度低，抗壓強(qiáng)度高，硬度較高（莫氏抗拉強(qiáng)度低，抗壓強(qiáng)度高，硬度較高（莫氏48級），韌性很差，是典型的脆

47、性材料。級），韌性很差，是典型的脆性材料。汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章（3）耐熱性耐熱性 普通玻璃的耐熱性較差，經(jīng)過熱處理后，可提普通玻璃的耐熱性較差，經(jīng)過熱處理后，可提高其耐熱性。高其耐熱性。（4）化學(xué)穩(wěn)定性化學(xué)穩(wěn)定性 玻璃有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，對酸、堿的腐蝕玻璃有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，對酸、堿的腐蝕具有較強(qiáng)的抵抗能力。但氫氟酸對玻璃具有較強(qiáng)的腐蝕作用。具有較強(qiáng)的抵抗能力。但氫氟酸對玻璃具有較強(qiáng)的腐蝕作用。（5）絕緣性絕緣性 固態(tài)玻璃具有良好的絕緣性能，可用于制造各種固態(tài)玻璃具有良好的絕緣性能，可用于制造各種絕緣器材和電學(xué)儀器。但液態(tài)玻璃卻具有良好的導(dǎo)電性。絕緣器材和電學(xué)儀器。但液態(tài)玻璃

48、卻具有良好的導(dǎo)電性。（6）光學(xué)性質(zhì)光學(xué)性質(zhì) 玻璃最突出的特點(diǎn)是具有良好的光學(xué)性質(zhì)。玻玻璃最突出的特點(diǎn)是具有良好的光學(xué)性質(zhì)。玻璃的光學(xué)性質(zhì)主要反映在透明性和折光性。璃的光學(xué)性質(zhì)主要反映在透明性和折光性。汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章二、常用玻璃的種類、特點(diǎn)及主要用途二、常用玻璃的種類、特點(diǎn)及主要用途 按其化學(xué)組成的不同按其化學(xué)組成的不同可分為：鈉玻璃、鉀玻璃、鉛可分為：鈉玻璃、鉀玻璃、鉛玻璃、鋁鎂玻璃、硼硅玻璃和石英玻璃等。玻璃、鋁鎂玻璃、硼硅玻璃和石英玻璃等。按用途的不同按用途的不同還可分為：建筑玻璃、工業(yè)玻璃、光還可分為：建筑玻璃、工業(yè)玻璃、光學(xué)玻璃、化學(xué)玻璃及玻璃纖維等。其中建筑玻

49、璃學(xué)玻璃、化學(xué)玻璃及玻璃纖維等。其中建筑玻璃有平板玻璃、波紋玻璃、玻璃磚和異形玻璃構(gòu)件；有平板玻璃、波紋玻璃、玻璃磚和異形玻璃構(gòu)件；工業(yè)玻璃有泡沫玻璃、夾絲玻璃、鋼化玻璃、夾工業(yè)玻璃有泡沫玻璃、夾絲玻璃、鋼化玻璃、夾層玻璃、中空玻璃以及磨光玻璃等；而平板玻璃層玻璃、中空玻璃以及磨光玻璃等；而平板玻璃又有一般窗用玻璃、壓花玻璃、磨砂玻璃、彩色又有一般窗用玻璃、壓花玻璃、磨砂玻璃、彩色玻璃和浮法玻璃的種類。玻璃和浮法玻璃的種類。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章常用的幾種玻璃產(chǎn)品常用的幾種玻璃產(chǎn)品平板玻璃平板玻璃 通常是指窗用平板玻璃，又稱鏡片玻璃。在通常是指窗用平板玻璃，又稱鏡片玻璃。在日

50、常生活中隨處可見。日常生活中隨處可見。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 磨砂玻璃磨砂玻璃 通常又叫毛玻璃。它是對平板玻璃進(jìn)行表面磨砂處通常又叫毛玻璃。它是對平板玻璃進(jìn)行表面磨砂處理而得到的。其主要特點(diǎn)是透光不透明，常用于制作浴室、衛(wèi)理而得到的。其主要特點(diǎn)是透光不透明，常用于制作浴室、衛(wèi)生間門窗等，還可用于制作燈罩、黑板面等。生間門窗等，還可用于制作燈罩、黑板面等。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章浮法玻璃浮法玻璃 是經(jīng)錫槽浮拋成型的高質(zhì)量平板玻璃。主要特點(diǎn)是經(jīng)錫槽浮拋成型的高質(zhì)量平板玻璃。主要特點(diǎn)是表面平整，無波紋，光學(xué)性質(zhì)比一般平板玻璃優(yōu)良。多用是表面平整，無波紋，光學(xué)性質(zhì)比一

51、般平板玻璃優(yōu)良。多用于櫥窗的制作及高級建筑的門窗等。于櫥窗的制作及高級建筑的門窗等。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 鋼化玻璃鋼化玻璃 鋼化玻璃是普通玻璃經(jīng)過高溫淬火處理的特種玻璃，鋼化玻璃是普通玻璃經(jīng)過高溫淬火處理的特種玻璃，即將普通玻璃加熱到一定溫度后，迅速冷卻進(jìn)行特殊鋼化處理。即將普通玻璃加熱到一定溫度后，迅速冷卻進(jìn)行特殊鋼化處理。其性能特點(diǎn)是具有很高的溫度急變抵抗能力，強(qiáng)度也較高。鋼其性能特點(diǎn)是具有很高的溫度急變抵抗能力，強(qiáng)度也較高。鋼化玻璃主要用于高層建筑的門窗、廠房的天窗、汽車、火車、化玻璃主要用于高層建筑的門窗、廠房的天窗、汽車、火車、船舶的門窗和擋風(fēng)玻璃等。船舶的門窗和

52、擋風(fēng)玻璃等。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 夾絲玻璃夾絲玻璃 又稱防碎玻璃，玻璃中間夾有一層金屬網(wǎng)。夾絲玻璃又稱防碎玻璃，玻璃中間夾有一層金屬網(wǎng)。夾絲玻璃又分為夾絲壓花玻璃（在壓延過程中夾入金屬絲或網(wǎng)，一面壓又分為夾絲壓花玻璃（在壓延過程中夾入金屬絲或網(wǎng)，一面壓有花紋的平板玻璃）、有花紋的平板玻璃）、 夾絲磨光玻璃（表面進(jìn)行磨光的夾絲玻夾絲磨光玻璃（表面進(jìn)行磨光的夾絲玻璃）。特點(diǎn)是強(qiáng)度高，不易破碎。即使破碎，玻璃碎片也會附璃）。特點(diǎn)是強(qiáng)度高，不易破碎。即使破碎，玻璃碎片也會附著在金屬網(wǎng)上而不易脫落，具有一定的安全作用。適用于建筑著在金屬網(wǎng)上而不易脫落，具有一定的安全作用。適用于建筑中

53、需要采光而對安全性要求又比較高的場合，如廠房天窗、防中需要采光而對安全性要求又比較高的場合，如廠房天窗、防火門窗、地下采光窗等?；痖T窗、地下采光窗等。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章 夾層玻璃夾層玻璃 又稱安全玻璃。它是將兩片以上的平板類玻璃用聚又稱安全玻璃。它是將兩片以上的平板類玻璃用聚乙烯醇縮丁醛塑料襯片粘合而成，具有較高的強(qiáng)度。在受到破乙烯醇縮丁醛塑料襯片粘合而成，具有較高的強(qiáng)度。在受到破壞時，會產(chǎn)生輻射狀或同心圓形裂紋，碎片不易脫落，且不影壞時，會產(chǎn)生輻射狀或同心圓形裂紋，碎片不易脫落，且不影響透明度，不產(chǎn)生折光現(xiàn)象。響透明度，不產(chǎn)生折光現(xiàn)象。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章

54、第四章 信號玻璃信號玻璃 主要有平板色玻璃、凸透鏡玻璃、偏光鏡玻璃和牛主要有平板色玻璃、凸透鏡玻璃、偏光鏡玻璃和牛眼形玻璃四類。信號玻璃的質(zhì)量要求遠(yuǎn)高于普通玻璃。它要求眼形玻璃四類。信號玻璃的質(zhì)量要求遠(yuǎn)高于普通玻璃。它要求具有色彩鮮艷且均勻一致，較高的透明度，有選擇的色光透過具有色彩鮮艷且均勻一致，較高的透明度，有選擇的色光透過性等特性。廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、水路、航空等領(lǐng)域制作各性等特性。廣泛應(yīng)用于鐵路、公路、水路、航空等領(lǐng)域制作各種信號機(jī)、信號燈。種信號機(jī)、信號燈。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章玻璃纖維玻璃纖維 制成玻璃纖維的玻璃主要為二氧化硅和其它氧化物的共熔體并以極制成玻璃纖

55、維的玻璃主要為二氧化硅和其它氧化物的共熔體并以極快的速度抽拉成細(xì)絲狀玻璃，直徑一般為（快的速度抽拉成細(xì)絲狀玻璃，直徑一般為（59）m，玻璃纖維柔軟如絲，玻璃纖維柔軟如絲，比玻璃的強(qiáng)度和韌性高得多，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)比玻璃的強(qiáng)度和韌性高得多，其抗拉強(qiáng)度可達(dá)10003000Mpa，比高強(qiáng)，比高強(qiáng)度鋼還高出兩倍；耐熱性高，在度鋼還高出兩倍；耐熱性高，在250以下力學(xué)性能變化不大；化學(xué)穩(wěn)定性以下力學(xué)性能變化不大；化學(xué)穩(wěn)定性好，主要缺點(diǎn)是脆性較大。玻璃纖維若與合成樹脂結(jié)合在一起，便形成了性好，主要缺點(diǎn)是脆性較大。玻璃纖維若與合成樹脂結(jié)合在一起，便形成了性能較好的好的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，即玻璃鋼；玻璃纖維也

56、可以制成耐火能較好的好的玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，即玻璃鋼；玻璃纖維也可以制成耐火織物?？椢铩?汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章三、常用汽車玻璃三、常用汽車玻璃 汽車用玻璃的使用量占汽車總重的汽車用玻璃的使用量占汽車總重的3%左右左右（轎車）。玻璃（轎車）。玻璃是汽車上具有重要功能的外裝件。汽車上使用的玻璃主要是窗是汽車上具有重要功能的外裝件。汽車上使用的玻璃主要是窗玻璃，對玻璃的透明性、耐侯性、強(qiáng)度及安全性有很高的要求。玻璃，對玻璃的透明性、耐侯性、強(qiáng)度及安全性有很高的要求。在現(xiàn)代汽車中，玻璃不僅僅是一種功能性外裝件，而且還兼顧在現(xiàn)代汽車中，玻璃不僅僅是一種功能性外裝件，而且還兼顧了保證開

57、闊視野、良好的乘坐環(huán)境、降低空氣阻力和美觀等多了保證開闊視野、良好的乘坐環(huán)境、降低空氣阻力和美觀等多種功能。玻璃優(yōu)良的造型設(shè)計，可以有利于降低汽車的空氣阻種功能。玻璃優(yōu)良的造型設(shè)計，可以有利于降低汽車的空氣阻力，減少燃料的消耗。現(xiàn)代汽車流行的曲面風(fēng)窗玻璃，使汽車力，減少燃料的消耗。現(xiàn)代汽車流行的曲面風(fēng)窗玻璃，使汽車的造型更加美觀實(shí)用。的造型更加美觀實(shí)用。 根據(jù)玻璃在汽車上的安裝位置不同，分為風(fēng)窗玻璃、后窗玻根據(jù)玻璃在汽車上的安裝位置不同，分為風(fēng)窗玻璃、后窗玻璃、前角窗玻璃、前門窗玻璃、后門窗玻璃、后角窗玻璃和后璃、前角窗玻璃、前門窗玻璃、后門窗玻璃、后角窗玻璃和后側(cè)窗玻璃等。此外側(cè)窗玻璃等。此

58、外,汽車用玻璃必須是汽車用玻璃必須是安全性能高的夾層玻璃、安全性能高的夾層玻璃、局部鋼化玻璃或鋼化玻璃局部鋼化玻璃或鋼化玻璃。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章汽車玻璃汽車玻璃汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章四、新型汽車玻璃簡介四、新型汽車玻璃簡介 現(xiàn)代汽車工業(yè)對于汽車玻璃的性能要求上越來越高?，F(xiàn)代汽車工業(yè)對于汽車玻璃的性能要求上越來越高。隨著科技水平的發(fā)展，新型功能性玻璃材料應(yīng)運(yùn)而生，隨著科技水平的發(fā)展，新型功能性玻璃材料應(yīng)運(yùn)而生，并廣泛地運(yùn)用于汽車上。這里介紹幾種常見的新型汽并廣泛地運(yùn)用于汽車上。這里介紹幾種常見的新型汽車玻璃車玻璃:防紫外線鋼化玻璃防紫外線鋼化玻璃 、具有紅外

59、反射功能的汽車、具有紅外反射功能的汽車擋風(fēng)玻璃擋風(fēng)玻璃 、智能化自潔性抗反射玻璃、智能化自潔性抗反射玻璃 和超吸熱玻璃和超吸熱玻璃 。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章防紫外線鋼化玻璃防紫外線鋼化玻璃 是利用一些金屬氧化物的納米粒子，對紫外線的選擇性吸是利用一些金屬氧化物的納米粒子，對紫外線的選擇性吸收與反射作用，選擇采用了納米態(tài)的含有收與反射作用，選擇采用了納米態(tài)的含有o、Fe、r等等氧化物族系，經(jīng)高溫涂敷融熔燒結(jié)整合處理，而獲得的一種氧化物族系，經(jīng)高溫涂敷融熔燒結(jié)整合處理，而獲得的一種具有紫外線輻射的防護(hù)特性滿足車輛作業(yè)使用條件的新品玻具有紫外線輻射的防護(hù)特性滿足車輛作業(yè)使用條件的新

60、品玻璃，具有永久性防紫外線輻射的功能。璃，具有永久性防紫外線輻射的功能。 汽車應(yīng)用材料汽車應(yīng)用材料 第四章第四章具有紅外反射功能的汽車擋風(fēng)玻璃 具有紅外反射功能的汽車擋具有紅外反射功能的汽車擋風(fēng)玻璃采用中頻交流磁控濺射風(fēng)玻璃采用中頻交流磁控濺射鍍膜技術(shù)，在夾膠安全玻璃的鍍膜技術(shù)，在夾膠安全玻璃的里側(cè)沉積一層具有極高可見光里側(cè)沉積一層具有極高可見光透過率、很高紅外反射率的特透過率、很高紅外反射率的特殊功能薄膜，可以極大提高駕殊功能薄膜，可以極大提高駕乘舒適性。在炎熱的盛夏，對乘舒適性。在炎熱的盛夏，對具有強(qiáng)烈熱效應(yīng)的中遠(yuǎn)紅外線具有強(qiáng)烈熱效應(yīng)的中遠(yuǎn)紅外線產(chǎn)生產(chǎn)生80以上的反射作用，使以上的反射作用