汽車應(yīng)用

　　隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，具有輕質(zhì)、高強(qiáng)度、耐腐蝕、易合成型等優(yōu)點(diǎn)的非金屬材料越來越多的取代傳統(tǒng)的金屬材料，在汽車上得到了應(yīng)用。在汽車工業(yè)中非金屬材料有塑料、橡膠、摩擦材料、涂料、膠黏劑、復(fù)合材料、玻璃、紡織材料、密封材料及潤滑油等。其中汽車用復(fù)合材料在汽車工業(yè)中越來越得到廣泛的重視和應(yīng)用，而且有著一定的市場開發(fā)前景。
 

　　車用復(fù)合材料的特點(diǎn)

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

　　復(fù)合材料是并向異性的非均質(zhì)材料，與其他材料相比有以下突出特點(diǎn)：

　　1）比強(qiáng)度與比模量高。比強(qiáng)度、比模量是指材料的強(qiáng)度和模量與密度之比，比強(qiáng)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(yùn)轉(zhuǎn)的結(jié)構(gòu)件或需減輕自重的運(yùn)輸工具具有重要意義。

　　2）纖維增強(qiáng)復(fù)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(kuò)展，外加載荷由增強(qiáng)纖維承擔(dān)。大多數(shù)金屬材料的疲勞強(qiáng)度極限是其拉伸強(qiáng)度的30%~50%,而復(fù)合材料則可達(dá)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(shù)可為原來的好幾倍。如聚氯乙烯以碳纖維增強(qiáng)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(dāng)塑料與鋼板復(fù)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(fù)合材料，可制成滑動軸承的良好材料。

　　4）化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良。纖維增強(qiáng)酚醛塑料可長期在含氯離子的酸性介質(zhì)中使用，用玻璃纖維增強(qiáng)塑料，可制造耐強(qiáng)酸、鹽、酯和某些溶劑的化工管道、泵、閥及容器等設(shè)備。如用耐堿纖維與塑料復(fù)合，還能在強(qiáng)堿介質(zhì)中使用。耐堿纖維可用來取代鋼筋與水泥復(fù)合。

　　5）耐高溫?zé)g性好。纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中，除玻璃纖維軟化點(diǎn)較低（700~900℃）外，其他纖維的熔點(diǎn)（或軟化點(diǎn)）一般都在2000℃以上，用這些纖維與金屬基體組成的復(fù)合材料，高溫下強(qiáng)度和模量均有提高。例如：用碳纖維或硼纖維增強(qiáng)后，400℃時強(qiáng)度和模量基本可保持室溫下水平。同樣用碳纖維增強(qiáng)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(dǎo)熱系數(shù)，可瞬時耐超高溫，故可做耐燒蝕材料。

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

責(zé)任編輯：曾祥偉

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