汽车工程材料分类
汽车工程材料分类
·十种汽车材料
汽车工程材料分类
一、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。所以降低汽车驱动运动的能量对于节省汽油十分有利。复合材料主要用于发动机罩、翼子板、车门、车顶板、导流罩、车厢后挡板等,甚至出现了全复合材料的卡车驾驶室和轿车车身。
解决方案:提高燃油效率+减轻汽车自重
方案一:采用轻质的碳复合材料取代钢铁,这种材料已经用于制造网球拍和高尔夫球球棒。
碳纤维的汽车能减轻一半以上的重量,因而燃油的效率也将提高一倍,也就是说使用同等重量的燃油可以运行以前两倍的距离。而且碳纤维汽车在碰撞后能保护乘客,因为材料会破碎成很小的碎片,从而减缓了撞击,这也是减轻汽车重量的好处之一。Fiberforge公司主管赖特-戴维斯(Dwight Davis)表示:“碳纤维汽车的碎片在经过缓冲器后已经失去了大部分能量,因此不会给用户造成很大的伤害。”
复合材料特征:1、复合材料是多相体系(由两种或两种以上的不同物质组成);
2、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。
/view/d050270d6c85ec3a87c2c567.html 复合材料主要由增强材料和基体材料两大部分组成;
增强材料:在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能,如玻璃钢中的玻璃纤维,CFRP(碳纤维增强塑料)中的碳纤维素就是增强材料。
基体:构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢(GRP)中的树脂(环氧树脂)就是基体。
按基体不同,复合材料可分为三大类:
汽车工程材料
第一节 汽 车 燃 料
图2-1 馏程测定装置 1—烧瓶 2—温度计 3—冷凝管 4—冷凝器 5—量筒 6—托架 7—支架 8—喷灯 9—下罩 10—石棉垫 11—上罩
第一节 汽 车 燃 料
4)水溶性酸或碱用于判定油品中是否存在无机酸、低分子有机酸 或水溶性氢氧化物,这些物质是石油炼制过程中残留下来的,有 很强的腐蚀性。
5)无害性。 2.车用汽油的规格和牌号 3.车用汽油的选用
第一节 汽 车 燃 料
表2-1 车 用 汽 油
第一节 汽 车 燃 料
表2-1 车 用 汽 油
第一节
三、汽车非金属材料
汽车材料类型
非金属材料包括塑料、橡胶、玻璃、陶瓷、复合材料、胶粘剂、摩 擦材料、涂装材料等,它们在汽车上的应用呈逐年增长的趋势。 1.车用橡胶和塑料 2.陶瓷 3.复合材料和胶粘剂
第二节
汽车材料现状及发展方向
一、国外汽车材料现状及发展方向
轻量化与环保是当今汽车材料发展的主要方向,减轻汽车自身质量 是降低汽车排放、提高燃油经济性的最有效措施之一。尽管近阶段 钢铁材料仍保持主导地位,但各种材料在汽车上的应用比例正在发 生变化,主要变化趋势是高强度钢和超高强度钢、铝合金、镁合金、 塑料和复合材料的用量将有较大的增长,铸铁和中、低强度钢的比 例将会逐步下降,但载货汽车的用材变化不如轿车明显;轻量化材 料技术与汽车产品设计、制造工艺的结合将更为密切,汽车车身结 构材料将趋向多材料设计方向;更重视汽车材料的回收技术;电动 汽车、代用燃料汽车专用材料以及汽车功能材料的开发和应用工作 不断加强。
汽车工程材料
同素异构转变实质上是结晶过程,也称为重结晶(二次结晶), 同样有形核及晶粒长大过程,也受冷却速度及过冷度的响。
通常,固态相变所需的过冷度(相变驱动力)较大,晶格的变 化引起体积变化,导致内应力,从而引起强化。 钢的淬火: γ- Fe转变为α- Fe,体积膨胀,晶格变形,内应 力很大,是强度得以提高的一个重要因素。
螺型位错 左、右型
混合位错
2.5.3 表征位错的参数:位错线,柏氏矢量 2.5.4 位错运动
滑移和攀移 位错运动是金属材料产生塑性变形的根本原因,宏观的塑性变形是无数位错积累的结果。 应变硬化:塑性变形 位错增殖 位错密度 位错缠结 强化
2.5.3 面缺陷
晶界 孪晶
2.6. 合金的晶体结构
C-C键
大分子链的形状:线型、支链型、体型 热塑性 热弹性 热固性
聚集态结构 晶体区、非晶体区 结晶度对性能的影响
2.10 扩散
由于能量差引起的原子/粒子的定向运动称为扩散。 扩散是改变金属(固体材料)内部结构的重要机制, 是固态相变的基础。 扩散机制:空位、间隙原子、位错、界面。
影响因素:温度、晶体结构、缺陷、外加物理场、原 子间的交互作用等。
Chap 3 材料的凝固
凝固:物质由液态到固态的转变过程。
凝固分为结晶和形成非晶态两种。
汽车工业中的材料科学与工程
汽车工业中的材料科学与工程随着社会的不断发展,汽车工业逐渐成为了人们生活中不可缺
少的一部分。汽车的质量和性能直接关系到人们的生活品质和安全,而汽车工业中的材料科学与工程则是决定汽车质量的关键因
素之一。本文将从汽车工业中的材料科学与工程角度出发,揭示
现代汽车的材料科技与工程技术。
一、汽车材料的分类
汽车材料主要可分为金属材料和非金属材料两大类。金属材料
包括钢、铝、铜、铝镁合金、钛合金和镁合金等,而非金属材料
则包括由复合材料制成的材料。
1、钢
钢是一种铁碳合金,其主要成分是铁和一些碳组成的混合物。
由于钢具有较高的强度和可塑性,因此被广泛应用于汽车制造中。
2、铝
铝是一种轻金属,具有密度小、强度高、导热性好、耐腐蚀等
多种优良性能。在现代汽车制造中,铝被广泛应用于汽车车身和
发动机等结构件中。
3、复合材料
复合材料指由不同的材料通过机械、化学或物理的方式结合起来的材料。这种材料具有轻质、高强度、耐腐蚀等优良性能,在汽车工业中也得到了广泛的应用。
二、汽车工业材料应用技术的发展
随着汽车工业的不断发展,材料应用技术也迅速进步。下面列举几种目前在汽车工业中比较受欢迎的技术。
1、焊接技术
对于汽车的制造而言,焊接技术是必不可少的。现代焊接技术已经发展到了自动化的程度,比如采用可编程控制器和机器人等技术,使得焊接生产线的效率和质量都得到了大幅提升。
2、热处理技术
在汽车制造中,对于金属材料而言,热处理技术是一种必不可少的技术手段。通过对金属材料进行高温处理,可以改善其微观结构,提高其硬度、强度和耐蚀性等性能。
3、材料精密加工技术
汽车工程材料分类
汽车工程材料分类
汽车是现代社会不可或缺的交通工具,而汽车工程材料则是构成汽车的基础。汽车工程材料的分类对于汽车制造和维护有重要的意义。本文将详细介绍汽车工程材料的分类。
一、金属材料
金属材料是汽车工程中最常用的材料之一。它具有强度高、稳定性能好、寿命长等优点。其中,钢铁、铝合金、镁合金、钛合金等普遍应用于汽车工程中。
1. 钢铁:汽车制造中广泛使用的钢材包括冷轧、热轧、
镀锌、电镀等种类。不同种类的钢材特点不同,其耐腐蚀性、塑性、强度等性能也各有差异。
2. 铝合金:铝合金是一种轻质、高强度、耐腐蚀的材料。在汽车车身、发动机舱盖、底盘等部件中广泛应用。
3. 镁合金:镁合金是一种轻质、高强度、刚性好的材料,但其耐腐蚀性低。在汽车发动机、变速器等部件中常用。
4. 钛合金:钛合金具有高强度、低密度、优异的耐腐蚀
性能。在汽车轮毂、发动机等部件中应用广泛。
二、塑料材料
塑料材料是近年来在汽车工程中应用越来越广的材料。它们具有重量轻、成本低、成型性能好等优点。在汽车车身、内饰、仪表板等方面中越来越多地采用塑料材料。
1. 聚丙烯:聚丙烯是一种质轻、耐腐蚀的塑料材料,常用于汽车引擎盖、车门板、底盘等部件制造。
2. 防水夹克:防水夹克是一种具有隔热性和耐磨性的塑料材料,常用于汽车密封材料、汽车座椅、地毯等部件制造。
3. 聚苯乙烯:聚苯乙烯是一种低密度、高强度的塑料材料,常用于汽车座椅、中央扶手、防护杆等部件制造。
三、橡胶材料
橡胶材料是一种流行的汽车工程材料,由于其具有良好的弹性、耐磨性和耐腐蚀性,常用于汽车轮胎、悬架、密封垫等部件制造。
汽车工程材料1
例3 非金属材料在汽车零部件中的应用:
2.汽车材料的应用
以现代轿车用材为例,按照重量来换算, 钢材占汽车自重的55%-60%, 铸铁占5%-12%, 有色金属占6% ~10%, 塑料占8% ~12%,橡胶占4%,玻璃占3%, 其他材料(油漆、各种液体等)占6% ~ 12%。
3.汽车运行材料
4.材料的塑性指标
(1)伸长率δ :是指试样拉断后,标距伸长量 与原始标距的百分比。即
lu l0 100% l0
式中,lu是试样断裂后的标距(㎜),l0是试样 的原始标距(㎜),同一材料的伸长率与试样 尺寸有关。
(2)断面收缩率ψ:
是指试样拉断后横截 即
面积的缩减量与原始横截面积之比。
车用汽油 燃料 轻柴油 其他代用燃料 发动机油 车辆齿轮油 液力传动油 液压油 润滑脂 制动液 减振器液 发动机冷却液 制冷剂
汽 车 运 行 材 料
润滑油
工作液
轮胎
菜单
三、汽车材料的展望
• 汽车工业发展的方向:汽车轻量化和减少污染
• 汽车材料总的发展趋势是:
结构材料中钢铁材料所占比例将逐步下降,
有色金属、陶瓷材料、复合材料、高分子材料 等新型材料的用量有所上升。在性能可靠的条 件下,将尽可能多地采用铝合金、复合材料等 轻型、新型材料取代钢铁材料。
)
形状记忆合金 形状记忆效应示意图
汽车常用工程材料
铸钢的牌号由“ZG”和两组数字组成,其中“ZG”为铸 钢代号,代号后面的两组数字分别表示屈服强度σs (MPa)和抗拉强度σb(MPa)。例如:ZG270-500表 示屈服强度为270MPa,抗拉强度为500MPa的铸钢。
铸钢在汽车上的应用实例:ZG270-500用于化油器,操 作杆活接头等;ZG310-570用于CA1092的进排气岐管压 板,前减震器下支架等。
牌号首部用数字标明碳含量,规定合金结构钢以万分之 一为单位的数字(两位数),工具钢和特殊性能钢以千 分之一为单位的数字(一位数)来表示碳含量。
(三)合金结构钢
合金结构钢是在碳素结构钢的基础上加入一种或几种合 金元素的钢,主要有:①低合金结构钢; ②合金渗碳 钢; ③合金调质钢; ④合金弹簧钢; ⑤滚动轴承钢。
6.2.3 铸铁
根据碳在铸铁中存在的形式的不同,常用铸铁有:灰铸 铁、球墨铸铁、可锻铸铁、蠕墨铸铁、合金铸铁。
6.2.4 非铁金属及其合金材料
非铁金属及其合金材料是指除钢铁材料以外的金属及其 合金。非铁金属具有特殊的物理、化学和力学性能。
1. 铝及铝合金
铝元素是自然界中储量最丰富的金属材料。铝元素的单 质金属铝及铝合金属于轻金属,是一类十分重要的金属 材料,也是目前汽车工业中的重要材料之一,使用量和 使用率每年都在增加。
①工业纯铁
②钢 根据含碳量及室温组织的不同,又可分为以下三 类:
汽车工程中的新材料及其应用研究
汽车工程中的新材料及其应用研究
随着科技的不断发展,汽车行业也在不断创新,其中一个重要的方向就是新材料的应用。新材料可以大大提高汽车的性能和安全性,同时也可以减轻车身质量,降低燃料消耗。本文将探讨汽车工程中的新材料及其应用研究。
一、碳纤维复合材料
碳纤维复合材料(CFRP)是一种轻质材料,其强度和刚性非常高,同时也非常耐久。由于具有这些特性,CFRP被广泛应用于高端跑车和赛车中。CFRP车身可以比传统车身减重约50%,同时又可以提高整体车身刚性。这些优点使得CFRP 成为未来汽车行业的重要材料。
二、铝合金
铝合金的密度相对比较低,同时也有很高的强度和良好的耐腐蚀性能。在汽车的发动机、变速器和悬挂等部件中,铝合金被广泛应用。使用铝合金零件可以减轻车身重量,减少燃料消耗,同时也可以提高发动机的性能和效率。
三、镁合金
镁合金同样也是一种轻量化材料,其密度比铝合金还要低。镁合金的强度也比较高,同时具有良好的耐腐蚀性能。目前,镁合金被广泛应用于汽车的发动机罩和车轮等零部件上。
四、聚合物材料
聚合物材料是一种非常广泛的材料,像塑料、橡胶等都是属于聚合物材料。在汽车行业中,聚合物材料被应用于制造车身、座椅和内饰等部件。这些材料可以减轻车身质量,提高汽车的耐用性和安全性。
五、纳米材料
纳米材料是指粒径在1纳米至100纳米的材料,由于其特殊的物理和化学特性,面对未来复杂的环境和行驶条件,纳米材料的作用将会越来越重要。纳米材料可以强化汽车的车身、发动机等部件,并提高汽车的安全性和性能。
综合来看,新材料的应用对于提高汽车性能、减少能耗和降低排放都有非常积
机械工程材料的定义和分类
机械工程材料的定义和分类
机械工程材料是指用于机械工程中作为结构、部件的材料,包括金属材料、非金属材料和复合材料等。材料的选择对于机械设计的性能、成本、制造和使用寿命都有着重要影响。
一、金属材料
金属材料指化学成分中含金属元素为主的材料。金属材料具有高强度、高导热性、良好的可塑性和成型性等特点。金属材料常用于机械零部件、结构、传动设备等方面。
1.1 铁类材料铁类材料包括钢、铸铁和铸钢等。钢是含碳
量少于2%的铁碳合金,钢的强度高、可塑性好、韧性良好、
耐腐蚀性能好,并且可以通过各种热处理方法改变其物理和机械性能。铸铁是含碳量大于2%的铁碳合金,铸铁表面硬度高,但脆性较大;铸钢是通过铸造方法制得的一种合金钢,具有钢的特点,但铸造时有些铸钢可能存在缺陷,影响材料的强度和韧性。
1.2 铜类材料铜类材料常用于导电、导热、紫铜管道、合
金制品等方面。铜的优点包括良好的导电性和导热性、良好的可塑性和成型性,以及优良的耐腐蚀性。铜合金的强度和硬度比铜高,可以提高材料的使用寿命。
1.3 铝类材料铝类材料具有轻质、良好的耐腐蚀性、良好
的导热性和良好的成型性等优点,常用于航空、汽车制造和建筑业等方面。铝类材料包括纯铝、铝合金、铝镁合金等,铝合
金的强度和硬度比纯铝高,而铝镁合金还具有良好的抗腐蚀性。
1.4 钛类材料钛类材料具有极高的强度、硬度和耐腐蚀性,并且比铜、铝和钢轻,常用于高要求的工业应用中,如航空、航天和汽车制造等领域。
二、非金属材料
非金属材料指化学成分中除金属元素外的所有固态材料,包括塑料、橡胶、陶瓷、玻璃和石材等。
汽车材料名词解释
汽车材料名词解释
汽车材料是指用于制造汽车的各种物质和组成部分。以下是一些常见的汽车材料及其解释:
1. 钢铁:汽车的主要材料之一,用于车身和底盘等结构部件。钢铁具有良好的强度和刚度,能够提供车辆所需的支撑和防护功能。
2. 铝合金:轻质材料,常用于制造汽车的车身和发动机零部件,如发动机缸盖和车门等。铝合金具有较高的强度和良好的耐腐蚀性,能够降低整车重量并提高燃油经济性。
3. 塑料:广泛用于汽车内饰件和外观件的制造,如仪表板、车门板等。塑料具有低成本、易加工和轻质的特点,同时具备一定的抗冲击和耐磨性。
4. 橡胶:用于汽车轮胎和密封件等部件的材料。橡胶具有良好的弹性和耐磨性,能够提供车辆舒适性和行驶稳定性。
5. 玻璃:汽车的车窗、后视镜和挡风玻璃等部件常采用玻璃材料。玻璃具有透明、坚固和耐高温等特点,能够提供良好的能见度和安全性。
6. 复合材料:由多种材料组合而成的材料,常用于汽车的特殊部件,如碳纤维增强复合材料常用于制作高性能赛车的车身和悬挂系统。复合材料具有高强度、轻质和耐腐蚀等特点,能够提高车辆的性能和燃油经济性。
总之,汽车材料在汽车制造中起着至关重要的作用,不同材料的选择和应用能够影响汽车的性能、安全性和经济性等方面。
汽车工程采用的新工艺、新技术、新材料介绍
汽车工程采用的新工艺、新技术、新材料
介绍
新工艺
1. 3D打印技术:3D打印技术在汽车工程中得到广泛应用。它可以快速制造复杂形状的零件,并减少传统制造过程中的浪费和成本。
2. 自动驾驶技术:自动驾驶技术正在成为汽车工程领域的重要趋势。这项技术利用传感器和计算机系统,使汽车能够自主行驶,提高了驾驶的安全性和便利性。
新技术
1. 智能互联技术:智能互联技术正在改变汽车工程的发展。通过将汽车与互联网连接,使得车辆能够实现远程控制、数据共享以及智能导航等功能,提升了车辆的智能化水平。
2. 轻量化技术:轻量化技术是为了减少汽车的自重而应用的新技术。采用轻量化材料和设计,使汽车更加省油、环保,并提高了车辆的整体性能。
新材料
1. 碳纤维材料:碳纤维材料在汽车工程中被广泛使用。它具有高强度、低密度的特点,能够有效减轻汽车重量,提高燃油效率,同时增加车辆的安全性。
2. 锂离子电池:锂离子电池是电动汽车中常用的电池技术。它具有高能量密度、长循环寿命等优点,使得电动汽车具有更长的续航里程,并且充电时间更短。
以上是汽车工程中采用的一些新工艺、新技术和新材料的简要介绍。这些创新为汽车行业带来了许多好处,包括更高的安全性、更低的成本、更高的性能和更环保的特性。
汽车常用工程材料
汽车常用工程材料
汽车是现代交通工具的重要组成部分,而汽车的制造则禤需要大量
的工程材料来支撑。在汽车制造领域,常用的工程材料具有耐磨、耐
高温、耐腐蚀等优良性能,以确保汽车在复杂环境下的稳定运行。本
文将介绍汽车制造中常用的几种工程材料。
金属材料
金属材料是汽车制造中最常用的工程材料之一。铝合金是一种轻质、强度高的金属材料,在汽车制造中被广泛应用。铝合金可以降低汽车
的整体重量,提高汽车的燃油效率,同时保证汽车的强度和稳定性。
另外,钢铁也是汽车制造中不可或缺的金属材料,具有良好的塑性和
强度,被用于汽车的车身、底盘等部位。在汽车制造中,金属材料还
包括镁合金、钛合金等,用于制造轮毂、发动机零部件等。
塑料材料
塑料材料在汽车制造中扮演着越来越重要的角色。相比于金属材料,塑料材料具有更轻、更便宜、更易加工成型等优点。在汽车制造中,
聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等塑料材料被广泛应用于汽车的内饰、
外部装饰等部位。另外,碳纤维复合材料也是一种常用的车载塑料,
具有优良的强度和硬度,被用于制造汽车的车身、车门等部位。
橡胶材料
橡胶材料在汽车制造中主要用于汽车的密封件、减震器等部位。常
用的橡胶材料包括丁腈橡胶、氯丁橡胶、丙烯橡胶等,具有优良的耐
磨、耐高温、耐油等性能。橡胶材料可以有效减少汽车部件之间的摩
擦和震动,提高汽车的舒适性和安全性。
复合材料
复合材料是由两种或两种以上材料的复合而成的新材料,具有金属
材料和塑料材料的优点。在汽车制造中,玻璃钢、碳纤维等复合材料
被广泛应用于汽车车身、外壳等部位。复合材料具有优越的机械性能
汽车车身结构与材料
汽车车身结构与材料是汽车工程中重要的组成部分,它们共同决定了汽车的外观、安全性和耐用性。本文将介绍汽车车身结构与材料的有关知识。
一、汽车车身结构
汽车车身结构通常由车身壳体、车架、车门、车窗、车顶和行李箱等部分组成。车身壳体通常采用高强度钢板或铝合金板材,具有较高的抗冲击和抗变形能力。车架是支撑车身壳体的主要结构,通常采用高强度钢或铝合金制成,具有较高的强度和刚度。车门、车窗、车顶和行李箱等部件也是车身的重要组成部分,它们需要与车身壳体配合,确保车辆的外观和功能性。
二、汽车车身材料
汽车车身材料是汽车工程中最重要的组成部分之一,它直接关系到汽车的安全性和环保性。目前,汽车车身材料主要包括以下几种:
1. 高强度钢板:高强度钢板是一种具有较高强度和刚度的材料,广泛应用于汽车车身壳体和底盘的制造。它具有较高的抗冲击和抗变形能力,可以保证车辆的安全性。但是,高强度钢板制造的车辆重量较大,不利于环保。
2. 铝合金材料:铝合金材料是一种具有较好耐腐蚀、轻质和高强度特点的材料,被广泛应用于汽车车身制造。与高强度钢板相比,铝合金材料可以减轻车辆重量,提高燃油经济性,同时也可以保证车辆的安全性。但是,铝合金材料的加工难度较大,成本较高。
3. 碳纤维复合材料:碳纤维复合材料是一种具有高强度、轻质和耐腐蚀等特点的材料,被广泛应用于赛车和高端豪华车型。它不仅可以减轻车辆重量,提高燃油经济性,还可以提高车辆的外观和性能。但是,碳纤维复合材料的成本较高,加工难度也较大。
总之,汽车车身结构与材料是汽车工程中非常重要的组成部分,它们直接关系到车辆的安全性、环保性和外观。随着汽车工业的不断发展和技术进步,汽车车身材料也在不断改进和创新,未来汽车车身材料将向着更加环保、轻量化和高性能的方向发展。
汽车工程材料
汽车工程材料
用于生产汽车的材料种类很多:有钢铁、有色金属、塑料、橡胶、玻璃、陶瓷等,据统计,近几年生产的一辆普通轿车,其主要材料的重量构成比大致为:钢铁65%~70%、有色金属10%~15%、非金属材料20%左右。其中钢铁类材料所占的比重比较过去虽有所下降,但仍是汽车材料的主体,有色金属中的铝及铝合金,非金属材料中的塑料所占的比重,有了较大幅度的提高,各种新型材料,如轻金属材料、复合材料、高技术合成材料等越来越多的用于现代汽车结构。
一、金属材料
(一)金属材料的性能
1.金属材料的理化性能
(1)密度:单位体积的质量。
(2)导热性:传导热量的能力。
(3)导电性:传导电流的能力。
(4)热膨胀性:受热时体积增大的能力。
(5)熔点:由固态变化液态时的温度。
(6)抗腐蚀性:抵御同周围介质发生化学反应而遭破坏的能力。
(7)抗氧化性:抵抗周围氧气氧化的能力。
2.金属材料的机械性能
金属材料的机械性能是指金属材料在各种载荷(外力)作用下表现出来的抵抗能力。
(1)强度:金属材料在载荷作用下抵抗塑性变形和断裂的能力称为强度。按载荷作用方式不同,强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、抗剪切强度等。通常多以抗拉强度作为基本的强度指标。
抗拉强度:材料被拉断前所能承受的最大应力值。用符号σb表示。抗拉强度值是用试验得到的。
强度是设计和选材的主要机械性能指标。机械零件在工作中一般不允许出现永久变形(塑性变形),所以材料在开始出现屈服现象时的最小应力值,即屈服点,是设计零件时的主要依据。工程上所称的刚度则是指材料的弹性模量,是衡量金属材料抵抗弹性变形的难易程度,刚度越大,则抵抗弹性变形能力越强。
汽车零件的高分子材料
汽车零件的高分子材料
汽车零件使用的高分子材料有很多种,下面列举了一些常见的高分子材料及其应用:
1. 工程塑料(Engineering plastics):如聚酰胺(尼龙)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等,用于制造汽车内饰件、外观件、车身结构件等。
2. 聚丙烯(Polypropylene,简称PP):用于制造汽车仪表板、门板、储物箱等。
3. 聚氨酯(Polyurethane,简称PU):用于制造汽车座椅、护板、悬挂系统等。
4. 聚酯(Polyester):用于制造汽车座椅面料、车身涂料等。
5. 聚碳酸酯(Polycarbonate,简称PC):用于制造汽车车灯镜片、后视镜壳体等。
6. 聚苯乙烯(Polystyrene,简称PS):用于制造汽车内饰件、保险杠等。
7. 聚醚酮(Polyetherketone,简称PEEK):用于制造汽车发动机零件、涡轮叶片等。
8. 聚丙烯酸酯(Polyacrylic,简称PAC):用于制造汽车漆膜、涂料等。
以上只是一些常见的高分子材料,随着科技的发展,新型高分子材料的应用也在不断涌现,并且在汽车零部件中发挥越来越重要的作用。
汽车工程材料详解
5.1.2 金属材料的性能 金属材料的性能主要包括使用性能和工艺性能两方面,
其中使用性能又包括物理性能、化学性能和机械性能等。它 们是指导生产、选用材料、设计机械零件及制定加工工艺的 主要依据。
1.金属的物理性能
(1)密度
密度是指物质单位体积的质量,用符号 表示,单位为
kg/m3。
金属材料的密度直接关系到它所制成设备的自重和效能。 一般密度小于5×103kg/m3的金属称为轻金属,密度大于 5×103kg/m3的金属称为重金属。
1℃时材料长度的增减量与其0℃时的长度之比,用 表示。
在零件的测量中必须考虑热膨胀性的因素,轴与轴瓦的 装配间隙必须根据材料的热膨胀性来确定,不同金属焊接时 要考虑线膨胀系数是否接近等。
(5)导电性
金属材料传导电流的性能称为导电性。衡量金属材料导 电性的指标是电阻率,电阻率越小,金属的导电性能越好。
金属材料承受的载荷有多种形式,可以是静态载荷,也可 以是动态载荷,包括单独或同时承受的拉伸应力、压应力、 弯曲应力、剪切应力、扭转应力,以及摩擦、振动、冲击等。
(1)强度
强度表征材料在外 力作用下抵抗变形和破 坏的最大能力,可分为 抗拉强度( b )、抗弯 强度( bb )、抗压强度 ( bc )等。
(2)可锻性
可锻性反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度。 例如,将材料加热到一定温度时其塑性的高低(表现为塑性
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·十种汽车材料
汽车工程材料分类
一、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。所以降低汽车驱动运动的能量对于节省汽油十分有利。复合材料主要用于发动机罩、翼子板、车门、车顶板、导流罩、车厢后挡板等,甚至出现了全复合材料的卡车驾驶室和轿车车身。
解决方案:提高燃油效率+减轻汽车自重
方案一:采用轻质的碳复合材料取代钢铁,这种材料已经用于制造网球拍和高尔夫球球棒。
碳纤维的汽车能减轻一半以上的重量,因而燃油的效率也将提高一倍,也就是说使用同等重量的燃油可以运行以前两倍的距离。而且碳纤维汽车在碰撞后能保护乘客,因为材料会破碎成很小的碎片,从而减缓了撞击,这也是减轻汽车重量的好处之一。Fiberforge公司主管赖特-戴维斯(Dwight Davis)表示:“碳纤维汽车的碎片在经过缓冲器后已经失去了大部分能量,因此不会给用户造成很大的伤害。”
复合材料特征:1、复合材料是多相体系(由两种或两种以上的不同物质组成);
2、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。
/view/d050270d6c85ec3a87c2c567.html 复合材料主要由增强材料和基体材料两大部分组成;
增强材料:在复合材料中不构成连续相赋于复合材料的主要力学性能,如玻璃钢中的玻璃纤维,CFRP(碳纤维增强塑料)中的碳纤维素就是增强材料。
基体:构成复合材料连续相的单一材料如玻璃钢(GRP)中的树脂(环氧树脂)就是基体。
按基体不同,复合材料可分为三大类:
树脂复合材料
金属基复合材料
无机非金属基复合材料,如陶瓷基复合材料。
工艺
一、聚合物基复合材料成型加工技术
1、手糊成型(hand lay up)
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手糊成型示意图
依次在模具表面施加脱模剂胶衣
一层粘度为一层粘度为0.3-0.4PaS的中等活性液体热固性树脂(须待胶衣凝结后)
一层纤维增强材料(玻纤、芳纶、碳纤维......),纤维增强材料有表面毡、无捻粗纱布(方格布)等几种。以手持辊子或刷子使树脂浸渍纤维增强材料,并驱除气泡,压实基层。铺层操作反复多次,直到达到制品的设计厚度。
树脂因聚合反应,常温固化。可加热加速固化。
(2)原材料
树脂不饱和聚酯树脂、已烯基酯树脂、环氧树脂、酚醛树脂等。
纤维玻纤、碳纤、芳纶等。虽然厚的芳纶织物难于手工将树脂浸透,亦可用。
芯材任意。
(5)典型产品
舰艇、风力发电机叶片、游乐设备、冷却塔壳体、建筑模型。
2、树脂传递成型(RTM)
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树脂传递成型示意图
RTM是一种闭模低压成型的方法。
将纤维增强材料置于上下模之间;合模并将模具夹紧;在压力下注射树脂;树脂固化后打开模具,取下产品。
树脂胶凝过程开始前,必须让树脂充满模腔,压力促使树脂快速传递到模个内,浸渍纤维材料。
RTM是一低压系统,树脂注射压力范围0.4-0.5MPa,当制造高纤维含量(体积比超过50%)的制品,如航空航天用零部件时,压力甚至达0.7MPa。
纤维增强材料有时可预先在一个模具内预成型大致形状(带粘结剂),再在第二个模具内注射成型。
为了提高树脂浸透纤维能力,可选择真空辅助注射(VARI-vacuum saaistedrsin injection)。
注意树脂一经将纤维材料浸透,树脂注口要封闭,以便树脂固化。注射与固化可在室温或加热条件下进行。模具可以复合材料与钢材料制作。若采用加热工艺。宜用钢模。
(2)原材料
树脂:一般多用环氧、不饱和聚酯、乙烯基脂及酚醛;当加温时,高温树脂台双马列来酰亚胺树脂亦可用。
法国Vetrotex公司开发了热塑性树脂RTM。
纤维:任意。常用玻纤连续毡、缝编材料(其纤维间的缝隙得于树脂传递)、无捻粗纱布;玻纤与热塑性塑料的复合纱及其织物与片材(法国Vetrotex商品名TWINTEX)。
芯材:不用蜂窝,因蜂窝空格全被树脂填满,压力会导致其破坏。可用耐溶剂发泡材料PU、PP、CL、VC等。
(5)典型产品
小型飞机与汽车零部件、客车座椅、仪表壳
3、纤维缠绕(FW)
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纤维缠绕示意图
通常采用直接无捻粗纱作为增强材料。粗纱排列在纱架上。粗纱自纱架上退绕,通过张力系统、树脂槽、绕丝嘴,由小车带动其往复移动并缠绕在回转的芯轴(模)上。纤维缠绕角度与纤维排列密度根据强度设计,并由芯轴(模)转速与小车往复速度之比,精确地控制。固化后将缠绕的复合材料制品脱模。
对某些两端密闭的产品不用脱模,芯模即包在复合材料产品内,作为内衬。
(2)原材料
树脂:任意。环氧、不饱和聚酯、乙烯基脂及酚醛树脂。
纤维:任意。无捻粗纱、缝编和无纺织物。生产管罐时,常用表面毡、短切原丝作为内衬材料。
芯材:可用。虽然复合材料制品通常是单一壳体,一般不用。
(5)典型产品
管道、贮罐、气瓶(消防呼吸气瓶、压缩天然气瓶等)、固体火箭发动机壳体。
4、RIM(Reaction Injection Molding-反应注射成型)
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图5RIM示意图(1)概要
将两种或两种以上的组分在混合区低压(0.5MPa)混合后,即在低压(0.5-1.5MPa)下注射到闭模中反应成型,此即为工艺过程。若组分一为多元醇,一为异氰酸酯,则反应生成聚氨酯。为增加强度,可直接在一种组分内行加入磨碎玻纤原丝和(或)填料。弈可采用长纤维(如连续纤维毡、织物、复合毡、短切原丝等的预成型物等)增强,在注射前,将长纤维增强材料预先置模具内。用此法可得到高力学性能的制品。这种工艺称为SRIM(Structural Reaction Injection Molding-结构反应注射成型)。
(2)原材料
树脂:常用聚氨酯体系或聚氨酯/脲混合体系;亦可采用环氧、尼龙、聚酯等基本;
纤维:常用长0.2-0.4mm的磨碎玻璃纤维;
芯材:不用。
(5)主要产品