中文字幕一级黄色A级片|免费特级毛片。性欧美日本|偷拍亚洲欧美1级片|成人黄色中文小说网|A级片视频在线观看|老司机网址在线观看|免费一级无码激情黄所|欧美三级片区精品网站999|日韩av超碰日本青青草成人|一区二区亚洲AV婷婷

科技發(fā)展日新月異，產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不斷升級(jí)，人們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的物質(zhì)文化需求使得汽車成為人們出行必要的交通工具。為了適應(yīng)關(guān)于節(jié)能減排的相關(guān)政策法規(guī)，以及社會(huì)對(duì)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的不斷提升，汽車制造業(yè)面臨著許多新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)，同時(shí)對(duì)車用材料也提出了更高的要求。

一、車用材料發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢(shì)

輕量、節(jié)能以及環(huán)保已經(jīng)成為車用材料發(fā)展的主流趨勢(shì)。在現(xiàn)代科技的驅(qū)動(dòng)下，與汽車有關(guān)的方方面面都可以通過(guò)輕量材料的替換實(shí)現(xiàn)減重，并能保持其原有優(yōu)勢(shì)。有相關(guān)研究顯示，整體油耗的約75%是與整車質(zhì)量有關(guān)，汽車質(zhì)量每下降10%、油耗下降8%、排放下降4%?？梢?jiàn)，通過(guò)降低整車質(zhì)量即可有效地降低汽車油耗、減少排放、實(shí)現(xiàn)節(jié)能和環(huán)保。

材料是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和高新產(chǎn)業(yè)的物質(zhì)基礎(chǔ)，車用材料產(chǎn)業(yè)是汽車工業(yè)存續(xù)和發(fā)展的有力保障。常規(guī)的家庭轎車基本材料組成如下：鋼為54%、鑄鐵為10%、塑料為8%鋁合金為8%、鎂合金為1%、橡膠玻璃為7%、其他為12%。從家庭轎車基本材料組成可見(jiàn)，占據(jù)主導(dǎo)地位的仍然是鋼鐵類型的材料，作為轎車的基本組成材料，其為轎車材料組成的核心，作用無(wú)法輕易取代。排在后面的依次是鋁合金、塑料類材料、鎂合金。在車用材料的大家族中，上述4類車用材料也構(gòu)成了車用輕量化材料的基本核心。

鋼鐵類的材料既能滿足汽車輕量化的需求，又能夠賦予汽車足夠的安全性能，是構(gòu)成汽車材料組成的基礎(chǔ)性材料；鋁合金的出現(xiàn)滿足了汽車特殊性能提高的需求；塑料類材料是汽車內(nèi)飾以及外部部分構(gòu)成的重要組成；鎂合金作為相對(duì)年輕化的車用材料對(duì)汽車性能的提升也有很大的作用。對(duì)車用材料的合理規(guī)劃和使用，既能夠保障汽車的安全性能，又能夠提升汽車品質(zhì)，滿足輕量、節(jié)能和環(huán)保的需求。特別是近年來(lái)，新能源汽車的市場(chǎng)占有率不斷提高，對(duì)車用材料領(lǐng)域的發(fā)展也提出了更高的要求。眾所周知，新能源汽車的動(dòng)力電池系統(tǒng)負(fù)重較重，所以新能源汽車更應(yīng)該實(shí)現(xiàn)輕量化的要求，減少自重、增加續(xù)航里程。新能源汽車的出現(xiàn)，加速了車用材料產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，加快了車用材料成型工藝的研發(fā)進(jìn)程，從整體上推動(dòng)了車用材料產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

二、金屬類車用材料的新發(fā)展

1.高強(qiáng)度鋼

鋼材料與鋁合金鎂合金等輕質(zhì)材料相比，最顯著的缺點(diǎn)就是鋼密度較大，但是鋼材料有著其他金屬材料不可比擬的優(yōu)點(diǎn)。首先是安全性高，有研究表明，車身中高強(qiáng)鋼用量越多，越能夠保護(hù)乘員的安全，在試驗(yàn)車型的正面碰撞實(shí)驗(yàn)中，采取了高強(qiáng)度鋼后，可有效降低甚至免除駕駛室的損傷；其次是經(jīng)濟(jì)性高，汽車用鋼材料的原材料成本要遠(yuǎn)低于鋁鎂合金以及碳纖維材料，而且其加工成本相比鎂鋁合金等材料更是經(jīng)濟(jì)；第三是易維修，與其他材料相比，鋼的塑性和韌性較好，在汽車發(fā)生碰撞、擦劃傷等損傷后，多可通過(guò)鈑金工藝進(jìn)行修復(fù)，極大地降低了維修成本。由于普通家用汽車整體材料用量上，鋼材料占比超過(guò)一半，作為汽車車身的主要材料構(gòu)成，高強(qiáng)度鋼的合理利用顯得尤為重要。對(duì)鋼材料的選用需要基于以下2點(diǎn)：一是保證車身的強(qiáng)度，即：耐沖擊和安全性；二是在第1點(diǎn)的前提下進(jìn)量減輕鋼材料的質(zhì)量，節(jié)約油耗。

高強(qiáng)度鋼作為現(xiàn)在主流的車用鋼材料，其強(qiáng)度比普通鋼板更高，同時(shí)，相比價(jià)格昂貴的鎂鋁合金，其制備成本偏低，深受生產(chǎn)廠商的喜愛(ài)。目前，高強(qiáng)度鋼除了在車身內(nèi)外板及特殊結(jié)構(gòu)件上有應(yīng)用，還在汽車底盤上進(jìn)行使用，其強(qiáng)度滿足了底盤的碰撞需求。按照屈服強(qiáng)度進(jìn)行分類，高強(qiáng)度鋼可以分為高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼以及特高強(qiáng)度鋼板3類；按照成分及生產(chǎn)工藝進(jìn)行分類，高強(qiáng)度鋼可以分為雙相鋼、相變誘導(dǎo)塑性鋼、復(fù)相鋼和馬氏體鋼。

汽車中使用的高強(qiáng)度鋼材料，能夠使得車體整車更加堅(jiān)固。這種高強(qiáng)度鋼材料成本較高，相對(duì)于常規(guī)的金屬、合金材料，高強(qiáng)度鋼材料的制備過(guò)程需要對(duì)大量的鐵進(jìn)行反復(fù)提純，并且對(duì)純度的苛刻要求導(dǎo)致提純工藝復(fù)雜，技術(shù)難度高，所以高強(qiáng)度鋼材料造價(jià)較高，主要應(yīng)用于大品牌SUV汽車中。相比國(guó)內(nèi)，歐洲的汽車市場(chǎng)中高強(qiáng)度鋼材料的應(yīng)用更為普遍。如雙相鋼已經(jīng)成熟地應(yīng)用在A/B/C柱加強(qiáng)件、車頂橫縱梁、窗框、前后部頂梁、座椅導(dǎo)軌/骨架、保險(xiǎn)杠加強(qiáng)件、車門防撞梁等車體位置中，同時(shí)錳（Mn）-硼（B）系等熱成形鋼也已經(jīng)廣泛地應(yīng)用于家用汽車。日本高強(qiáng)度鋼的冷成形技術(shù)比較成熟，其生產(chǎn)的一般加工用鋼、高伸展凸緣成形性用鋼、低屈強(qiáng)比雙相鋼、馬氏體鋼等高強(qiáng)度鋼在世界上處于領(lǐng)先水平。汽車工業(yè)強(qiáng)國(guó)美國(guó)擁有眾多世界知名的鋼鐵和汽車企業(yè)，美國(guó)科學(xué)家于2007年首先開(kāi)發(fā)出了第3代汽車用鋼，這種鋼經(jīng)過(guò)粉末冶金與熱軋冷軋技術(shù)，能夠得到3個(gè)強(qiáng)度級(jí)別的高強(qiáng)高塑汽車鋼。我國(guó)在第3代汽車鋼的研制上，開(kāi)發(fā)出了中錳鋼的冷熱卷技術(shù)，這在世界范圍內(nèi)屬于領(lǐng)先的技術(shù)，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了鍍鋅板的批量生產(chǎn)。利用第3代汽車鋼中錳鋼的溫成形技術(shù)，能夠降低鋼的生產(chǎn)成本，既經(jīng)濟(jì)又節(jié)約，可以應(yīng)用于汽車的防撞梁等結(jié)構(gòu)中。寶鋼集團(tuán)有限公司生產(chǎn)的高強(qiáng)度鋼材料已經(jīng)在一汽-大眾汽車有限公司、日產(chǎn)汽車公司的家用汽車中進(jìn)行使用。

2.鋁合金

鋁合金具有密度低，比強(qiáng)度、比剛度高等一系列優(yōu)點(diǎn)，是汽車輕量化的理想材料。研究顯示[3]，21世紀(jì)以來(lái)，鋁合金材料在汽車材料上取得了卓有成效的發(fā)展。但與鋼材料相比，汽車產(chǎn)業(yè)用鋁合金材料的成形工藝尚不成熟，生產(chǎn)成本較高，目前只有在少數(shù)國(guó)外運(yùn)動(dòng)和豪華車型上得到應(yīng)用。日本本田技研工業(yè)股份有限公司和德國(guó)大眾汽車公司都曾經(jīng)小批量生產(chǎn)過(guò)全鋁框架車身結(jié)構(gòu)的豪華汽車[4-5]。相比高強(qiáng)度鋼材料，鋁合金減重率更加明顯，典型的鋁合金零件一次減重效果可達(dá)30%～40%，二次減重，即車身質(zhì)量減輕后，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)與懸架等零部件進(jìn)一步進(jìn)行減重，可達(dá)到50%，綜合比較，相比傳統(tǒng)鋼鐵材料，鋁合金可進(jìn)一步減重40%以上。并且鋁合金的比強(qiáng)度、成型性、導(dǎo)熱性、耐腐蝕性以及耐磨性都更佳，鋁合金的密度小至僅為鋼材料的1/3，具有良好的減振性、可焊性以及易回收性，性價(jià)比較高。經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，應(yīng)用于汽車車身的鋁合金制備及成型技術(shù)在已趨于成熟，生產(chǎn)成本可控性強(qiáng)，鋁合金材料成為了車身輕量化的優(yōu)選材料。

在汽車材料上，鋁合金材料主要包括鋁合金鑄件、鋁合金鍛件、鋁合金擠壓件以及鋁合金板材。鋁合金鑄件進(jìn)一步包括砂型鑄造、消失模鑄造、半固態(tài)鑄造、擠壓鑄造以及永久模鑄造等。為了更大規(guī)模地在汽車車身中進(jìn)行應(yīng)用，鋁合金材料的發(fā)展需要進(jìn)一步提高材料強(qiáng)度，降低生產(chǎn)、制備以及維修成本。

常用的鋁合金鑄件為A356，常用的鋁合金鍛件為6061，其均具有很好的屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和延伸率；常見(jiàn)的半固態(tài)鑄造方式制備得到的車用鋁合金材料包括A356、2618、 7075、ZL201、6061、6063、ZL116等；鋁合金擠壓件工藝簡(jiǎn)單，合金的截面形狀具有很強(qiáng)的設(shè)計(jì)性，通過(guò)科學(xué)合理的截面設(shè)計(jì)，可以得到具有很高的沖擊、吸能特性的鋁合金材料；變形鋁合金板材主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)罩、前翼子板、頂蓋、車門、行李箱蓋、動(dòng)力電池殼體、車廂底板結(jié)構(gòu)件等?？梢?jiàn)，現(xiàn)有技術(shù)下，鋁合金材料種類多、應(yīng)用廣，具有較好的車用材料前景。值得一提的是日本的車用鋁合金材料技術(shù)，在高端車的車身、車輪、底盤、懸架系統(tǒng)中的控制臂等結(jié)構(gòu)中均有應(yīng)用。早在2009年，日產(chǎn)汽車公司就已經(jīng)推出了“聆風(fēng)”純電動(dòng)汽車，并在車身中大量使用了鋁合金材料，相比高強(qiáng)度鋼材料車身，減重可達(dá)40%。我國(guó)的鋁合金材料的研發(fā)工藝也取得了階段性成果，利用鋁合金汽車板軋制技術(shù)制備的車用零件已經(jīng)成功試生產(chǎn)。

3.鎂合金

相比傳統(tǒng)合金材料，鎂是質(zhì)量相對(duì)較輕的金屬，其比重為1.74g/cm3，僅為鋼的1/4，并且鎂合金減震性好、鑄造流動(dòng)性好，在同等質(zhì)量下，鎂合金的強(qiáng)度、比強(qiáng)度和比剛度都較高，因此被越來(lái)越多的應(yīng)用在汽車產(chǎn)業(yè)中。

在汽車輕量化發(fā)展過(guò)程中，鎂合金表現(xiàn)出了很好的特性。鎂的散熱性能也較為優(yōu)異，因此一直被業(yè)界看好，被看作未來(lái)發(fā)展?jié)摿O好的車用金屬材料。按照制備工藝的不同，鎂合金大體分為變形鎂合金和鑄造鎂合金，其中鑄造鎂合金相比變形鎂合金其制備方法簡(jiǎn)單，制備成本低廉，在車用材料領(lǐng)用應(yīng)用更為廣泛。

目前鎂合金材料領(lǐng)用需要解決的難題為如何提高鎂合金的韌性、耐高溫性以及耐腐蝕性，鎂合金在美國(guó)和歐洲汽車材料領(lǐng)用應(yīng)用較廣。在歐洲，已經(jīng)投入使用以及正在產(chǎn)品研發(fā)階段的鎂合金車用產(chǎn)品已60余種，單車鎂合金用量為9.3～20.3kg；在美國(guó)，已經(jīng)投入使用以及正在產(chǎn)品研發(fā)階段的鎂合金車用產(chǎn)品已100余種，單車鎂合金用量為5.8～26.3kg?，F(xiàn)今，車用材料的發(fā)展方向主要表現(xiàn)為輕量化、燃燒性能的改善、節(jié)能減排以及降低成本等。這就決定了鎂合金在車用材料領(lǐng)域?qū)⒕哂袠O其廣泛的市場(chǎng)，雖然在國(guó)際上，鎂合金的研發(fā)仍舊處于廣泛應(yīng)用前的起步階段，但是關(guān)于鎂合金制備及加工的技術(shù)報(bào)道愈來(lái)愈多，科研人員的目光正逐漸轉(zhuǎn)移到這個(gè)新興的領(lǐng)域。

由于鎂合金的合成技術(shù)較為復(fù)雜，開(kāi)發(fā)成本較高，我國(guó)車用材料中鎂合金的應(yīng)用較少，單車用量不足1.5kg，其中應(yīng)用技術(shù)最成熟的構(gòu)件為壓鑄鎂合金轉(zhuǎn)向盤骨架。少數(shù)車型應(yīng)用鎂合金制作了座椅骨架、儀表板骨架等構(gòu)件。與國(guó)際先進(jìn)的研發(fā)技術(shù)相比，我國(guó)在鎂合金的研發(fā)領(lǐng)域尚處于起步階段，與國(guó)際先進(jìn)技術(shù)差距較大，鎂合金材料在汽車產(chǎn)業(yè)中的應(yīng)用更顯不足。因此，我國(guó)應(yīng)強(qiáng)化對(duì)鎂合金的開(kāi)發(fā)，加大該領(lǐng)域的科研經(jīng)費(fèi)投入，盡早將鎂合金在汽車領(lǐng)域中產(chǎn)業(yè)化，從而推動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展，為進(jìn)入國(guó)際市場(chǎng)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

4.泡沫鋁

泡沫鋁作為一種新型輕質(zhì)材料，具有較高的孔隙率，該材料既具有鋁的金屬性能，又由于其泡沫狀的孔隙結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了金屬材料的性質(zhì)優(yōu)化，其機(jī)械、物理、聲學(xué)和熱學(xué)特性表現(xiàn)都十分出色。與具有孔隙的粉末冶金材料相比，泡沫鋁材料孔徑較大，兼具輕質(zhì)、物理化學(xué)性質(zhì)優(yōu)異、污染小等優(yōu)點(diǎn)，適用范圍廣。近年來(lái)，泡沫鋁材料在汽車產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用很廣，其輕量、環(huán)保、節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，迎合了汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的需求，且由于其隔聲和吸聲性能，可減緩汽車振動(dòng)與噪聲危害，在交通運(yùn)輸業(yè)迅速發(fā)展的今天，實(shí)現(xiàn)了聲學(xué)上的綠色環(huán)保，并在汽車結(jié)構(gòu)中可以大范圍地進(jìn)行應(yīng)用，泡沫鋁材料促進(jìn)了在汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，汽車產(chǎn)業(yè)也使泡沫鋁材料迎來(lái)了無(wú)限商機(jī)。

三、非金屬類車用材料的新發(fā)展

1.碳纖維材料

20世紀(jì)60年代開(kāi)始，碳纖維材料開(kāi)始迅速發(fā)展。碳纖維，又稱“黑色黃金”，是通過(guò)有機(jī)纖維或低分子烴氣體進(jìn)行高熱反應(yīng)得到，碳纖維的生產(chǎn)過(guò)程通過(guò)對(duì)原絲進(jìn)行預(yù)氧化、高溫碳化、石墨化、表面處理等諸多步驟，得到的材料為纖維狀材料，是一種高科技新式碳材料，碳含量在90%以上。相比傳統(tǒng)材料，碳纖維具有低密度、高強(qiáng)度、高模量、耐高溫、抗化學(xué)腐蝕、低電阻、高熱導(dǎo)、低熱膨脹、耐化學(xué)輻射等優(yōu)點(diǎn)，在2000℃以上的高溫惰性環(huán)境中,仍能夠保持原有強(qiáng)度，并且其還具有纖維的柔曲、可編2大優(yōu)點(diǎn)。作為車用材料，碳纖維材料的最大優(yōu)勢(shì)就是輕量，這可以大程度的改善車體質(zhì)量，提高整車舒適感。所以，國(guó)外很多國(guó)家相繼出臺(tái)了碳纖維的研發(fā)計(jì)劃，投入了許多的人力和物力，以促進(jìn)碳纖維材料盡早在在汽車產(chǎn)業(yè)大規(guī)模應(yīng)用?，F(xiàn)今，在車用材料領(lǐng)域，碳纖維及其復(fù)合材料正逐步取代常規(guī)金屬材料，得以加大應(yīng)用，提高了汽車的整體性能。

在汽車產(chǎn)業(yè)中，碳纖維材料主要在車體、底盤、傳動(dòng)軸、發(fā)動(dòng)機(jī)殼體、剎車片等結(jié)構(gòu)中進(jìn)行應(yīng)用。由于碳纖維的生產(chǎn)成本問(wèn)題，為了促進(jìn)其在中檔車中的應(yīng)用，近期碳纖維及其復(fù)合材料的研究重點(diǎn)為提高生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本，優(yōu)化成型工藝，降低添加劑成本，碳纖維再生技術(shù)等。由于碳纖維原料的生產(chǎn)成本及車用零部件制造成本比較高，碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在車用材料領(lǐng)域的應(yīng)用還有一定的局限性，F(xiàn)1賽車、高級(jí)乘用車上的應(yīng)用較多。寶馬公司生產(chǎn)的碳纖維量產(chǎn)電動(dòng)汽車，其整車車身由全碳纖維制造，車身總重只有112.2kg，號(hào)稱有史以來(lái)寶馬公司技術(shù)最先進(jìn)車型的寶馬i系將再引領(lǐng)汽車發(fā)展的潮流，車身的4門2蓋均由、工程塑料、內(nèi)加強(qiáng)板、玻璃纖維和碳纖維增強(qiáng)材料復(fù)合而成。除了寶馬公司以外，其他各大汽車廠商將中等規(guī)模量產(chǎn)碳纖維材料車型。通用某些系列汽車車身，福特的GT40車身、保時(shí)捷911 GT3承載式車身等均采用了碳纖維復(fù)合材料。

另外，以樹(shù)脂、陶瓷、金屬等為基體，碳纖維材料為增強(qiáng)體，經(jīng)過(guò)特殊復(fù)合成型工藝制得的碳纖維復(fù)合材料，表現(xiàn)出了優(yōu)異的性能，既可作為結(jié)構(gòu)材料，用于承載車體負(fù)荷，又可作為功能材料，實(shí)現(xiàn)車體的性能需求，碳纖維車身能承受較大的拉應(yīng)力，在發(fā)生交通意外時(shí)，通過(guò)碳纖維復(fù)合材料制備的封閉駕駛空間，即使在車身受到高速?zèng)_撞，甚至車體解體時(shí)，仍能夠保證駕駛者的安全。車身結(jié)構(gòu)件中應(yīng)用碳纖維材料，減重效果相比高強(qiáng)度鋼材料提高了約50%，相比鋁合金材料提高了約30%。全球的汽車企業(yè)針對(duì)碳纖維汽車市場(chǎng)展開(kāi)了激戰(zhàn)，國(guó)際碳纖維巨頭也紛紛擴(kuò)能7。歐州的車用碳纖維復(fù)合材料底板所用的碳纖維復(fù)合材料，采用了樹(shù)脂傳遞模塑成型工藝，提高了零件的可設(shè)計(jì)性，底板零部件的數(shù)量大幅減少，車身質(zhì)量相比鋼材料也大幅減輕，并且車身性能維持鋼身不變。蘭博基尼旗艦款超級(jí)跑車的駕乘艙完全采用碳纖維復(fù)合材料制造而成，車體質(zhì)量超輕，實(shí)現(xiàn)了車身的靈活性，提高了行進(jìn)速度。

2.塑料

塑料，指以高分子量合成樹(shù)脂為原料，加入適當(dāng)添加劑和助劑后，經(jīng)成型工藝合成的塑性材料或通過(guò)交聯(lián)固化形成的剛性材料。20世紀(jì)以來(lái)，塑料作為新興產(chǎn)物廣泛應(yīng)用于社會(huì)生活中的方方面面。塑料材質(zhì)較輕，并且其化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，耐腐蝕性好，此外，塑料具有透明、耐熱、固性好、易著色、韌性好等優(yōu)點(diǎn)，具有較好的應(yīng)用前景，是最重要的汽車輕質(zhì)材料之一。

通過(guò)在車體上提高塑料材料的用量，可有效減少車身質(zhì)量，從而節(jié)能減排。目前，車用塑料材料的量約占塑料材料總消耗量的８%；中級(jí)轎車中，塑料材料的用量約占整車質(zhì)量的12%-15%。車用塑料材料，主要為聚氨酯PU、聚丙烯PP、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS、聚苯乙烯PS、苯乙烯－丙烯腈共聚物SAN、苯乙烯-順丁烯二酸酐共聚物SMA、聚氯乙烯PVC、聚甲基丙烯酸甲酯PMMA、聚乙烯PE等。目前，塑料材料在汽車車體中的應(yīng)用主要是內(nèi)飾區(qū)域，汽車主要結(jié)構(gòu)件、外裝件、車門、座椅、前端模塊等部件是未來(lái)汽車塑料化發(fā)展的方向。在汽車的外飾中，最常見(jiàn)的應(yīng)用是汽車保險(xiǎn)杠格柵和翼子板。汽車的保險(xiǎn)杠應(yīng)用了塑料易于著色、 耐熱性好和強(qiáng)度高的特性，生產(chǎn)成本相對(duì)低廉。格柵主要采用ABS材料，但是由于ABS材料耐高溫性能差，在制造的過(guò)程中若添加黑色助劑，可提高其耐高溫性能。翼子板的主要功能為阻擋泥水飛濺到車身底部，所以翼子板需要有較強(qiáng)的耐腐蝕性和抗摩擦性。

目前，針對(duì)車用塑料材料的需求特點(diǎn)，在其研發(fā)過(guò)程中，對(duì)傳統(tǒng)PP材料進(jìn)行改性已經(jīng)成為了研究的重點(diǎn)。

PP改性材料，是指對(duì)常規(guī)的PP材料進(jìn)行化學(xué)改性，其一是添加增強(qiáng)組分，如玻璃纖維、滑石粉、云母及碳酸鈣，通過(guò)這種改性可以提高材料的剛性和低溫抗沖擊性等；其二是添加增韌組分，如烯烴類熱塑性彈性體POE和三元乙丙橡膠EPDM。通過(guò)上述改性，在提高PP材料特性的同時(shí)，還能夠降低生產(chǎn)成本。增強(qiáng)組分的選取以及添加量決定了PP材料的強(qiáng)度大小。在PP材料中加入20%的玻璃纖維后所制備得到的復(fù)合材料，其剛性和耐熱性都得到了大幅提高，并且其韌性幾乎沒(méi)有變化，熱變形溫度也得到了提高。玻璃纖維增強(qiáng)的PP材料在汽車結(jié)構(gòu)件和耐熱部件中應(yīng)用較廣。通過(guò)滑石粉和碳酸鈣作為增強(qiáng)組分對(duì)PP進(jìn)行改性，其強(qiáng)度和耐熱性要明顯低于玻璃纖維改性的PP材料。但滑石粉和碳酸鈣具有經(jīng)濟(jì)性高的優(yōu)點(diǎn)，所以其在PP改性領(lǐng)域應(yīng)用前景也較好?，F(xiàn)今，改性PP材料已廣泛地應(yīng)用于汽車的內(nèi)飾和外飾零部件中，如保險(xiǎn)杠、立柱和儀表盤等。但是值得注意的是，通過(guò)增強(qiáng)組分對(duì)PP材料進(jìn)行改性后，會(huì)影響材料的韌性，所以需要在加入增組分的同時(shí)加入增韌組分，如彈性體，對(duì)PP材料的耐低溫沖擊性能同時(shí)進(jìn)行改善。

另外，新興的PP材料層出不窮，比較成熟的如高結(jié)晶PP材料，其強(qiáng)度較高，可減少PP改性過(guò)程中增強(qiáng)組分的使用量，降低復(fù)合材料的密度，實(shí)現(xiàn)材料的輕量化，達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。高抗沖PP材料，由于其是通過(guò)加大橡膠含量共聚而成的PP材料，通過(guò)調(diào)整橡膠含量可以對(duì)復(fù)合材料的耐低溫沖擊性能進(jìn)行調(diào)控。日本JPP公司采用HORIZONE工藝開(kāi)發(fā)了新型PP樹(shù)脂，其乙烯含量最高可達(dá)20%，橡膠含量最高可達(dá)50%，在汽車結(jié)構(gòu)件中已經(jīng)進(jìn)行了應(yīng)用。

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物ABS具有較高的沖擊強(qiáng)度，較好的穩(wěn)定性及耐溶劑，但純ABS 表面硬度較低、容易產(chǎn)生劃痕，且表面光澤度較差，應(yīng)用領(lǐng)域較窄。聚甲基丙烯酸甲酯PMMA光學(xué)性能和耐候性較好、表面硬度高，但抗沖擊強(qiáng)度較差。ABS 和PMMA 具有良好的相容性，因此，常通過(guò)對(duì)二者進(jìn)行混合，得到光澤度高、防劃傷、高沖擊性能的合金材料，可以較好的應(yīng)用在汽車材料領(lǐng)域。

3.特種橡膠

特種橡膠在汽車產(chǎn)業(yè)中有的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛。汽車材料中的橡膠消耗量占全球總體橡膠產(chǎn)量的約70%。這樣高程度的應(yīng)用促進(jìn)了橡膠產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，提高橡膠的性能及環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。車用橡膠材料需要兼具耐高溫、耐油、耐磨等性能，才能滿足日益發(fā)展的橡膠材料產(chǎn)業(yè)的需求。常見(jiàn)的特種橡膠包括氟硅橡膠、氟橡膠、氫化丁腈橡膠和丙烯酸橡膠等。氟硅橡膠是通過(guò)在硅橡膠的側(cè)鏈上引入氟烷基團(tuán)而成。其具有耐溫性好、絕緣性好、透氣性好、耐輻射及熱老化性能優(yōu)異等特點(diǎn)，氟橡膠的制備是通過(guò)在碳鏈的主鏈或側(cè)鏈上引入氟原子，其具有良好的耐油和耐腐蝕性，廣泛應(yīng)用于汽車制造行業(yè)中；氫化丁腈橡膠是丁腈橡膠加氫后形成的飽和的彈性體，其機(jī)械強(qiáng)度高，并且對(duì)于時(shí)下非常流行的混合燃料有很強(qiáng)的適應(yīng)性，可以應(yīng)對(duì)限制乙醇汽油等混合燃料大規(guī)模發(fā)展而帶來(lái)的難題。HNBR的耐氧化特性，能夠使其很好的應(yīng)用于汽車的燃油系統(tǒng)密封件、及密封圈中，性能優(yōu)異；丙烯酸橡膠是通過(guò)丙烯酸酯共聚制備得到的，這種材料的耐油性和耐熱性好。丙烯酸橡膠主要應(yīng)用于潤(rùn)滑油系統(tǒng)的油封、減震等方面。

4..復(fù)合材料

復(fù)合材料由于具有優(yōu)良的性能，并且成本低廉、可用性強(qiáng)。熱塑性復(fù)合材料還具有可循環(huán)利用的特點(diǎn)，環(huán)保性能好，所以近年來(lái)復(fù)合材料越來(lái)越多的被應(yīng)用于汽車產(chǎn)業(yè)中。汽車用非金屬?gòu)?fù)合材料包括通用塑料、先進(jìn)高性能工程塑料和樹(shù)脂基復(fù)合材料等。樹(shù)脂基復(fù)合材料根據(jù)增強(qiáng)體和基體材料不同，可以分為諸多類型，如上文提到的玻璃纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料，以及碳纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料，近期生物纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料的發(fā)展勢(shì)頭也良好，生物纖維增強(qiáng)復(fù)合材料一般來(lái)源于植物，是一種綠色資源，可以回收和降解。生物纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料對(duì)改善車內(nèi)空氣質(zhì)量也有益處，可以在汽車內(nèi)飾如門內(nèi)板等進(jìn)行應(yīng)用。在車用材料領(lǐng)域，玻璃纖維增強(qiáng)型復(fù)合材料應(yīng)用作為廣泛，如乘用車車身空氣導(dǎo)流板、前翼子板和前擋泥板延伸部件、發(fā)動(dòng)機(jī)罩、裝飾條、尾板等以及商用車的保險(xiǎn)杠、翼子板、腳踏板、面罩等。玄武巖纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由于其優(yōu)異的性能和低廉的價(jià)格，正逐漸取代玻璃纖維增強(qiáng)復(fù)合材料，成為車用輕量化材料的新趨勢(shì)。

早在2015年，美國(guó)能源部就宣布計(jì)劃在5年里投入7000萬(wàn)美元用以推動(dòng)復(fù)合材料的研發(fā)進(jìn)程，以應(yīng)用于清潔能源產(chǎn)品中。美國(guó)政府還宣布組建研究機(jī)構(gòu)，用于專門研發(fā)先進(jìn)復(fù)合材料，該研究機(jī)構(gòu)的體制為合作制，直接與企業(yè)、高校和國(guó)家實(shí)驗(yàn)室對(duì)接，為創(chuàng)新復(fù)合材料技術(shù)的開(kāi)發(fā)和研究提供最強(qiáng)有力的支持。復(fù)合材料的特點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)零部件的模塊化生產(chǎn)，這就為汽車部件的生產(chǎn)提供了便利。如寶馬公司生產(chǎn)的某系列的汽車變速器組件就是利用復(fù)合材料制備而成，通過(guò)復(fù)合材料，不僅節(jié)約了發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)及其珍貴的狹小空間，同時(shí)成型工藝也變得更為簡(jiǎn)單。

竹纖維也叫竹原纖維，具有除臭抑菌、抗紫外線、吸音隔熱、可自然降解等特性，是很好的可再生資源及環(huán)保材料，隨著車用新材料的不斷發(fā)展，竹纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在汽車內(nèi)飾上的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，竹纖維增強(qiáng)復(fù)合材料由于其輕質(zhì)特性，已經(jīng)成為了比較重要的汽車輕量化材料，還可以在一定程度上對(duì)常規(guī)車用材料的性能進(jìn)行，為汽車整車工程學(xué)的難題提供解決方案。竹纖維增強(qiáng)復(fù)合材料將成為炙手可熱的車用材料。

四、結(jié)語(yǔ)

縱觀今后車用材料產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)，是一場(chǎng)輕量化的戰(zhàn)爭(zhēng)，同樣是節(jié)能和環(huán)保的創(chuàng)新性競(jìng)爭(zhēng)。車用新材料技術(shù)的發(fā)展將成為行業(yè)焦點(diǎn)的集中地。車用材料輕量、靈活的設(shè)計(jì)自由度、低廉的制作成本低、優(yōu)異的物理性能，將是發(fā)展的必然趨勢(shì)。同時(shí)，盡可能實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、提高車體安全性是車用材料研發(fā)者追求的目標(biāo)。相信在愈發(fā)活躍的市場(chǎng)和科研氛圍下，車用新材料領(lǐng)域會(huì)取得更快的發(fā)展，為市場(chǎng)提供更加安全、舒適、環(huán)保的汽車。

文/王維

國(guó)家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局專利局專利審查協(xié)作北京中心