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先進氮化矽陶瓷材料在汽車上的應用

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先進氮化矽陶瓷材料在汽車上的應用

發布日期:2017-05-30 作者: 點擊:

陶瓷在汽車發動機上的應用  

  新型陶瓷是碳化矽和氮化矽等無機非金屬燒結而成,是氧化鋁陶瓷強度的三倍以上,能耐1000℃以上高溫。要将柴油機的燃耗費降低30%以上,新型陶瓷是不可缺少的。現在汽油機中,燃燒能量中的78%左右是在熱能和熱傳遞中損失掉的,柴油機熱效率為33%,與汽油機相比已十分優越,然而仍有60%以上的熱能量損失掉。

  因此,為減少這部分損失,用隔熱性能好的陶瓷材料圍住燃燒室進行隔熱,進而用廢氣渦輪增壓器和動力渦輪來回收排氣能量,有試驗證明,這樣可把熱效率提高到48%。同時由于新型陶瓷的使用,柴油機瞬間快速起動将變得可能。采用新型陶瓷的渦輪增壓器,它比當今超耐熱合金具有更優越的耐熱性,而比重卻隻有金屬渦輪的約三分之一。因此,新型陶瓷渦輪可以補償金屬渦輪動态響應低的缺點。


  特種敏感陶瓷在汽車傳感器上應用  

  對汽車用傳感器的要求是能長久适用于汽車特有的惡劣環境(高溫、低溫、振動、加速、潮濕、噪聲、廢氣),并應當具有小型輕量,重複使用性好,輸出範圍廣等特點。陶瓷耐熱、耐蝕、耐磨及其潛在的優良的電磁、光學機能,近年來随着制造技術的進步而得到充分利用,敏感陶瓷材料制成的傳感器完全能夠滿足上述要求。


  陶瓷在汽車制動器上的應用

  陶瓷制動器是在碳纖維制動器的基礎上制造而成的。一塊碳纖維制動碟最初由碳纖維和樹脂構成,它被機器壓制成形,之後經過加熱、碳化、加熱、冷卻等幾道工序制成陶瓷制動器,陶瓷制動器的碳矽化合物表面的硬度接近鑽石,碟片内的碳纖維結構使它堅固耐沖擊,耐腐蝕,讓碟片極為耐磨。目前此類技術除了在F1賽車中應用,在超級民用跑車中也有涉及。


  陶瓷在汽車減振器上的應用  

  高級轎車的減振裝置是綜合利用敏感陶瓷正壓電效應、逆壓電效應和電緻伸縮效應研制成功的智能減振器。由于采用高靈敏度陶瓷元件,這種減振器具有識别路面且能做自我調節的功能,可以将轎車因粗糙路面引起的振動降到最低限度。


  陶瓷材料在汽車噴塗技術上的應用

  近年來,在航天技術中廣泛應用的陶瓷薄膜噴塗技術開始應用于汽車上。這種技術的優點是隔熱效果好、能承受高溫和高壓、工藝成熟、質量穩定。為達到低散熱的目标,可對發動機燃燒室部件進行陶瓷噴塗,如活塞頂噴的氧化锆,缸套噴的氧化锆。經過這種處理的發動機可以降低散熱損失、減輕發動機自身質量、減小發動機尺寸、減少燃油消耗量。

  

  總之,特種陶瓷是一種正在不斷開發中的陶瓷材料産品,但原料的制取、材料的評價和利用技術等許多方面都有尚待解決的課題。目前,特種陶瓷在汽車的應用并不廣泛,其中的主要原因有:制造工藝複雜、要求高;因特種陶瓷對原材料要求比較嚴格、工藝難以掌握,使得各批制品的性能難以保持均勻一緻;成本較高,可加工性差、脆性大、使用可靠性差。不過,人們有充分理由相信,随着科學技術的飛速發展,在未來的汽車制造業中将會有更多的特種陶瓷、智能陶瓷制品被引入和采用到汽車上,而且一定會在汽車生産中得到廣泛的應用。


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