汽车车身材料 汽车应用材料展望 汽车应用材料展望电子教案.doc

国家职业教育汽车车身维修技术专业教学资源库 PAGE 4 《汽车车身材料》教案 知识点 汽车应用材料展望 学时 0.5学时 教学内容 汽车材料的发展趋势、几种新兴汽车材料简介 教学重点 汽车材料的发展趋势 教学难点 汽车材料发展趋势 参考资料 白树全、高美兰，《汽车应用材料》，北京理工大学出版社，2020 高美兰、白树全，《汽车材料与金属加工》，机械工业出版社，2020 李明惠，《汽车应用材料》，机械工业出版社，2015.03 在汽车的发展当中，新材料的应用不可或缺，从最开始的金属车身结构、发展到现在的碳纤维复合材料车身结构，都展现着材料的变化。 汽车材料发展趋势： 汽车材料的发展趋势是使汽车向着轻量化、高效、节能、低噪声、高舒适度，高安全性等方向发展。 汽车结构材料中，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将有所上升。在性能可靠的前提条件下，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， 为了满足汽车轻量化的要求，汽车上采用了纤维增强聚合物基复合材料（FRP）、铝合金或纤维增强金属基复合材料(FRM)取代原有的钢铁结构零件;采用新型高强度陶瓷材料制造汽车发动机部件乃至整机；运用碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)制造驱动轴等。此外，汽车运行材料趋向采用绿色环保材料或燃料。 几种新兴汽车材料简介： 随着科技水平的不断进步和发展，还有更多的汽车新型材料不断问世，不断应用于汽车行业之中： 贮氢合金 这种合金在一定温度和压力下，会像海绵吸水那样大量吸氢，故称为“贮氢合金”或“氢海绵”。目前已研制成功多种贮氢合金，如TiFe、ZrMn 、LaNi 等，它们既可储存氢气，也可放出氢气。研究人员还研制用贮氢合金净化或提纯氢；设想把贮氢合金引入汽车和厨房设备作为氢燃料，既环保又高效。 应用领域：氢动力电池车氢气的贮存、净化和回收、氢燃料发动机、热—压传感器和热液激励器、氢同位素分离和核反应堆中的应用、空调、热泵及热贮存、加氢及脱氢反应催化剂、氢化物—镍电池。 2、石墨烯 仅由一层碳原子构成的薄片，就是石墨烯，石墨烯微片规模化生产技术已经成熟，石墨烯微片下游运用研发成果层出不穷。单层石墨烯规模化生产技术尚未实现。 应用领域：未来5年将在汽车电池、光电显示、半导体、触摸屏、电子器件、储能电池、显示器、传感器、半导体、航天、军工、复合材料、生物医药等领域将爆发式增长 3、OLED 从1997～l999年，OLED显示器的惟一市场是在车载显示器上，2000年以后，产品的应用范围逐渐扩大到手机显示屏。OLED在手机上的应用又极大地推动其技术的进一步发展和应用范围的迅速扩大，对现有的LCD、LED和VFD提出强有力的挑战。 应用领域：汽车显示屏、3G通讯领域、军事及特殊用途、柔软显示器多种领域。 4、超导材料 目前已相继发现28种金属元素或单质具有超导性，如锆、钼、铌等；超导化合物和超导合金有几千种，如镧钡铜氧化物、铌锗合金等。 应用领域：汽车领域、超导计算机、超导磁悬浮列车、超导电车、电磁推进船、超导电缆、超导发动机以及无损耗变压器。 5、超塑性合金 这种合金与一般金属不同，经过冷轧后，具有暂时的很高的塑性。当时被工程技术界认为是一种奇异现象。目前，世界上已经发现200多种超塑性合金，如超塑铜合金（Cu一38Zn）、超塑锌合金（Zn一22Al一0．2Cu）、超塑铝合金（A1—6Cu—Zr）等。 应用领域：用于制造汽车、导弹、人造卫星的复杂器件、电子仪器零件、汽车外壳等。 6、无声金属 2O世纪5O年代初，英国人在研究合金时，无意将含有8O锰的锰一铜合金铸块掉在地上，实验人员只听到微弱的声响，出乎意料的现象引起他们的极大兴趣，对其进行了深入的研究，终于获得了具有减振特性的锰～铜一铝一铁一镍合金，并称它为“无声合金”或“减振合金”。现已有数十种减振合金问世，如钴镍合金、镁锆合金、镍钛合金和铁锆铝合金。 应用领域：汽车制造、宇宙航天、土木建筑、机械制造、火车车轮、家用电器等。 7、记忆合金 科学研究发现，把弯曲的镍一钛合金丝拉直，当转变温度时，镍一钛合金丝就会恢复原来的弯曲形状。科学家把这种现象称为形状记忆效应，具有这种效应的合金称为形状记忆合金，简称“记忆合金”。进一步研究开发了钦镍铜、钛镍铁、钛镍铬等新的镍钛系形状记忆合金；除此以外还有其他种类的形状记忆合金，如：铜镍系合金、铜铝系合金、铜锌系合金、铁系合金（Fe－Mn－Si， Fe－Pd）等。 应用领域：汽车制造、生物工程、医药、能源和自动化等方面也都有广阔的应用前景。 8、导电塑料 1970年，日本筑波大学的白川英树教授在实验中的一个错误操作竟带来了奇迹，得到了一种银光闪闪的聚乙炔薄膜，有一点导电性，很像金属。研究这种塑料薄膜时又发