新型材料在汽车上的应用

翁俊强

摘 要：汽车作为一种交通工具，至今也有一百多年，随着生产技术的发展汽车日渐成为人们活动中不可缺少的重要组成部分。而汽车产业的进步发展与其材料的发展是不能分开的，汽车材料的发展能更好促进汽车产业的向前推进;而汽车的进步也会相应的带动一系列相关产业发展，尤其是带动与汽车相关的材料制造厂商群体的业务发展。近几十年来，人类的科技发展飞快，能源的消耗也相较以往大大增加;然而可持续发展的理念已成为全球国家探讨的发展的方向。如何让资源更加合理的得到运用，如何让人类能够与自然和睦的相处，如何促进新型材料的进一步发展，制造出更加节省能源，废气排放量更加低的新型节能汽车，又得以减少环境的污染。现在人们都倾向追求汽车有更好的舒适性，高安全性，高智能化，这些特征都将成为未来汽车产业发展的方向，都为汽车材料的发展制造开阔更加广阔的发展天空。

关键词：材料 发展 新型材料 追求 高智能化

Application of New Materials in Automobiles

Weng Junqiang

Abstract：As a means of transportation， automobiles have existed for more than one hundred years. With the development of production technology， automobiles have become an indispensable and important part of people's activities. The advancement and development of the automobile industry cannot be separated from the development of materials. The development of automobile materials can better promote the advancement of the automobile industry; and the advancement of automobiles will correspondingly drive the development of a series of related industries， especially the automobile industry and the development of related material manufacturer groups. In recent decades， human science and technology have developed rapidly， and energy consumption has greatly increased compared with the past; however， the concept of sustainable development has become the development direction discussed by countries around the world. How to make the resources more reasonable， how to enable human beings to live in harmony with nature， how to promote the further development of new materials， so as to create new energy-saving vehicles that are more energy-efficient and have lower exhaust emissions and reduce environmental pollution， with better comfort， high safety， and high intelligence，  become the direction of the future development of the automotive industry， and will create a broader development space for the development of automotive materials.

Key words：materials， development， new materials， pursuit， high intelligence

1 金屬材料

金属材料在汽车诞生以前就一直伴随着人类生活生产的发展，随着汽车的出现金属材料更是见证着汽车的发展进程，汽车的发展就离不开金属材料的运用。一辆汽车的构成很大的部分的主要材料就是由金属材料承担，如金属材料中高强度的钢板其硬度较高而体积重量却能做到比较小，既可为汽车减少自身的质量从而降低耗油量，又能做到提高汽车的安全性和可靠性甚至提高更高层次最求的观赏性，近年来许多国家和地区都对高强度钢板材料领域进行了技术开发、研究，其主要的目的就是为了寻求更加安全可靠的汽车材料，使汽车的安全性得以提高，高强度的钢铁材料它所具有的良好的抗冲击性能可为汽车在发生碰撞的时候抵挡住外来的冲击力保证乘客安全，而高强度钢板广泛用于很大部分车辆的门柱、前后保险杠、底盘部件、车轮上等。

2 碳纤维材料

汽车碳纤维又称汽车碳化纤维，是由片状石墨微晶等有机纤维沿纤维轴向方向堆叠而成，经碳化及石墨化处理后所得到的微晶石墨材料，质量上比普通的金属材料、铝制材料还要轻，但它的强度却又高于金属材料，具有质轻且硬的优势。碳纤维材料是一种新型材料在汽车领域的运用是先从汽车运动比赛中开始的如：F1赛车、越野赛车等在比赛中的车辆中部分配件采用碳纤维材料能大大提高车辆的性能 ，随着这种优良性能的材料不断被人们所知，而且生产水平的提高，碳纤维材料这些年来也在家用汽车中得到了广泛的使用。大多数热衷于改装汽车的车主他们也青睐于碳纤维材料，如使用碳纤维板件，碳纤维轮毂，碳纤维饰板，碳纤维方向盘等，在马路上偶尔也会见到一些车采用碳纤维围板，可见碳纤维已经被许许多多普通车主所喜爱。

3 纳米材料

纳米材料是一种新型科技材料，这项科学技术被称为“三大科学技术”之一，张志锟和崔作林两位教授在这项技术领域从事研究了许多年，最终编著《纳米技术与纳米材料》，该书介绍了纳米技术的基本概念，结构与优异性能等。纳米材料在许多领域的使用得到了出色的成效。如：在催化方面的应用，提高反应效率，控制反应速度，甚至使原来不能进行的反应也能进行;在生物医学中应用，纳米微粒的尺寸常常比生物体内的细胞、红血球还要小，这就为医学研究提供了新的契机;在海水净化、航空航天、环境能源、微电子学等其他领域也有着逐渐广泛的应用。自然纳米技术在这么多领域都发挥着光和热，在汽车领域里，更是得到大大的认可，发挥着重要作用。纳米这项技术几乎可以用在车子的任何一个部件：地盘、传动系统、进排气系统等，纳米运用到钢板上可以使钢板更加坚硬车子更坚固，还具有防腐蚀、耐磨的特性这些特性均可以利用到汽车上让汽车安全性更加有保障。正是因为该技术可以切入到每个零件使用中，近年来越来越多车主将这项技术用于到改进自己爱车，而这项技术正处在崛起阶段，我想汽车的未来是离不开这项技术的。

4 高强度复合材料

随着汽车的所有量的增加，复合材料也在不断的创新进步，已在汽车领域逐步成熟，而后的对汽车的发展会比较大的影响，会有更加大的发展空间。

复合材料在汽车上的应用也有50年的历史了，在汽车许多机械零件领域方面应用的突出效果也被人们认识， 其中，陶瓷复合材料从性能上就具有耐高温、抗磨性能好、抗腐蚀、受热膨胀量小、绝热性好，而且质轻，在发动机中用于活塞、轴承、汽缸盖、增压器上效果明显，用于制作刹车片也很好的选择。目前复合材料还没能快速推广面临的难题之一是生产成本的降低;玻璃纤维复合材料GFRP俗称玻璃钢，在吸收撞击能量、防止噪音污染、耐腐蚀方面效果好，用在发动机及其附件上，车身上改善车辆;还有其他金属复合材料等在汽车领域里都在被人们开发利用。

5 铝镁合金

现代汽车人们对节能减排呼声越来越高，提倡轻量化发展，追求汽车的总体重量越来越小。由此铝镁合金在汽车上的运用激起了很多汽车厂商的开发热情，现铝镁合金已经应用在很多车子的零部件上了，已代替了很多原本使用钢铁制作的零部件，铝镁合金的密度要比钢铁的低，能够减小汽车总重量，使汽车更快减低油耗满足节能减排的号召，目前铝镁材料已经被国际认定为绿色工程的新材料。铝镁合金在汽车的轮毂、车身板件、发动机盖等零件上的大量运用为汽车减少了重量。根据欧洲材料协会调查，汽车重量降低100kg则每百公里就节约1.6L得油耗，每减重150kg，则汽车使用期内排放可降低10%。汽车车身、底盘、发动机三大主要部分占轿车总重量的70%以上，如果镁铝合金能大量用在这些部件开发上，无疑能让汽车的减排环保走上一个更高的台阶。

6 新型动力能源

随着社会发展，环境保护，绿色能源的寻求一直在不断的探索中，燃油汽车的数量也在不断地增加，石油等能源却越用越少，也会有用完的一天，而且这一天也越来越快的到来，汽车作为消耗石油的最多的一种设备之一而且还产生大量的尾气造成环境受损。现我国以及世界各地都在倡导可持续发展，新型能源应运而生，现在主要有“混合型动力”汽车和“纯电动”汽车两种模式的汽车，“混合型”也叫“混动车辆”还是需要石油搭配使用做不到真正的零排放，而“纯电动”汽车则是利用动力电池提供汽车前进的动力完全的代替了原来的发动机，虽然纯电动汽车做到了零排放，但是续航里程及电池的质量还需要更大的技术提升才能保证，但就现在的科技的发展水平及发展速递以及5G时代到来的背景下，这些难题会得到更加快速的优化、解决。纯电动汽车的发展前景还是较为宽广的。

7 塑料材料

塑料是一種树脂合成高分子材料，在汽车上的应用大概占有率为9%，它的密度比钢铁等材料要小的多，可以大大减下车身的总体质量使汽车更加轻便，能较好缓冲吸收对撞击产生的撞击能量，但塑料缺点就是易变型、老化以及抗拉抗压强度都比较低等问题，从这方面来看是比不上钢铁材料的，而塑料又是可回收物可以重复利用减少对环境的污染。目前主要用在汽车的车门外板、汽车座椅、车内面板等;

一辆汽车若选择使用塑料作为部件材料不仅仅能够降低车子的重量，而且还有良好的防腐作用，而且塑料材料可以更好的满足装饰性加工，做出美观的外表艳丽的色彩，根据需求可以在汽车塑料壳体上更成自己喜欢的色彩，另外还能够降低制造的成本，节省材料;汽车的数量量在不断的上升，而车用塑料材料的研究开发也在不断的推进，车用塑料的使用率还将会是保持上升趋势的。

8 结语

时代在发展，科技在进步，会有越来越多的材料科技技术不断投入。而汽车行业的发展到现在主要面临的还是能源动力、安全、节能减排，而新型汽车材料的发展与应用在汽车上对其减重、保护环境、与使用的优越性等都有显著的效果。汽车的拥有量也会不断攀升，新型的材料也会不断的出现，而性能更加优化的材料用在汽车上能使汽车更加轻，更能满足人们的需求，让有车一族有更好的用车体验。

参考文献：

[1]符旭.《汽车材料》.机械工业出版社.2016.

[2]齐宝森.《新型材料及其应用》.哈尔滨工业大学出版社.2007.

[3]赵振宁.《新能源汽车技术概述》.北京理工大学出版社.

[4]胡赓祥 蔡珣 戎咏华.《材料科学基础》.上海交通大学出版社.