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【陶瓷材料】碳化硅等特种陶瓷在汽车上的应用与进展 |
【taocicailiao】2010-5-12发表: 碳化硅等特种陶瓷在汽车上的应用与进展 氮化硅陶瓷抗温度急变性好,硬度高,其硬度仅次于金刚石、氮化硼等物质,用氮化硅陶瓷材料制造发动机,由于工作温度提高到1370摄氏度,发动机效率可提高30%.同时由于温度提高,可使燃料充分燃烧, 碳化硅等特种陶瓷在汽车上的应用与进展氮化硅陶瓷抗温度急变性好,硬度高,其硬度仅次于金刚石、氮化硼等物质,用氮化硅陶瓷材料制造发动机,由于工作温度提高到1370摄氏度,发动机效率可提高30%.同时由于温度提高,可使燃料充分燃烧,排出废气污染成分大幅度下降,不仅降低能耗,并且减少了环境污染。 其它一些特种陶瓷材料,种类还非常繁多,它们各有特色,可制成各种功能元件。氧化锂陶瓷为高温材料,滑石陶瓷为高频绝缘材料,氧化钍陶瓷为介电材料,钛酸钡陶瓷为光电材料,硼化物、氮化物、硅化物等金属陶瓷为超高温材料。铁氧体陶瓷为永久磁铁、记忆磁铁、磁头等材料,稀土钴瓷为存贮器材料,半导体瓷为亚敏元件、太阳电池等材料等。许多种类可以用于汽车零部件或检测器件。目前,特种陶瓷材料汽车上应用已经取得重要进展。它们主要有以下几个方面。 一、陶瓷汽车发动机上应用 新型陶瓷碳化硅氮化硅等无机非金属烧结而成。与以往使用氧化铝陶瓷相比,强度其三倍以上,能耐1000摄氏度以上高温,新材料推进了汽车上新用途开发。例如:要将柴油机燃耗费降低30%以上,可以说新型陶瓷不可缺少材料。现汽油机,燃烧能量78%左右热能热传递损失掉,柴油机热效率为33%,与汽油机相比已十分优越,然而仍有60%以上热能量损失掉。因此,为减少这部分损失,用□热性能好陶瓷材料围住燃烧室进行□热,进而用废气涡轮增压器动力涡轮来回收排气能量,有试验证明,这样可把热效率提高到48%.同时,由于新型陶瓷使用,柴油机瞬间快速起动将变得可能。采用新型陶瓷涡轮增压器,它比当今超耐热合金具有更优越耐热性,而比重却只有金属涡轮约三分之一。因此,新型陶瓷涡轮可以补偿金属涡轮动态响应低缺点。其他正进行研究有:采用新型陶瓷活塞销活塞环等运动部件。由于重量减轻,发动机效率可望得到提高。 二、特种敏感陶瓷汽车传感器上应用 对汽车用传感器要求能长久适用于汽车特有恶劣环境(高温、低温、振动、加速、潮湿、。声、废气),并应当具有小型轻量,重复使用性好,输出范围广等特点。陶瓷耐热、耐蚀、耐磨及其潜优良电磁、光学机能,近年来随着制造技术进步而得到充分利用,敏感陶瓷材料制成传感器完全能够满足上述要求。 三、陶瓷汽车制动器上应用 陶瓷制动器碳纤维制动器基础上制造而成。一块碳纤维制动碟最初由碳纤维树脂构成,它被机器压制成形,之后经过加热、碳化、加热、冷却等几道工序制成陶瓷制动器,陶瓷制动器碳硅化合物表面硬度接近钻石,碟片内碳纤维结构使它坚固耐冲击,耐腐蚀,让碟片极为耐磨。目前此类技术除了f1赛车应用,超级民用跑车也有涉及,例如奔驰cl55amg. 四、陶瓷汽车减振器上应用 高级轿车减振装置综合利用敏感陶瓷正压电效应、逆压电效应电致伸缩效应研制成功智能减振器。由于采用高灵敏度陶瓷元件,这种减振器具有识别路面且能做自我调节功能,可以将轿车因粗糙路面引起振动降到最低限度。 (【taocicailiao】更新:2010/5/12 7:19:26)
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