【陶瓷材料】碳化硅等特种陶瓷在汽车上的应用与进展

    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。

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