新材料与工艺手册

[轻量化材料] 轻量化材料驱动汽车的未来

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发表于 2021-2-19 11:26:23 | 显示全部楼层 |阅读模式

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轻量化材料驱动汽车的未来
孙 亮
摘 要:在现如今低碳经济时代背景下,汽车新材料的发展已经成为低碳经济时代的要求,在此基础上,汽车材料已经逐渐趋向轻量化、高性能、节省能源以及高功能等等方向发展。本篇文章将针对轻量化材料与汽车性能之间存在的紧密关系进行分析,结合轻量化材料对汽车未来的重要性和紧迫性以及轻量化材料在汽车质量中存在的潜在能力,针对主要汽车材料轻量化的应用开发发展方形进行探究,意在汽车领域中使用以及逐渐推广轻量化材料。
关键词:轻量化材料;汽车;未来

在经济以及科学技术获得迅速发展的背景下,针对现如今的汽车制造来说,在材料方法发生一定程度上的变化,其主要表现在高密度材料的使用率在不断减少,低密度材料的使用率在不断增加,这种情况下就意味着汽车材料正在趋向轻量化、节约能源以及高性能等方面发展,这不仅仅能够促使我国汽车行业获得更好的发展,在一定程度上还能够促使我国社会获得更好的发展,因此,针对轻量化材料驱动汽车的未来进行分析具有十分重要的意义。


一、 轻量化材料与性能紧密相关,促使汽车更好发展

针对汽车材料来说,不仅仅是汽车设计以及汽车质量的基础因素,同时也是决定竞争力的主要因素,汽车行业更好地发展在一定程度上取决于汽车材料的发展。针对现如今时代背景下的我国来说,对于汽车提出了更高的要求,不仅仅要求汽车应具备安全、舒适、低成本方面,同时还要求环保以及节能等等方面,这种情况下促使汽车材料走向轻量化道路。另外,汽车无论是运用金属材料还是运用非金属材料对于汽车本身的安全性以及可靠性都存在严重的影响,同时在一定程度上还影响到汽车的节能性以及环保性。

在汽车性能不断提高的背景下,汽车行驶路径不断增加,行驶速度也在不断增加,进而导致汽车高速行驶的现象越来越普遍,在此基础上,不仅仅是汽车本身处在高速行驶的状态,针对汽车本身存在的各个部分零件来说也处于高速运行的状态,这种情况下就意味着汽车对于各个部分的零件提出了更高的要求。另外,针对汽车的材料而言,与汽车的性能以及汽车的使用寿命、汽车舒适性以及安全性等等方面都存在紧密相关的联系。因此,只有高性能以及高标准的汽车材料才能够制造出高性能以及高水平的汽车。


二、 轻量化材料对于汽车未来的重要性以及紧迫性

近几年来,我国工业领域获得了迅速发展,在工业领域迅速发展的背景下对于汽车的发展提出了保护环境以及节约能源的要求,同时也提出了提高汽车安全性的发展目标,这些要求以及目标的提出,能够将现如今时代背景下汽车主要存在的问题呈现出来。具体而言,其一,汽车能源问题。汽车在能源消耗这一方面存在较大的问题,主要表现在石油消耗这一方面。其二,因汽车所产生的环境问题。众所周知,汽车尾气一直以来对于环境污染的影响最大,汽车尾气所排出的有害气体对于大气产生十分严重的污染,在一定程度上起到对城市不利的问题,同时汽车尾气也是造成地球气候变暖的主要原因之一。其三,在人们经济水平不断提高的背景下,汽车的保有量越来越大,并且针对汽车回收的实际情况而言,回收并不完全,这种现象就意味着汽车废弃物对于环境会造成一定程度上的污染。


三、 轻量化材料已经成为减轻汽车质量的潜在能力

针对汽车材料而言,钢材料占据主要地位,但是在轻量化材料的发展背景下,密度较小铝材料以及塑料已经严重影响到钢材料的主要地位。这种现象的发生主要存在于汽车的本身材料,并不在于汽车的动力系统以及传动系统,其主要原因是因为汽车的动力系统以及传动系统中所包含的零件部位基本上都是属于高应力件,而塑料以及铝本身存在的强度较低,所以不适用。细化来说,镁合金也逐步成为汽车轻量化的应用材料。目前,汽车的车顶内架、门内板、仪表盘骨架、座椅、转向盘等都运用了镁合金材料,并通过集成压铸技术确保其质量。此外,还有部分汽车的气缸盖也采用了镁合金材质,由于材料的特殊性,因此具有较好的减重效果。同时,相关技术人员也在对全镁合金的发动机缸体进行研发,并进行了一定规模的投放运用,从而杜绝了发动机中的铁质材质与镁合金形成的腐蚀性化学反应。


四、 主要汽车材料轻量化的应用开发发展方向

在经济以及科技不断发展的过程中,各种轻量化材料已经运用到汽车领域中,近些年来,铝合金、镁合金、高强度钢以及陶瓷、复合材料、合成塑料等材料在汽车中获得的广泛的运用,在此背景下,这些材料已经成为相互的竞争对手。现如今我国主要汽车材料轻量化的重点开发方向是镁合金、锰合金、钛合金、铝合金、复合材料等等。针对铝合金材料而言,是在汽车领域中应用最为快速以及最为广泛的材料,其主要体现在铝合金本身具备的良好性能这一方面。在现如今时代背景下,汽车中运用到的铝合金已经达到了强度较高、质量较轻以及抗腐蚀的要求,所以,铝合金材料才能够在汽车领域中获得最为广泛的运用,不仅如此,目前,铝合金材料也被运用到发动机中。其次,针对复合材料而言,其本身是由基体材料:在这其中包含树脂、金属、陶瓷。塑料等:在这其中包括颗粒状以及纤维状等等进而组成复合材料。目前,已经有一小部分塑料制成的车身在部分高端车型汽车中进行了开发应用,较比钢身汽车,运用纤维增强型材质的车身可减重38%;而运用碳纤维增强材料的车身,则可以减重62%。在这种情况下,不仅可以减少行车隐患,同时也使汽车的排放及油耗得以降低,并增添了使用的安全性和舒适性。因此,塑料车身的广泛应用是未来汽车轻量化发展的必然趋势。


五、 总结

针对汽车材料为了发展方向而言,在很长一段时间之内都会围绕着节约能源、环保、安全舒适以及成本低的主题进行研究,这种情况下就意味着汽车材料的发展越来越多样化,而在这其中轻量化的要求最为显著,因此,应重视针对轻量化汽车材料进行分析探究。



发表于 2021-3-1 13:43:35 | 显示全部楼层
挺好,谢谢分享
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