陶瓷材料在汽車上的應用

1、陶瓷材料在汽車上的應用姓名:許文杰學號:201048260120班級:工設F1002指導老師:張婷目錄010203存在的問題存在的問題汽車用特種陶瓷材料分類及特點汽車用特種陶瓷材料分類及特點特種陶瓷材料在汽車上的應用特種陶瓷材料在汽車上的應用前言前言 隨著內(nèi)燃機技術的不斷改進和發(fā)展 傳統(tǒng)的內(nèi)燃機材料已很難滿足高強度 耐腐蝕 低導熱及耐磨性等方面的要求 特種陶瓷材料由于具有優(yōu)良的綜合性能而越來越受到業(yè)內(nèi)人士的關注 將其應用于汽車上可以有效地降低整車的質量 提高發(fā)動機的熱效率 降低油耗 減少排氣污染。世界上第一輛以瓷器世界上第一輛以瓷器為車內(nèi)外設計元素的為車內(nèi)外設計元素的汽車汽車法國超級跑車制造商

2、布加迪與其德國公司聯(lián)合推出獨一無二的定制版布加迪威龍布加迪威龍白金版跑車，是世界上第一輛以瓷器為車內(nèi)外設計元素的汽車。“起初，這似乎是一個異乎尋常的想法，尤其是使用陶瓷打造世 特種陶瓷不是傳統(tǒng)意義上的陶瓷,它屬于精細陶瓷的一個分支,也可稱為新型陶瓷 高技術陶瓷或工程陶瓷 汽車用特種陶瓷可分為功能陶瓷和結構陶瓷兩大類汽車用特種陶瓷材料分類及特點汽車用特種陶瓷材料分類及特點氮化硅陶瓷是新型特種陶瓷材料 ,它原料豐富加工性能好 在化工機械和現(xiàn)代尖端技術等方面均有應用 制備方法有反應燒結法和熱壓燒結法 ,主要性能特點是強度高 化學穩(wěn)定性好 抗溫變性能好 耐磨 絕緣 制品精度高 可用于制造耐磨 耐蝕 耐

3、高溫及絕緣零部件 用氮化硅陶瓷材料制造發(fā)動機, 工作溫度從理論上可提高到1370度左右 ,溫度提高可使燃燒充分發(fā)動機熱效率提高 并降低排氣污染, 反應燒結氮化硅可用于制造泵的機械密封環(huán) 高溫軸承 閥門等零件熱壓反應燒結氮化硅可用于制造切削刀具。氧化硅陶瓷氧化硅陶瓷碳化硅陶瓷是用碳化硅粉把石英 碳和木屑裝入電弧爐中 在19002000度 的高溫下合成 利用粉末冶金經(jīng)反應燒結和熱壓燒結工藝制成 碳化硅陶瓷的最大特點是高溫強度好（ 在1400度 時抗彎強度仍保持500600MPA傳熱能力強 熱穩(wěn)定性好并且耐磨 可用于制作火箭尾部噴嘴 澆注金屬用喉嘴 軸承 燃氣輪機的葉片 高溫熱交換器材料及各種泵的密

4、封圈等氮化硅和碳化硅屬于非氧族陶瓷 其零件制備過程如圖 所示碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷氧化鋁陶瓷的原料是工業(yè)氧化鋁 性能好但工藝復雜 成本高 制備方法是在工業(yè)氧化鋁中加入少量添加劑 然后經(jīng)制坯 燒結而成 對表面粗糙度和尺寸精度要求高的制品 還應進行研磨和拋光處理 主要性能特點是高強度 高硬度 耐磨 耐高溫和具有良好的絕緣性能 可用于噴砂用的噴嘴 紡織用的導熱器及火箭用倒流罩 也可作高溫實驗儀器及化工零件 軸承 內(nèi)燃機火花塞 活塞和觸媒載體 運動零件!活塞 活塞銷等減小質量后可使內(nèi)燃機減少摩擦 節(jié)約能源 加快響應和減小振動 表 # 為汽車用高溫結構陶瓷的主要性能參數(shù)氧化鋁陶瓷氧化鋁陶瓷從理論上分析 汽

5、車上能用特種陶瓷材料制造的零件很多 但由于受到生產(chǎn)價格 制備工藝 可靠性等條件的限制 實際大批投入生產(chǎn) 應用到汽車上的零部件并不多 大部分仍處于研究開發(fā)階段。特種陶瓷材料在汽車上的應用特種陶瓷材料在汽車上的應用陶瓷絕熱發(fā)動機陶瓷絕熱發(fā)動機陶瓷活塞陶瓷活塞一般用于柴油機 在渦流室柴油機中用陶瓷材料代替貴重金屬 可進一步減少冷卻裝置 因此整體成本有望降低 直噴式柴油機中利用陶瓷材料的耐高溫性能在活塞頂部鑲入陶瓷塊 熱效率 噪聲與排放情況均有所改善柱塞桿陶瓷絕熱發(fā)動機陶瓷絕熱發(fā)動機陶瓷氣缸套根據(jù)不同的需要 陶瓷氣缸套可有以下三種 形式 一是缸套內(nèi)表面全部噴涂陶瓷材料 日本小松發(fā)動機即采用此結構 二是

6、僅用陶瓷材料做成缸套上圈 三是用金屬和陶瓷材料復合制成全陶瓷缸套 采用全陶瓷缸套代替?zhèn)鹘y(tǒng)的氣缸套 可防止汽缸內(nèi)熱能損失 簡化發(fā)動機結構 進而提高熱效率和降低發(fā)動機質量陶瓷絕熱發(fā)動機陶瓷絕熱發(fā)動機陶瓷配氣機構利用陶瓷材料低密度 耐熱和耐磨的特點 用陶材料制造氣門 氣門座 挺柱 氣門彈簧和搖臂 可以少氣門座的變形和落座時的彈跳 降低噪聲與振動長使用壽命 我國 1;.H? 型發(fā)動機在采用陶瓷配氣構后 各種工況下可節(jié)油 三菱公司采用陶瓷成發(fā)動機搖臂 五十鈴公司用氮化硅制成的陶瓷氣門在使用中也取得了較好的效果陶瓷絕熱發(fā)動機陶瓷絕熱發(fā)動機陶瓷絕熱發(fā)動機陶瓷絕熱發(fā)動機隨著汽車工業(yè)的發(fā)展 人們對汽車的安全性

7、節(jié)能性 舒適性 智能化要求越來越高 而國家對噪聲 排氣污染的限制也有了更高的要求 這就使具有絕緣性 介電性 半導體性 壓電性和導磁性等特異性能的功能陶瓷材料在汽車上作為諸多調控敏感元件的應用范圍越來越大 品種和規(guī)格日趨完善 這些元件主要有溫度傳感器 熱敏電阻和感溫鐵氧體 空燃比傳感器 氧化鋁氧傳感器 氧化鈦氧傳感器 稀薄空燃比傳感器 廢氣傳感器 濃差電池式氧化鋯傳感器 臨界電流式氧化鋯傳感器 半導體型氧化鋯傳感器 與 傳感器爆震傳感器 利用壓電性傳感器和硅壓力傳感器等陶瓷傳感器陶瓷傳感器陶瓷壓阻壓力傳感器陶瓷壓阻壓力傳感器 (CPS181)壓電陶瓷傳感器壓電陶瓷傳感器陶瓷材料在汽車上的應用較好

8、地提高了發(fā)動機的熱效率 降低了油耗 減少了排放污染 符合節(jié)能 環(huán)保的要求 因此 汽車上陶瓷零部件的開發(fā)及應用前景將十分誘人。陶瓷材料在汽車上應用存在的問題陶瓷材料在汽車上應用存在的問題和發(fā)展和發(fā)展前景前景1.應用應用前景前景目前 阻礙特種陶瓷在汽車上應用的原因有以下幾個方面1.成本長期居高不下 遠遠高于金屬零件的價格2.可加工性差 脆性強 使用可靠性差3.再現(xiàn)性困難 由于特種陶瓷對其原料要求比較嚴格 工藝難以掌握 使得每批制品的性能難以同前一批一致4.制造工藝復雜 要求高 陶瓷的制造工藝原料粉末的制取形 燒結 加工 接合 涂覆等 對成品的可靠性影響很大 因此對制造工藝要求很高陶瓷材料在汽車上應用存在的問題陶瓷材料在汽車上應用存在的問題和發(fā)展和發(fā)展前景前景2.存在的問題存在的問題陶瓷材料在汽車上的應用較好地提高了發(fā)動機的熱效率 降低了油耗 減少了排放污染 符合節(jié)能 環(huán)保的要求 因此 汽車上陶瓷零部件的開發(fā)及應用前景將十分誘人。陶瓷材料在汽車上應用存在的問題陶瓷材料在汽車上應用存在的問題和發(fā)展和發(fā)展前景前景1.應用應用前景前景隨著制造技術 加工技術 設計技術