第八章 非金屬材料及復合材料及其在汽車上的應用

第八章非金屬材料及復合材料及其在汽車上的應用第一節(jié)塑料第二節(jié)橡膠第三節(jié)玻璃第四節(jié)陶瓷第五節(jié)復合材料第六節(jié)膠黏劑第七節(jié)摩擦材料第八節(jié)其他非金屬材料

1在汽車制造中，除使用金屬材料外，還廣泛使用非金屬材料，如汽車燈罩、儀表板、轉(zhuǎn)向盤、坐墊、風窗玻璃、輪胎、傳動帶、連接軟管、各類油封、密封墊圈等都是由各種非金屬材料制成的。近年來，隨著非金屬材料的迅猛發(fā)展和汽車輕量化的要求，越來越多的非金屬材料在汽車上得到應用，其比例也在不斷上升，已成為汽車不可或缺的材料。非金屬材料的種類很多，本章主要介紹塑料、橡膠、玻璃、陶瓷、復合材料、膠黏劑、摩擦材料等非金屬材料的基本知識，以及它們在汽車上的應用。2塑料第一節(jié)3了解汽車塑料的種類和性能。知道塑料制品在汽車上的應用。會選配和鑒別汽車上常見的塑料件。

4學習目標隨著塑料性能的不斷改進，塑料在汽車上除了廣泛用于制造各種內(nèi)裝飾件外，目前已可用來替代部分金屬材料，制造某些結(jié)構(gòu)零件、功能零件和外裝飾件。塑料在汽車上的廣泛應用，既滿足了某些汽車零部件的特殊性能要求，又是實現(xiàn)汽車輕量化的有效途徑。目前，塑料在轎車中的用量約占全車質(zhì)量的8%～12%。56一、汽車塑料件汽車塑料零部件主要有三類：內(nèi)飾件、外飾件和功能件。內(nèi)飾件主要有儀表板、車門內(nèi)飾板、座椅、車廂內(nèi)飾等。外飾件除要求具有內(nèi)飾件的功能外，還要求強度高、韌性好、耐環(huán)境條件及耐沖擊性能好，主要有前后保險杠、擋泥板等。塑料材料的前保險杠如下圖所示，保險杠飾板和泡沫塑料碰撞吸能器可吸收車速低于4km/h時的輕微碰撞力，這些部件碰撞后會自動恢復原樣。78功能件一般要有特殊的使用性能，主要有暖風機、散熱器格柵、車燈框、進氣管、蓄電池殼、后視鏡殼、轉(zhuǎn)向盤、車輪罩等。塑料在轎車上的應用如圖8-1-2所示。910二、塑料的組成塑料是以合成樹脂為基體，并加入某些添加劑而制成的高分子材料。塑料可以在一定的溫度和壓力下，被塑造和固化成各種形狀的制品。11合成樹脂合成樹脂是從煤、石油和天然氣中提煉出來的高分子化合物。合成樹脂是塑料的主要成分，它的種類、性質(zhì)及加入量決定了塑料的性能。因此，大部分的塑料是以所含合成樹脂的名稱來命名的。合成樹脂的種類很多，常用的有酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、聚酯樹脂、硅樹脂、聚氯乙烯樹脂、聚乙烯樹脂和聚苯乙烯樹脂等。122.添加劑加入添加劑是為了改善塑料的性能，以擴大其使用范圍。它包括填料、增強材料、固化劑、增塑劑、穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗靜電劑、阻燃劑和著色劑等。（1）塑料可以通過添加不同的添加劑來改變它的機械強度及加工成形性能，以適應不同汽車零部件的用途要求。例如，保險杠要采用有較高機械強度的工程塑料，而坐墊和靠背要采用柔軟的泡沫塑料。13（2）塑料還可以通過添加劑來調(diào)色，產(chǎn)生不同的顏色，省去噴漆工藝。有些塑料件還可以電鍍，例如，ABS塑料具有很好的電鍍性能，可用于制造裝飾條（見下圖）、標牌、開關(guān)旋鈕、車輪罩等。1415塑料的主要組織成分及其作用見下表。16三、塑料的分類1.按成形工藝性能分類塑料的種類有很多，按成形工藝性能可分為熱塑性塑料和熱固性塑料。（1）熱塑性塑料熱塑性塑料是指受熱時軟化、冷卻后變硬，再加熱又軟化、冷卻又變硬，可反復多次加熱塑制的塑料。這類塑料成形加工方便，但耐熱性相對較差，容易變形。常用的有聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、ABS塑料、聚甲醛、聚四氟乙烯、聚酰胺、聚苯醚、聚碳酸酯等。例如，奧迪汽車前照燈燈框即為熱塑性塑料，如下圖所示。1718（2）熱固性塑料熱固性塑料是指經(jīng)一次固化后，不再受熱軟化，只能塑制一次的塑料。這類塑料耐熱性能好，不易變形，但生產(chǎn)周期較長，常用的有酚醛塑料、氨基塑料、環(huán)氧樹脂和有機硅塑料等。例如，某奧迪汽車前中央扶手即為熱固性塑料，如下圖所示。19202.按使用特性分類塑料按使用特性可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料。（1）通用塑料通用塑料是指用于日常用品、絕緣材料等的塑料。這類塑料產(chǎn)量大、成本低、應用廣泛，主要有聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、氨基塑料和酚醛塑料等。21（2）工程塑料工程塑料是指用于工程構(gòu)件和機械零件的塑料。這類塑料的強度、剛度較高，韌性、耐熱性、耐蝕性較好，可用來替代金屬材料制造機械結(jié)構(gòu)零件。工程塑料主要有聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯和ABS塑料等。汽車上的零件大部分采用工程塑料。22（3）特種塑料特種塑料一般是指具有特種功能的塑料。這類塑料可用于航空、航天等特殊應用領(lǐng)域。如氟塑料和有機硅具有突出的耐高溫、自潤滑等特殊功能；增強塑料和泡沫塑料具有高強度、高緩沖性等。23四、塑料的主要特性與其他材料相比，塑料具有許多優(yōu)良的物理性能、化學性能和力學性能，主要有質(zhì)量輕、化學穩(wěn)定性好、比強度高、絕緣性能好、吸振性和消聲性好、耐磨性和減摩性優(yōu)良、易于加工成形等。但塑料也有不少缺點：與鋼相比，大部分塑料的力學性能較差；耐熱性和導熱性較差，其熱導率只有鋼的1/200～1/600。此外，塑料還有易老化、易燃燒等缺點。24五、塑料在汽車上的應用常用塑料的主要特性及其在汽車上的應用見下表。252627橡膠第二節(jié)28了解車用橡膠的品種及性能特點。知道橡膠制品在汽車上的應用。

29學習目標橡膠也是一種有機高分子材料。橡膠在汽車工業(yè)中的應用十分廣泛，許多汽車零部件，如輪胎、膠帶、制動皮碗、膠管和緩沖墊等，都是由橡膠制造的。常見汽車橡膠制品如下圖所示。30313233一、橡膠的組成橡膠是以生膠為主要原料，加入適量配合劑，經(jīng)硫化處理后得到的一種材料。1.生膠按其來源不同，生膠分為天然橡膠和合成橡膠兩大類。天然橡膠是從橡膠樹上采集的膠乳。合成橡膠是以石油、天然氣和煤等為原料，通過化學合成獲得。生膠大多只是作為橡膠的原料。342.配合劑配合劑是為了提高和改善橡膠制品性能，擴大使用范圍而加入的化學組分，主要有硫化劑、硫化促進劑、補強劑、軟化劑、著色劑和防老化劑等。硫化劑和硫化促進劑使具有極大可塑性的膠料變?yōu)楦挥袕椥缘牧蚧z。補強劑用以提高橡膠的力學性能和耐磨、耐撕裂性能，常用的有炭黑、氧化硅、滑石粉等。軟化劑能提高橡膠的柔軟性和可塑性。著色劑用來使橡膠制品著色。防老化劑主要用來延緩和防止橡膠老化。353.增強材料增強材料主要用來提高橡膠的力學性能，如強度、硬度、耐磨性和剛性等。36二、橡膠的分類按原料來源分類橡膠的種類很多，按其原料來源不同，橡膠分為天然橡膠、合成橡膠和再生橡膠三大類。（1）天然橡膠天然橡膠是指以天然生膠制成的橡膠材料。天然橡膠是一種綜合性能優(yōu)良的高彈性物質(zhì)，大量用于制造各類輪胎以及各種膠帶、膠管等橡膠制品。37（2）合成橡膠合成橡膠是指以合成生膠制成的橡膠材料。合成橡膠品種繁多，通常分為通用合成橡膠和特種合成橡膠。通用合成橡膠是汽車工業(yè)的重要材料，常用的有氯丁橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠等。38（3）再生橡膠再生橡膠是利用廢舊橡膠制品經(jīng)再加工而成的橡膠材料。再生橡膠強度較低，但有良好的耐老化性，且加工方便，價格低廉。汽車上常用于制造橡膠地氈、各種封口膠條等。392.按性能和用途分類橡膠按其性能和用途不同，分為通用橡膠和特種橡膠兩大類。（1）通用橡膠通用橡膠是指產(chǎn)量大、應用廣，在使用上沒有特殊性能要求的橡膠，如天然橡膠、丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠等。汽車上使用的一般都是通用橡膠。（2）特種橡膠特種橡膠是指具有耐熱、耐寒、耐油和耐化學腐蝕等特殊性能的橡膠。主要用于在特殊環(huán)境下工作的零件，如硅橡膠、氟橡膠、聚氨酯橡膠等。40三、橡膠的基本性能極高的彈性這是橡膠獨特的性能。橡膠的伸長率高達1000%。橡膠在起初受負荷時變形量很大，但隨著外力的增加，橡膠又具有很強的抵抗變形的能力。因此，橡膠可作為減振材料，用于制造各種減輕沖擊和吸收振動的零件。412.良好的熱可塑性橡膠在一定溫度下失去彈性而具有可塑性，稱為熱可塑性。橡膠處于熱可塑性狀態(tài)時，容易加工成各種形狀和尺寸的制品，而且當加工外力去除后，仍能保持該變形下的形狀和尺寸。根據(jù)這一特性，可把橡膠加工成不同形狀的制品。423.良好的黏著性黏著性是指橡膠與其他材料黏結(jié)成整體而不分離的能力。橡膠有很強的吸附能力，能與其他材料黏結(jié)成整體，如汽車輪胎就是利用橡膠與棉、毛、尼龍等牢固地黏結(jié)在一起而制成的。434.良好的絕緣性橡膠大多數(shù)是絕緣體，是制造電線、電纜等導體的絕緣材料。此外，橡膠還具有良好的耐蝕性、密封性和耐寒性等，但橡膠的導熱性差，抗拉強度低，尤其是容易老化。44四、橡膠在汽車上的應用橡膠是汽車上不可缺少的材料，其中用量最大的制品是輪胎。橡膠還廣泛用于制造各種膠帶、膠管、減振配件以及耐油配件等。汽車常用橡膠的種類、特性及應用見下表。4546玻璃第三節(jié)47了解車用玻璃的種類、性能及主要用途。熟悉玻璃在汽車上的位置和車用玻璃產(chǎn)品的鑒別方法。

48學習目標玻璃是陶瓷材料家族中的一員，它是由石英砂等硅酸鹽礦物材料經(jīng)過配料、熔制而成的非金屬材料。玻璃具有透明、隔聲、隔熱等特性，并具有良好的化學穩(wěn)定性。在現(xiàn)代汽車中，玻璃不僅是一種功能性外裝飾件，而且還與保障視野、優(yōu)化乘坐環(huán)境、減少行車阻力以及美觀等多種要求有關(guān)，是汽車的重要組成部分。據(jù)統(tǒng)計，轎車的玻璃使用量約占轎車總質(zhì)量的3%。495051汽車玻璃主要用作風窗玻璃、車門玻璃、后窗玻璃等。為保障安全，常用的汽車玻璃使用鋼化玻璃、夾層玻璃等。普通平面玻璃強度低，破碎后如下圖所示，容易傷人，通常作為制造其他玻璃的原料。5253汽車玻璃由于采用鋼化玻璃和夾層設(shè)計，當受到?jīng)_擊時，玻璃整體受力不易碎。如下圖所示，即使破碎也不會產(chǎn)生尖銳的棱角。5455一、車用玻璃的種類、性能、用途及特點5657此外，現(xiàn)代汽車用玻璃正向輕量化、絕熱、安全和多功能的方向發(fā)展。如后窗玻璃采用的電熱除霜玻璃，還有新型的天線夾層玻璃、調(diào)光夾層玻璃和熱反射玻璃等。58二、車用玻璃的具體應用和產(chǎn)品鑒別1.玻璃在汽車上的具體應用玻璃在汽車上的具體應用位置如下圖所示。59602.車用玻璃產(chǎn)品的鑒別車用玻璃上都有一些標志，不同的標志代表不同的含義，看懂這些標志便能鑒別玻璃的質(zhì)量。一般來說，國產(chǎn)汽車玻璃上的標志可分為四大類：國家安全認證標志、國外認證標志、汽車生產(chǎn)廠標志、玻璃生產(chǎn)企業(yè)標志，如下圖所示。6162（1）國家安全認證標志CCC（3C）認證即“中國強制認證”，其英文名稱為“ChinaCompulsoryCertification”。汽車用安全玻璃屬國家強制認證產(chǎn)品，所以汽車上的每塊玻璃都應有國家安全認證標志，也就是俗稱的“方圓標志”，這是汽車玻璃上最常見也是最重要的標志。63（2）國外認證標志如美國的DOT標志、歐洲ECE的E標志等，表示該產(chǎn)品也經(jīng)過了這些國外認證機構(gòu)的認證許可，并可以向國外出口。當然，有的企業(yè)獲得國外認證僅僅是為了說明其產(chǎn)品的質(zhì)量具有“國際水準”。64（3）汽車生產(chǎn)廠標志一般而言，玻璃生產(chǎn)廠會應汽車生產(chǎn)廠的要求在玻璃上印制該汽車生產(chǎn)廠家的標志，如商標、公司名稱等。（4）玻璃生產(chǎn)企業(yè)標志玻璃生產(chǎn)企業(yè)會在自己生產(chǎn)的玻璃上印制商標或公司簡稱。一塊汽車玻璃上的標志并不都包含這四種標志，只要有國家安全認證標志就是可以使用的。上圖所示車用玻璃標志是一塊奧迪汽車的后窗玻璃，在其右下角有一組商標代碼，這是國家法規(guī)強制規(guī)定的，凡是汽車玻璃都要有，它們一般位于玻璃的左下或者右下底角上。65其中，最上面車標——奧迪配套生產(chǎn)的貼牌產(chǎn)品。Fy——福耀玻璃商標。E000137——玻璃生產(chǎn)廠家編碼，福耀集團長春有限公司。E1——E代表著歐盟，1代表德國，2代表法國，3代表意大利，4代表荷蘭等。43R-001735——43R代表歐共體第43號法規(guī)，001735代表產(chǎn)品認證代碼，不同產(chǎn)品的厚度和顏色代碼不同。（DMLQA）DOT782——美國交通部認證的工廠代碼。M540AS2——美國交通部DOT認證代碼以及玻璃分類代碼，AS標志玻璃透光率，AS1表示風窗玻璃，AS2用于除風窗玻璃外任何部位。CCC——中國3C強制性認證的標志。……9——2009年1月生產(chǎn)?！?”——表示年份，就是2009年。黑點在“9”前，表示上半年生產(chǎn)，計算公式是“7－黑點數(shù)”，故7-6=1；如果黑點在“9”后，則表示為下半年生產(chǎn)，計算公式是“13－黑點數(shù)”。66陶瓷第四節(jié)67了解車用陶瓷的分類及性能特點。熟悉車用陶瓷的主要應用。

68學習目標在汽車上廣泛應用的非金屬材料中，陶瓷材料也已成為汽車制造工業(yè)的重要材料。陶瓷是以天然或合成的化合物為原料，經(jīng)處理、成形、干燥、燒結(jié)而制成的一種無機非金屬材料。陶瓷不僅僅是指制作日用器皿的傳統(tǒng)陶瓷材料，隨著陶瓷性能的不斷改進，已發(fā)展成為除金屬材料和高分子材料以外的第三大類工程材料。69707172陶瓷在工業(yè)生產(chǎn)中應用廣泛。汽車采用陶瓷產(chǎn)品，可以有效的降低汽車的質(zhì)量，提高發(fā)動機的熱效率，降低油耗，減少排氣污染，提高機件使用壽命以及實現(xiàn)汽車智能化等。目前在汽車上應用的陶瓷材料主要有普通陶瓷和特種陶瓷兩大類。73一、陶瓷的分類及性能特點（見下表）74二、陶瓷在汽車上的應用陶瓷在汽車傳感器上的應用對汽車用傳感器的要求是能長久適用于汽車特有的惡劣環(huán)境（高溫、低溫、振動、加速、潮濕、噪聲、廢氣），并應當具有小型輕量、重復使用性好、輸出范圍廣等特點。陶瓷耐熱、耐蝕、耐磨，具有優(yōu)良的電磁、光學性能，近年來隨著制造技術(shù)的進步而得到充分利用。752.陶瓷在汽車發(fā)動機上的應用新型陶瓷是由碳化硅和氮化硅等無機非金屬材料燒結(jié)而成的。與氧化鋁陶瓷相比，強度是其三倍以上，能耐1000℃以上高溫，新材料推進了汽車上新用途的開發(fā)。例如，為減少熱能損失，用隔熱性能好的陶瓷材料圍住燃燒室進行隔熱，進而用廢氣渦輪增壓器和動力渦輪來回收排氣能量，有試驗證明，這樣可把熱效率提高到48%。同時，由于新型陶瓷的使用，柴油機瞬間快速啟動將變成可能。采用新型陶瓷的渦輪增壓器比當今超耐熱合金具有更優(yōu)越的耐熱性，而密度卻只有金屬渦輪的約三分之一。763.陶瓷在汽車制動器上的應用陶瓷制動器是在碳纖維制動器的基礎(chǔ)上制造而成的。陶瓷制動器的碳硅化合物表面的硬度接近鉆石，讓碟片極為耐磨，碟片內(nèi)的碳纖維結(jié)構(gòu)使它堅固、耐沖擊、耐腐蝕。目前此類技術(shù)除了在F1賽車中應用，在超級民用跑車中也有涉及，如下圖所示。77784.陶瓷在汽車減振器上的應用高級轎車的減振裝置是綜合利用敏感陶瓷正壓電效應、逆壓電效應和電致伸縮效應研制成功的智能減振器。由于采用高靈敏度陶瓷元件，這種減振器具有識別路面且自我調(diào)節(jié)的功能，可以將轎車因粗糙路面引起的振動降到最低限度。795.陶瓷在汽車噴涂技術(shù)上的應用近年來，在航天技術(shù)中廣泛應用的陶瓷薄膜噴涂技術(shù)開始應用于汽車上。這種技術(shù)的優(yōu)點是隔熱效果好、能承受高溫和高壓、工藝成熟、質(zhì)量穩(wěn)定。為達到低散熱的目標，可對發(fā)動機燃燒室部件進行陶瓷噴涂，如活塞頂噴涂的氧化鋯和缸套噴涂的氧化鋯。經(jīng)過這種處理的發(fā)動機可以降低散熱損失、減輕發(fā)動機自身質(zhì)量、減小發(fā)動機尺寸、減少燃油消耗量。80三、陶瓷在汽車應用中有待解決的問題目前，特種陶瓷在汽車上的應用并不廣泛，其中的主要原因有：1.制造工藝復雜、要求高。2.因特種陶瓷對原材料要求比較嚴格、工藝難以掌握，使得各批制品的性能難以保持均勻一致。3.成本較高，可加工性差，脆性大，使用可靠性差。但隨著科學技術(shù)的飛速發(fā)展，在未來的汽車制造業(yè)中將會有更多的特種陶瓷、智能陶瓷制品被引入和采用到汽車上，而且一定會在汽車生產(chǎn)中得到廣泛的應用。81復合材料第五節(jié)82了解復合材料的分類及性能特點。知道復合材料在汽車上的應用。

83學習目標復合材料是由兩種或兩種以上不同性質(zhì)的材料通過物理或化學的方法，在宏觀上組成的具有新性能的材料。各種材料在性能上互相取長補短，產(chǎn)生協(xié)同效應，使復合材料的綜合性能優(yōu)于原組成材料而滿足各種不同的要求。8485一、車用復合材料的種類、特性車用復合材料的種類在汽車上采用的主要復合材料是纖維增強塑料（FRP）、纖維增強陶瓷（FRC）、纖維增強金屬基復合材料（FRM）。862.車用復合材料的特點復合材料中的各組成材料在性能上互相取長補短并保持各自的最佳特性，從而獲得優(yōu)良的性能效果，與其他材料相比較，其突出特點如下：（1）比強度和比模量較高復合材料有比其他材料高得多的比強度和比模量。用碳纖維和玻璃纖維混合制成的復合材料片彈簧，其剛度和承載能力與質(zhì)量大5倍多的鋼片彈簧相當。87（2）抗疲勞性能好多數(shù)金屬的疲勞強度是拉伸強度的40%～50%，而碳纖維增強復合材料則為70%～80%。（3）斷裂安全性好復合材料每平方厘米上獨立的纖維有幾千根甚至幾萬根，當構(gòu)件過載并有少量纖維斷裂后，會迅速進行應力分配，由未斷裂的纖維來承載，使構(gòu)件在短時間內(nèi)不會失去承載能力，提高使用安全性。88（4）耐高溫性能好一般鋁合金在400℃時彈性模量大幅度降低，強度顯著下降，而碳（或硼）纖維增強鋁合金制成的復合材料在此溫度下強度和模量基本不變，是高溫狀態(tài)下工作零件的理想材料。（5）減振能力強復合材料的比模量大，自振頻率很高，不易產(chǎn)生共振。纖維與基體的界面具有吸振能力，故振動阻尼高，減振能力強。89（6）獨特的成形工藝復合材料可以整體成形，減少了零部件緊固和接頭數(shù)目，材料利用率也高得多。復合材料也有不足之處，其斷后伸長率較小，抗沖擊性差，橫向拉伸和層間抗剪強度較低，成本比其他工程材料高得多，工藝成形方法尚需改進。但隨著對復合材料的研究和應用的不斷發(fā)展，這缺點必然會得到改善，并大大推動復合材料的發(fā)展和應用。90二、復合材料在汽車上的應用纖維增強塑料（FRP）FRP是汽車輕量化最重要的材料。FRP主要由纖維（玻璃纖維、碳纖維和陶瓷短纖維等）、樹脂（聚丙烯塑料PP、聚乙烯塑料PVC、聚二烯塑料PE、ABS等不飽和熱塑性樹脂等）和填充料（常用中空的玻璃微球、陶瓷微球和有機物微球）三部分組成。碳纖維增強塑料（CFRP）是纖維增強塑料的一種，CFRP制件的最大優(yōu)點是輕量化效果顯著，見下表，節(jié)能效果勝于鋼和鋁制件。91922.纖維增強陶瓷（FRC）纖維增強陶瓷是克服陶瓷脆性的有效產(chǎn)品，利用纖維承受載荷可提高斷裂強度，阻止裂紋擴展，提高斷裂韌性，增大抗斷裂能力。纖維增強陶瓷（FRC）的性能特點見下表。93943.纖維增強金屬基復合材料（FRM）FRM是利用纖維的特性制造的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)材料，具有比強度、比剛度高的優(yōu)點。利用FRM制成同等強度的零件，可使質(zhì)量減小、耐熱性提高、熱傳導和電導性變佳、耐磨性提高。因此，F(xiàn)RM材料在汽車上常用來制造活塞環(huán)、連桿、氣缸體、活塞銷等。95顆粒、晶須增強金屬基復合材料是目前應用范圍最廣、開發(fā)前景最好的一種金屬復合材料。這類復合材料的金屬基大多數(shù)是采用密度較低的鋁、鎂和鐵合金，以便提高復合材料的比強度和比模量，其中較為成熟、應用較多的是鋁基復合材料。這類復合材料采用的增強材料為碳化硅、碳化硼、氧化鋁顆?；蚓ы?，其中以碳化硅為主。此類材料除了用于軍事工業(yè)外，還主要用于汽車工業(yè)，如制造發(fā)動機氣缸活塞、噴油嘴部件、制動裝置等。96膠黏劑第六節(jié)97了解汽車膠黏劑的組成和種類。在汽車修理中能正確選用膠粘劑。

98學習目標膠黏劑又稱為黏合劑或黏結(jié)劑，它是一種能將兩種材料黏結(jié)在一起的高分子材料。膠黏劑既能黏結(jié)材料，又能填補零件裂紋和孔隙缺陷等。它具有較高的黏結(jié)強度，良好的密封性、耐蝕性和絕緣性，并且使用簡單，成本低，因此在汽車制造和維修中得到廣泛應用。目前國外單車膠黏劑用量為：轎車約20kg，中型車約16kg，重型車約22kg。此外，汽車膠黏劑在汽車修理行業(yè)中已成為黏結(jié)各種零部件和防止“三漏”的重要材料之一，汽車使用膠黏劑部位如下圖所示。99100汽車使用膠黏劑部位101102一、膠黏劑的組成膠黏劑是由黏性基料和添加劑配合而成的。黏性基料黏性基料是膠黏劑的主要組分，它對膠黏劑的性能起主要作用，因此必須具有足夠的黏附力和良好的耐熱性、抗老化性等。常用的基料有環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂、聚氨酯樹脂、氯丁樹脂、丁腈橡膠等。1032.添加劑添加劑的種類有很多，它們是根據(jù)膠黏劑的性能和使用要求來選擇的。常用的添加劑有固化劑、硫化劑、增塑劑、稀釋劑、填料等。104二、膠黏劑的種類及常用膠黏劑的性能和用途膠黏劑的種類膠黏劑按其來源分為天然膠黏劑、合成膠黏劑和無機膠黏劑。合成膠黏劑按基料組成不同又可分為熱固性樹脂膠黏劑、熱塑性樹脂膠黏劑、橡膠型膠黏劑和混合型膠黏劑。膠黏劑按其性能及使用場合分為結(jié)構(gòu)膠黏劑、絕緣膠黏劑、導電膠黏劑、導磁膠黏劑、導熱膠黏劑、光學膠黏劑和密封膠黏劑等。1052.常用膠黏劑的性能和用途（1）結(jié)構(gòu)膠黏劑用于受力構(gòu)件的膠結(jié)，能承受較大的動、靜負荷并能長期使用。各類膠黏劑具有不同的強度特性。例如，環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂膠黏劑具有良好的剪切強度，但耐沖擊性差；橡膠型膠黏劑具有好的韌性，但抗剪切強度差。應用時，應根據(jù)膠結(jié)件的受力情況適當選擇。106（2）絕緣膠黏劑此類膠黏劑基料的體積電阻率在102Ω·cm以上，如環(huán)氧樹脂、酚醛樹脂等。（3）導電膠黏劑導電膠黏劑是具有導電和黏結(jié)雙重性能的一類膠黏劑。目前使用的導電膠黏劑主要是在膠黏劑中加入導電填料而制成。常用的導電填料有金屬粉、石墨粉、碳素纖維等。（4）導磁膠黏劑導磁膠黏劑是在膠黏劑中加入導磁填料而制成。加入羰基鐵粉的導磁膠黏劑可用于黏結(jié)變壓器鐵芯。107（5）導熱膠黏劑導熱膠黏劑是在膠黏劑中加入導熱填料而制成，如加入銀粉、銅粉、鋅粉等。（6）光學膠黏劑光學膠黏劑是主要用于膠結(jié)光學透明元件的特種膠黏劑，如丙烯酸型樹脂膠黏劑、聚氨酯膠黏劑、環(huán)氧樹脂膠黏劑等。（7）密封膠黏劑密封膠黏劑是具有密封性能的一類膠黏劑。該類膠黏劑一般為液體或糊狀物，能填充凹凸不平的表面，對所接觸的金屬或非金屬材料具有良好的黏附能力，能承受一定的溫度和壓力，且耐大氣老化，使用較為方便。108三、膠黏劑的選用與使用膠黏劑的選用膠黏劑的品種繁多，其性能、使用方法、價格等各不相同。在選用時要綜合考慮被黏物質(zhì)的種類和性質(zhì)、被膠結(jié)件的受力和使用環(huán)境、膠黏件所允許的工藝條件以及膠黏劑的刺激氣味大小、毒性大小、儲存穩(wěn)定性和價格等。1092.膠黏劑的使用不同種類的膠黏劑其使用方法各不相同，使用時應注意以下幾個方面：（1）膠結(jié)件的預處理膠結(jié)件的預處理是指除去被膠結(jié)件表面的水分、灰塵、油污等各種雜質(zhì)，疏松表面氧化膜，以形成新的、牢固的表面氧化膜。對于一般材料，常用有機溶劑（汽油、丙酮等）清洗法或機械法（打磨、噴砂等）處理，金屬表面常用化學法（堿蝕、酸蝕等）處理。重要的鋁質(zhì)件表面需用陽極氧化法處理。110（2）膠黏劑的配制和涂敷配制膠黏劑時必須按規(guī)定的比例配制并攪拌均勻。涂敷的方法有刷涂、刮涂、浸涂、噴涂和輥涂。膠黏劑膠液一般采用手工涂敷，尺寸大而形狀簡單的膠結(jié)表面可采用機械輥涂膠液及熱壓黏膜技術(shù)。涂敷時，應注意膠黏劑的黏度和涂敷的速度，必須保證膠層無氣泡、無缺膠。111（3）膠黏劑的固化固化的方法有室溫固化和加熱固化兩種。室溫固化法是將膠黏劑涂敷于被膠結(jié)件表面，待膠黏劑潤濕被膠結(jié)件表面，且溶劑基本揮發(fā)后，壓合兩個涂膠面即可。加熱固化法是將熱固性樹脂膠黏劑涂敷于被膠結(jié)件表面上，待溶劑揮發(fā)后，疊合涂膠面，然后加熱、加壓固化，使膠黏劑完成交聯(lián)反應以達到膠結(jié)的目的。112四、膠黏劑在汽車上的應用黏結(jié)技術(shù)在汽車上的應用能夠起到增強汽車結(jié)構(gòu)強度、緊固防銹、隔熱減振和內(nèi)外裝飾的作用，還能夠代替某些部位的焊接、鉚接等傳統(tǒng)工藝方法，實現(xiàn)相同或不同材料之間的連接，起到簡化生產(chǎn)工藝的效果。因此，膠黏劑已成為汽車生產(chǎn)必需的一類重要輔助材料，品種日益齊全，應用也越來越廣泛。汽車用膠黏劑是指汽車生產(chǎn)、維修過程中用到的各種黏結(jié)劑和密封膠。汽車用膠黏劑按其用途分有車身用膠、汽車內(nèi)飾黏結(jié)密封膠、汽車玻璃黏結(jié)密封膠、離合器片膠黏劑、接合面液態(tài)密封膠等幾大類。汽車用膠黏劑的種類見下表。113114115汽車維修中常用膠黏劑的性能及用途見下表。116摩擦材料第七節(jié)117了解摩擦材料的分類和性能要求。認識摩擦材料的結(jié)構(gòu)與組成。

118學習目標摩擦材料是一種應用在動力機械上，依靠摩擦作用來執(zhí)行制動或傳遞動力的部件材料。汽車上的制動器摩擦襯片（制動片）和離合器摩擦片（離合器片）都是摩擦材料制成的。制動片用于制動，離合器片用于傳動。119120一、摩擦材料的分類材料按其摩擦特性分為低摩擦因數(shù)材料和高摩擦因數(shù)材料。低摩擦因數(shù)材料又稱減摩材料或潤滑材料，其作用是減少機械運動中的動力損耗，降低機械部件磨損，延長其使用壽命。高摩擦因數(shù)材料又稱摩阻材料（摩擦材料）。121按工作性能分類按工作性能來分，摩擦材料可分為傳動與制動兩大類摩擦材料，如傳動作用的離合器片、制動作用的制動片。1222.按產(chǎn)品形狀分類按產(chǎn)品形狀來分，摩擦材料可分為制動片（左圖所示為盤式制動片、右圖所示為鼓式制動片）、制動帶、閘瓦、離合器片、異形摩擦片。盤式制動片呈平面狀，鼓式制動片呈弧形。1231243.按產(chǎn)品材質(zhì)分類按產(chǎn)品材質(zhì)來分，摩擦材料可分為石棉摩擦材料、無石棉摩擦材料兩大類。（1）石棉摩擦材料石棉線摩擦材料用于制造纏繞型離合器片、短切石棉線段摩擦材料等。石棉布摩擦材料用于制造層壓類鉆機閘瓦、制動帶、離合器面片等。石棉編織摩擦材料用于制造油浸或樹脂浸制動帶、石油鉆機閘瓦等。125（2）無石棉摩擦材料1）半金屬摩擦材料。應用于轎車和重型汽車的盤式制動片。其材質(zhì)配方組成中通常含有30%～50%的鐵質(zhì)金屬物（如鋼纖維、還原鐵粉、泡沫鐵粉），半金屬摩擦材料因此而得名。2）NAO摩擦材料。NAO摩擦材料中的基材料在大多數(shù)情況下為兩種或兩種以上纖維（以無機纖維為主，并有少量有機纖維）混合物。通常制動片為短切纖維摩擦塊，離合器片為連續(xù)纖維摩擦片。126

3）粉末冶金摩擦材料。又稱燒結(jié)摩擦材料，是將鐵基、銅基粉狀物料經(jīng)混合、壓形，并在高溫下燒結(jié)而成，適用于較高溫度下的制動與傳動工況條件。

4）碳纖維摩擦材料。是用碳纖維為增強材料制成的一類摩擦材料，也是各種類型摩擦材料中性能最好的一種。因其價格昂貴，故其應用范圍受到限制，用量較少。127二、摩擦材料的性能要求摩擦材料是車輛與機械的離合器總成和制動器中的關(guān)鍵安全零件，在傳動和制動過程中主要應滿足以下性能要求：1.適宜而穩(wěn)定的摩擦因數(shù)摩擦因數(shù)是評價任何一種摩擦材料的一個最重要的性能指標，關(guān)系著摩擦片執(zhí)行傳動和制動功能的好壞。它不是一個常數(shù)，而是受溫度、壓力、摩擦速度或表面狀態(tài)及周圍介質(zhì)因素等影響而發(fā)生變化的一個數(shù)。理想的摩擦因數(shù)應具有理想的冷摩擦因數(shù)和可以控制的溫度衰退。1282.良好的耐磨性摩擦材料的耐磨性是衡量摩擦材料耐用程度的重要技術(shù)經(jīng)濟指標。工作溫度是影響磨損量的重要因素。當材料表面溫度達到有機黏結(jié)劑的熱分解溫度范圍時，有機黏結(jié)劑如橡膠、樹脂產(chǎn)生分解、碳化和失重現(xiàn)象。隨著溫度升高，這種現(xiàn)象加劇，黏結(jié)作用下降，磨損量急劇增大，稱之為“熱磨損”。1293.具有足夠的強度和良好的物理性能在工作中，摩擦材料在承受很高溫度的同時，還要承受較大的壓力與剪切力。因此，要求摩擦材料必須具有足夠的強度，以保證在加工或使用過程中不出現(xiàn)破損與碎裂。1304.制動噪聲低制動噪聲關(guān)系到車輛行駛的舒