未来汽车行业的与材料应用

【摘 要】中国一直是原料的出产国,各种矿产资源和稀土资源都有着较多的储量.但是仅近两个世纪,随着我国的经济发展需要,各种资源大量消耗,剩下的,已经满足不了未来我国的市场需求.针对于此,未来汽车的制造在材料上必将向可持续的、可重复利用的方向选择.那么,我国应该如何在新汽车材料的研发上取得先机呢?

【关 键 词】汽车；未来发展；现用材料；新型材料；

1现在汽车制造的主要材料种类

1.1钢

钢是以铁和碳为基本元素的铁碳合金,且以铁为主,碳占少于2%的比重的合金.因其具有高强度结构,在汽车生产中,钢常用于提高汽车结构件（车身和底盘）坚硬度的材料,还包括一些重要零件.钢作为汽车生产的主体,它发挥的作用毋庸置疑.现在的汽车生产过程中,钢的主要制造形式有以下几种.最常见的是碳素合金钢,在市场上以其便宜和具有其一定力学性能大量用于各种金属构件的制造；低合金高强度结构钢,加入少量合金元素Mn、Si等,形成强度高,加工性能良好的结构钢；优质碳素合金钢,根据其含碳量的不同,具有不同塑性、韧性和强度硬度；合金结构钢,具有合适的淬透性,具有较高的抗拉强度和屈强比.钢铁材料在汽车生产过程中材料所需的比重为80%,而总体金属所需为86%.

1.2稀缺金属

据悉,在汽车生产过程中,国外的汽车工厂会选择向合金钢中加入铬、镍、钼等金属元素,以及一些含钴量很高的永磁性金属材料.而这些元素都是属于稀缺资源,在可持续发展的道路上,这些元素的应用必将更加符合可持续发展观,节约稀缺资源必将成为指导汽车材料生产和开发的方针.

1.3铝

毫无疑问,铝是轻量化的首选材料.作为工业中被广泛应用于船舶和飞机制造等领域的金属,铝拥有其自身明显的优势和特点.铝合金密度低,但强度比较高,接近或超过优质钢,塑性好,可加工成各种型材,具有优良的导电性、导热性和抗蚀性,工业上广泛使用,使用量仅次于钢.随着近年来科学技术以及工业经济的飞速发展,对铝合金焊接结构件的需求日益增多,使铝合金的焊接性研究也随之深入,铝合金的焊接技术正成为研究的热点之一.铝的质量分数只有铁的三分之一,生产上由铁向铝转换也比较容易实现,现在汽车的活塞、进气支管、气缸盖、盘轮等都采用了重量轻的铝合金.在美国和欧洲,很多其他汽车组件也由钢铁变成了铝合金,譬如油箱和保险杠,不仅减轻了自身重量,还改善了汽车性能,保险杠用的新铝合金也多次被开发

1.4镁所扮演的角色

镁比铝更加轻,且资源储量都很丰富,镁合金的性能与铝合金相比有过之而无不及.但是对镁的提炼比较难,镁易氧化,即使现在已经拥有效率较为高的锻造工艺,制造成本也在逐渐下降,但是广泛用于汽车生产还是比较困难的.然而显而易见,根据其发展现状,只要将来镁合金逐渐合理化,那么在未来的汽车制造上,市场前景一片光明.

2汽车行业的未来发展

2.1电动汽车高度决定者——锂

随着汽车的性能越来越优越,汽车的购置越来越合理,并且凭借其在交通上的重要地位,我们有理由相信汽车在近几个世纪的发展都将备受重视.由于电动汽车在能源、环保方面的优势,使得它已经成为当今世界汽车工业发展的热点,其中轻量化车身材料是电动汽车研究中的一项重要内容.电动汽车新型轻量化车身材料不但可以降低成本,而且还可以减轻车辆自身质量,提高燃油经济性.科学技术的发展使得人们对太阳能、风能等自然资源的利用逐渐升级.伴随而来的,我们未来的汽车制造、作用于生活必将不以燃烧一次性能源为基础,也不以破坏环境为代价.锂等新金属的重要应用,使得太阳能汽车的发展有了实质性的跨越.随着我国石油、煤等资源的告罄,锂在太阳能汽车的生产中扮演的角色将会越发的重要.锂的性能优越,并且锂离子电池的研究技术更加精湛成熟,十分适用于未来汽车的动力提供.毫不夸张地说,锂将决定电动汽车的未来高度.

2.2汽车新贵——复合材料

复合材料的出现,是汽车制造上的一个新起点,新挑战.作为近些年发展最快,市场需求不断升级的中国来说,复合材料的投入使用,将会对洗车工业产生又一轮革新.以长纤维加强型复合材料结构为代表的复合材料及新技术,将会在汽车领域发挥其作用,主要可以体现在三方面：一是电动车领域,据悉欧洲一些研发机构在开发过程中,对电动车采用碳底盘,这一方法能够使得比采用传统材料底盘的车型至少减轻300公斤,大大改善汽车质量,提高安全性能.其二是传统汽车领域,目前欧洲的更多车型已经采用热塑固件,这种复合材料更容易循环处理和使用,综合效果比普通的热固件效果更好.其三是在生物材料领域,如木材、棉花等天然生物材料,用以替代玻璃和碳纤维的天然纤维.凭借复合材料的优越性能,显然不久的将来我们就能够做到汽车领域材料的重复利用创新.

2.3拜耳材料

或许我们对拜耳材料科技会感到陌生,但是实际上,我国早已引进并应用在列车的制造上.为了迎合可持续发展和环境友好的需要,国家引进了国际上最为先进的水性涂料及胶粘剂材料、聚碳酸酯材料、聚氨酯复合材料的相关技术及其应用,这些都是目前应用于高速列车上的高端技术材料.实际上,胶粘剂在汽车制造中的应用优势也非常多,例如降低车体重量、降低噪音、取代铆接,焊接等传统工艺、提高生产效率等等.拜耳绿色粘接技术不但有着这些优势,还有环境保护这样独一无二的好处,为环保友好型产品的不二选择.聚碳酸酯有着透明、优良的冲击强度、良好的耐热性和电性能、出色的尺寸稳定性、低吸水率、低成型收缩率、低热传导率和良好的电阻特性等等.若是将这些应用于汽车上,我相信会给汽车的未来发展添上浓墨重彩的一笔