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1、陶瓷材料在汽車上的應(yīng)用姓名:許文杰學(xué)號(hào):201048260120班級(jí):工設(shè)F1002指導(dǎo)老師:張婷目錄010203存在的問題汽車用特種陶瓷材料分類及特點(diǎn)特種陶瓷材料在汽車上的應(yīng)用前言隨著內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的不斷改進(jìn)和發(fā)展傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)材料已很難滿足高強(qiáng)度耐腐蝕低導(dǎo)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(guān)注將其應(yīng)用于汽車上可以有效地降低整車的質(zhì)量提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率降低油耗減少排氣污染。世界上第一輛以瓷器為車內(nèi)外設(shè)計(jì)元素的汽車法國超級(jí)跑車制造商布加迪與其德國公司聯(lián)合推出獨(dú)一無二的定制版布加迪威
2、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(shè)計(jì)元素的汽車。“起初，這似乎是一個(gè)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(xì)陶瓷的一個(gè)分支,也可稱為新型陶瓷高技術(shù)陶瓷或工程陶瓷汽車用特種陶瓷可分為功能陶瓷和結(jié)構(gòu)陶瓷兩大類汽車用特種陶瓷材料分類及特點(diǎn)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(jī)械和現(xiàn)代尖端技術(shù)等方面均有應(yīng)用制備方法有反應(yīng)燒結(jié)法和熱壓燒結(jié)法,主要性能特點(diǎn)是強(qiáng)度高化學(xué)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高溫及絕緣零部件用氮化硅
3、陶瓷材料制造發(fā)動(dòng)機(jī),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(dòng)機(jī)熱效率提高并降低排氣污染,反應(yīng)燒結(jié)氮化硅可用于制造泵的機(jī)械密封環(huán)高溫軸承閥門等零件熱壓反應(yīng)燒結(jié)氮化硅可用于制造切削刀具。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1900－2000度的高溫下合成利用粉末冶金經(jīng)反應(yīng)燒結(jié)和熱壓燒結(jié)工藝制成碳化硅陶瓷的最大特點(diǎn)是高溫強(qiáng)度好（在1400度時(shí)抗彎強(qiáng)度仍保持500－600MPA傳熱能力強(qiáng)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?xì)廨啓C(jī)的葉片高溫?zé)峤粨Q器材料及各種
4、泵的密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氧化鋁陶瓷的原料是工業(yè)氧化鋁性能好但工藝復(fù)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(jié)而成對(duì)表面粗糙度和尺寸精度要求高的制品還應(yīng)進(jìn)行研磨和拋光處理主要性能特點(diǎn)是高強(qiáng)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(dǎo)熱器及火箭用倒流罩也可作高溫實(shí)驗(yàn)儀器及化工零件軸承內(nèi)燃機(jī)火花塞活塞和觸媒載體運(yùn)動(dòng)零件!活塞活塞銷等"減小質(zhì)量后可使內(nèi)燃機(jī)減少摩擦節(jié)約能源加快響應(yīng)和減小振動(dòng)表#為汽車用高溫結(jié)構(gòu)陶瓷的主要性能參數(shù)氧化鋁陶瓷從理
5、論上分析汽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(jià)格制備工藝可靠性等條件的限制實(shí)際大批投入生產(chǎn)應(yīng)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(yīng)用陶瓷絕熱發(fā)動(dòng)機(jī)陶瓷活塞陶瓷活塞一般用于柴油機(jī)在渦流室柴油機(jī)中用陶瓷材料代替貴重金屬可進(jìn)一步減少冷卻裝置因此整體成本有望降低直噴式柴油機(jī)中利用陶瓷材料的耐高溫性能在活塞頂部鑲?cè)胩沾蓧K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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)即采用此結(jié)構(gòu)二是僅
6、用陶瓷材料做成缸套上圈三是用金屬和陶瓷材料復(fù)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(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)進(jìn)而提高熱效率和降低發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量陶瓷絕熱發(fā)動(dòng)機(jī)陶瓷配氣機(jī)構(gòu)利用陶瓷材料低密度耐熱和耐磨的特點(diǎn)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(shí)的彈跳降低噪聲與振動(dòng)長使用壽命我國1;.H?型發(fā)動(dòng)機(jī)在采用陶瓷配氣構(gòu)后各種工況下可節(jié)油三菱公司采用陶瓷成發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)陶瓷絕熱發(fā)動(dòng)機(jī)隨著汽車工業(yè)的發(fā)展人們對(duì)汽車的安全性節(jié)能性舒
7、適性智能化要求越來越高而國家對(duì)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(dǎo)體性壓電性和導(dǎo)磁性等特異性能的功能陶瓷材料在汽車上作為諸多調(diào)控敏感元件的應(yīng)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(dǎo)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壓阻壓力傳感器(CPS181)壓電陶瓷傳感器陶瓷材料在汽車上的應(yīng)用較好地提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效
8、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(yīng)用前景將十分誘人。陶瓷材料在汽車上應(yīng)用存在的問題和發(fā)展前景1.應(yīng)用前景目前阻礙特種陶瓷在汽車上應(yīng)用的原因有以下幾個(gè)方面1.成本長期居高不下遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于金屬零件的價(jià)格2.可加工性差脆性強(qiáng)使用可靠性差3.再現(xiàn)性困難由于特種陶瓷對(duì)其原料要求比較嚴(yán)格工藝難以掌握使得每批
