陶瓷材料在汽车上的应用.ppt

1、陶瓷材料在汽车上的应用姓名:许文杰学号:201048260120班级:工设F1002指导老师:张婷目录010203存在的问题存在的问题汽车用特种陶瓷材料分类及特点汽车用特种陶瓷材料分类及特点特种陶瓷材料在汽车上的应用特种陶瓷材料在汽车上的应用前言前言 随着内燃机技术的不断改进和发展 传统的内燃机材料已很难满足高强度 耐腐蚀 低导热及耐磨性等方面的要求 特种陶瓷材料由于具有优良的综合性能而越来越受到业内人士的关注 将其应用于汽车上可以有效地降低整车的质量 提高发动机的热效率 降低油耗 减少排气污染。世界上第一辆以瓷器世界上第一辆以瓷器为车内外设计元素的为车内外设计元素的汽车汽车法国超级跑车制造商

2、布加迪与其德国公司联合推出独一无二的定制版布加迪威龙布加迪威龙白金版跑车，是世界上第一辆以瓷器为车内外设计元素的汽车。“起初，这似乎是一个异乎寻常的想法，尤其是使用陶瓷打造世 特种陶瓷不是传统意义上的陶瓷,它属于精细陶瓷的一个分支,也可称为新型陶瓷 高技术陶瓷或工程陶瓷 汽车用特种陶瓷可分为功能陶瓷和结构陶瓷两大类汽车用特种陶瓷材料分类及特点汽车用特种陶瓷材料分类及特点氮化硅陶瓷是新型特种陶瓷材料,它原料丰富加工性能好 在化工机械和现代尖端技术等方面均有应用 制备方法有反应烧结法和热压烧结法,主要性能特点是强度高 化学稳定性好 抗温变性能好 耐磨 绝缘 制品精度高 可用于制造耐磨 耐蚀 耐高温

3、及绝缘零部件 用氮化硅陶瓷材料制造发动机,工作温度从理论上可提高到1370度左右,温度提高可使燃烧充分发动机热效率提高 并降低排气污染,反应烧结氮化硅可用于制造泵的机械密封环 高温轴承 阀门等零件热压反应烧结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 碳和木屑装入电弧炉中 在19002000度 的高温下合成 利用粉末冶金经反应烧结和热压烧结工艺制成 碳化硅陶瓷的最大特点是高温强度好（在1400度 时抗弯强度仍保持500600MPA传热能力强 热稳定性好并且耐磨 可用于制作火箭尾部喷嘴 浇注金属用喉嘴 轴承 燃气轮机的叶片 高温热交换器材料及各种泵的密封圈等氮化硅

4、和碳化硅属于非氧族陶瓷 其零件制备过程如图 所示碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷氧化铝陶瓷的原料是工业氧化铝 性能好但工艺复杂 成本高 制备方法是在工业氧化铝中加入少量添加剂 然后经制坯 烧结而成 对表面粗糙度和尺寸精度要求高的制品 还应进行研磨和抛光处理 主要性能特点是高强度 高硬度 耐磨 耐高温和具有良好的绝缘性能 可用于喷砂用的喷嘴 纺织用的导热器及火箭用倒流罩 也可作高温实验仪器及化工零件 轴承 内燃机火花塞 活塞和触媒载体 运动零件!活塞 活塞销等减小质量后可使内燃机减少摩擦 节约能源 加快响应和减小振动 表#为汽车用高温结构陶瓷的主要性能参数氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷从理论上分析 汽车上能用特种陶瓷

5、材料制造的零件很多 但由于受到生产价格 制备工艺 可靠性等条件的限制 实际大批投入生产 应用到汽车上的零部件并不多 大部分仍处于研究开发阶段。特种陶瓷材料在汽车上的应用特种陶瓷材料在汽车上的应用陶瓷绝热发动机陶瓷绝热发动机陶瓷活塞陶瓷活塞一般用于柴油机 在涡流室柴油机中用陶瓷材料代替贵重金属 可进一步减少冷却装置 因此整体成本有望降低 直喷式柴油机中利用陶瓷材料的耐高温性能在活塞顶部镶入陶瓷块 热效率 噪声与排放情况均有所改善柱塞杆陶瓷绝热发动机陶瓷绝热发动机陶瓷气缸套根据不同的需要 陶瓷气缸套可有以下三种 形式 一是缸套内表面全部喷涂陶瓷材料 日本小松发动机即采用此结构 二是仅用陶瓷材料做成

6、缸套上圈 三是用金属和陶瓷材料复合制成全陶瓷缸套 采用全陶瓷缸套代替传统的气缸套 可防止汽缸内热能损失 简化发动机结构 进而提高热效率和降低发动机质量陶瓷绝热发动机陶瓷绝热发动机陶瓷配气机构利用陶瓷材料低密度 耐热和耐磨的特点 用陶材料制造气门 气门座 挺柱 气门弹簧和摇臂 可以少气门座的变形和落座时的弹跳 降低噪声与振动长使用寿命 我国 1;.H?型发动机在采用陶瓷配气构后 各种工况下可节油 三菱公司采用陶瓷成发动机摇臂 五十铃公司用氮化硅制成的陶瓷气门在使用中也取得了较好的效果陶瓷绝热发动机陶瓷绝热发动机陶瓷绝热发动机陶瓷绝热发动机随着汽车工业的发展 人们对汽车的安全性 节能性 舒适性 智

7、能化要求越来越高 而国家对噪声 排气污染的限制也有了更高的要求 这就使具有绝缘性 介电性 半导体性 压电性和导磁性等特异性能的功能陶瓷材料在汽车上作为诸多调控敏感元件的应用范围越来越大 品种和规格日趋完善 这些元件主要有温度传感器 热敏电阻和感温铁氧体 空燃比传感器 氧化铝氧传感器 氧化钛氧传感器 稀薄空燃比传感器 废气传感器 浓差电池式氧化锆传感器 临界电流式氧化锆传感器 半导体型氧化锆传感器 与 传感器爆震传感器 利用压电性传感器和硅压力传感器等陶瓷传感器陶瓷传感器陶瓷压阻压力传感器陶瓷压阻压力传感器(CPS181)压电陶瓷传感器压电陶瓷传感器陶瓷材料在汽车上的应用较好地提高了发动机的热效

8、率 降低了油耗 减少了排放污染 符合节能 环保的要求 因此 汽车上陶瓷零部件的开发及应用前景将十分诱人。陶瓷材料在汽车上应用存在的问题陶瓷材料在汽车上应用存在的问题和发展和发展前景前景1.应用应用前景前景目前 阻碍特种陶瓷在汽车上应用的原因有以下几个方面1.成本长期居高不下 远远高于金属零件的价格2.可加工性差 脆性强 使用可靠性差3.再现性困难 由于特种陶瓷对其原料要求比较严格 工艺难以掌握 使得每批制品的性能难以同前一批一致4.制造工艺复杂 要求高 陶瓷的制造工艺原料粉末的制取形 烧结 加工 接合 涂覆等 对成品的可靠性影响很大 因此对制造工艺要求很高陶瓷材料在汽车上应用存在的问题陶瓷材料

9、在汽车上应用存在的问题和发展和发展前景前景2.存在的问题存在的问题陶瓷材料在汽车上的应用较好地提高了发动机的热效率 降低了油耗 减少了排放污染 符合节能 环保的要求 因此 汽车上陶瓷零部件的开发及应用前景将十分诱人。陶瓷材料在汽车上应用存在的问题陶瓷材料在汽车上应用存在的问题和发展和发展前景前景1.应用应用前景前景随着制造技术 加工技术 设计技术和可靠性评价技术的不断提高 陶瓷零部件成本有可能急剧下降美 日 德等国均花巨资研制汽车上的陶瓷零 部件 我国从80年代中期开始陶瓷发动机及其它陶瓷零 部件的研究工作 已取得了很大进展 相信不久的将来 陶瓷材料在汽车上应用这一领域会有更大的突破 从而大幅度改善汽车的性能。