1、纳米材料及其在汽车上的应用制作团队：李家荣、梁礼光、制作团队：李家荣、梁礼光、刘鹏冲、金鹏刘鹏冲、金鹏纳米材料纳米材料纳米材料分类纳米材料分类 纳米材料大致可分为纳米粉末、纳米纤维、纳米膜、纳米块体等 四类。 纳米粉末开发时间最长、技术最为成熟，是生产其他三类产品的基础。 纳米材料的用途纳米材料的用途主要用途有： 医药 家电 电子计算机和电子工业 环境保护 纺织工业 机械工业 纳米技术是汽车发展的核心技术。纳米技术能够从汽车车身应用到车轮，几乎涵盖了汽车的全部。纳米技术在汽车上的广泛应用，将降低汽车各部件磨损，降低汽车消耗，减少汽车使用成本；一定程度上，还能消除汽车尾气污染，改善排放。 如今不
2、少汽车产品已开始采用纳米技术，小小的纳米将使汽车产生极大的变化。 纳米技术在汽车行业的发展前景纳米技术在汽车行业的发展前景纳米材料技术在汽车行业中的应用纳米材料技术在汽车行业中的应用车用烤漆涂料车用塑料橡胶车用排气触媒材料车用烤漆涂料 汽车烤漆的剥落与老化，是造成汽车美观程度变差的主要因素，其中又以老化为棘手且难以控制的变量。影响烤漆老化的因素很多，但其中最关键的当属太阳光中的紫外线，紫外线容易使材料的分子链断裂，进而使材料性能老化，高分子塑料如是，有机涂料亦如是。对有机涂层而言，由于紫外线是所有因素中，最具侵蚀性的，因此若能避开紫外线的作用，则可大幅提高烤漆的耐老化性能。目前最能有效遮蔽紫外
3、线的材料，首推TiO2纳米粒子。 TiO2纳米粒子是20世纪80年代末发展起来的主要纳米材料之一。纳米TiO2的光学效应随粒径而变，尤其是纳米金红石型TiO2具有随角度变色效应，是汽车烤漆中最重要和最有发展前途的改质材料。纳米TiO2 对紫外线的屏蔽以散射为主，粒径是影响散射能力的重要因素之一。 由理论推导得出，纳米TiO2 粒径在65 130nm之间，其对紫外线的散射效果最佳。 采用纳米油漆，可以防止碰撞时小刮痕的出现。 汽车制造商戴姆勒克莱斯勒戴姆勒克莱斯勒 经过4年多研发出一种在汽车车身喷涂上使用的新型纳米油漆，以防止碰撞时小刮痕的出现。该公司科研人员表示，在喷涂后的车身上形成一层致密网
4、状结构，其间含有许多微小陶瓷颗粒。通过对150辆汽车进行的试验表明，这种纳米漆不仅光亮度比传统油漆高出40，而且当车身与其他物体轻微碰撞时，其防止刮痕出现的性能也要比传统油漆好得多。 并从2004年开始在该公司所有系列轿车上均采用这种新型纳米油漆。车用塑料橡胶 汽车制造中应用的塑料数量越来越多。纳米塑料可以改变传统塑料的特性，呈现出优异的物理性能：强度高，耐热性强，比重更小。由于纳米粒子尺寸小于可见光的波长，纳米塑料可以显示出良好的透明度和较高的光泽度，这样的纳米塑料 在汽车上将有广泛的用途。 经过纳米技术处理的部分材料耐磨 性更是黄铜的27倍、钢铁的7倍。 汽车用橡胶以轮胎的用量最大。在轮胎
5、橡胶的生产中，橡胶助剂大部分成粉体状，如炭黑、白炭黑等补强填充剂、促进剂、防老剂等。以粉体状物质而言，纳米化是现阶段的主要发展趋势。 新一代纳米技术已成功运用其它纳米粒子作为助剂，而不再局限在使用碳黑或白碳黑，如ZnO、CaCO3、Al2CO3、TiO2 等，最大的改变即是，轮胎的颜色已不再仅限于黑色，而能有多样化的鲜艳色彩。另外无论在强度、耐磨性或抗老化等性能上，新的纳米轮胎均较传统轮胎来得优异，例如轮胎侧面胶的抗裂痕性能将由10 万次提高到50 万次。 美国通用汽车和蒙特北美公司目前已成功开发出新一代美国通用汽车和蒙特北美公司目前已成功开发出新一代纳米塑料材料，称之为，称之为聚烯烃热塑性弹
6、性体，它是一种，它是一种高性能聚烯烃产品，在常温下成橡胶弹性，具有高性能聚烯烃产品，在常温下成橡胶弹性，具有密度小、弯曲大、低温抗冲击性能高、易加工、可重复使用等特点。 聚烯烃热塑性弹性体在车内应用的最大潜在市场是取代聚烯烃热塑性弹性体在车内应用的最大潜在市场是取代聚氯乙烯应用于大型配件，与聚氯乙烯相比，聚氯乙烯应用于大型配件，与聚氯乙烯相比，除了可回收外，还有长期耐紫外线、色泽稳定、质量较轻等优点。相关业者预测，在未来的相关业者预测，在未来的20年内，纳米级复合材料配件年内，纳米级复合材料配件将大量取代现有的车用塑料制品，有相当的市场潜力。将大量取代现有的车用塑料制品，有相当的市场潜力。 该
7、产品在汽车配件中的应用领域相当广泛。在汽车外装件中，主要用于保险杆、散热器、底盘、车身外板、车轮护罩、活动车顶及其它保护胶条、挡风胶条等。在内饰件中，主要用于仪表板和内饰板、安全气囊材料等。车用排气触媒材料 汽车排气污染问题日益严重，加装触媒转换器，是目前解决汽车排气污染的主要方式。 传统的汽车排气净化的触媒： 以贵金属铂、钯、铑作为三元触媒 缺点： (1)资源稀少、取得不易、价格昂贵；(2)易发生Pb、S、P 中毒，而使触媒失效等特性。 因此在保持良好转化效果的前提下，部分或全部取代贵金属，寻找其它高性能触媒材料已成为必然的趋势。 以纳米级稀土材料取代贵金属做为触媒，是目前的发展趋势之一。
8、稀土元素功能独特，原子结构特殊活性高，几乎可与所有元素发生作用，因而具有独特的触媒作用和性质。将其加入贵金属触媒中可大幅提高贵金属触媒的抗毒性能、高温稳定性，同时可降低贵金属用量，因此稀土元素可说是相当理想的汽车排气触媒或其助剂。另外，由于材料制成纳米颗粒后具有表面和小尺寸等效应使材料性能发生突变，从而产生其它更为优异的性能，因此将稀土材料制成纳米粒子，应用于汽车触媒转换器将有着其它材料无法比拟的效果。 目前我国已经研制出一种用纳米技术制造的乳化剂，以一定比例加入汽油后，可使象桑塔纳一类的轿车降低10%左右的耗油量。更令人注意的是，纳米技术应用在燃料电池上，可以节省大量成本。因为纳米材料在室温
9、条件下具有优异的储氢能力，根据实验结果，在室温常压下，约2/3的氢能可以从这些纳米材料中得以释放，可以不用昂贵的超低温液氢储存装置。 大众汽车的美国加利福尼亚设计中心设计了一款概念车Nanospyder，从名字上我们就可以看出，这款车一定是应用了纳米科技（Nanotechnology）。利用纳米材料构成直径小于0.5mm的网格结构，组成了极为坚固的车身结构。并且在车辆受到撞击后，纳米材料能够改变排列形式，让坚固的车身转化为可以吸收能量的软性材料，保证了乘员的安全，与现在的造车工艺完全不同瑞士知名的汽车设计公司Rinspeed推出了由其研发的全新sQuba潜水概念车。车体采用纳米材料制成的轻量级
10、配件构成，同时还包含一套车舱空气供应系统。奥迪A9概念车 可一键变换车身颜色 奥迪奥迪A9概念车是一款未来概念车是一款未来的低排放电动汽车，其特征的低排放电动汽车，其特征是单独一块儿的挡风玻璃和是单独一块儿的挡风玻璃和车顶采用纳米材料制造，独车顶采用纳米材料制造，独特的可以自动修复损伤的系特的可以自动修复损伤的系统装置，并且还可以调整车统装置，并且还可以调整车身颜色和透明度身颜色和透明度。 综合上述可知，未来汽车技术的发展，有极大部分与纳米技术密切相关,当然，若能将汽车的所有部位都纳米化，其附加价值必然大增。 但相对而言，其成本与售价也将大幅提高。因此，迄今为止，真正纳米化且商业化的汽车零件仍很有限。但毋庸置疑，汽车工业是现代工业的重要标志，纳米技术应用于未来汽车技术的发展将是一个必然趋势，也定会成为汽车技术升级的保证。相信在不久的将来，纳米技术必将在汽车的制造领域得到更广泛的应用。 谢 谢！
