塑料
新型車身材料
轎車車身材料主要是金屬薄鋼板，一般厚度在0.6毫米~2.0毫米。隨著現(xiàn)代轎車技術發(fā)展，轎車材料要求既有相當?shù)膹姸纫惨笾亓恳p。采用鋁合金的車身材料是一條出路，因為鋁材比鋼材輕。但是，鋁材的加工成本高，而且沖壓及焊接技術要求比較特殊，以目前的技術尚不是一般廠家可以做得到的。因此除了個別轎車車身全部用鋁合金材外，大部分轎車還是局部零部件是用鋁合金，例如車圈、發(fā)動機上蓋等。
為了使鋼材能盡量減少重量又能保持一定的強度，冶金工程師經(jīng)過多方試驗發(fā)現(xiàn)在低碳鋼內(nèi)加微量元素如鈮（Nb）或者鈦（Ti），生成這些微量元素的碳化物，經(jīng)外理可使軋制鋼板的拉拉強度達420牛頓/毫米平方，能夠深拉延，變形性好，可制成很薄的鋼板，鋼板厚度可小到0.5毫米以下。在這些薄鋼板上通過電鍍等工藝，涂復鋅合金后再涂復一層塑料，既有鋼的高強度又有鋅、塑料等材料的耐腐蝕性，總質(zhì)量（重量）又等同于鋁合金，十分適宜汽車使用。目前這種具有耐腐蝕鍍層的高強度鋼板已應用在現(xiàn)代轎車上。
除了高強度薄鋼板外，現(xiàn)在還出現(xiàn)一種新型材料“泡沫金屬”�！芭菽饘佟笔�20世紀90年代末才出現(xiàn)的新型材料，但應用速度很快，有些新車型已經(jīng)采用了這種材料�！芭菽饘佟敝饕概菽X合金，它由粉末合金制成。通常的粉末合金是用粉末壓制成形，或用金屬粉未及塑料的混合物注射模制成形。在除掉分型劑及增塑劑之后，將壓制的坯件燒結（一種溫度在1000℃左右的熱處理方式)，使它們具有一定的特性。燒結的性質(zhì)及應用范圍在很大程度上取決于孔隙率的大小。泡沫鋁合金密度很小，當承受很大的外力而變形壓縮后，當外力撤去，憑著它自身的彈性可恢復到原來的形狀，有點象橡膠。
專家認為，若外來總能量假定為100%，泡沫鋁合金變形量為它的60%時，可承受外來總能量的60%。由于它本身具有一定的強度，可以經(jīng)過多次這樣的變形循環(huán)而不會損壞�！芭菽饘佟钡闹亓亢茌p，密度只是鋁合金材的1/4以下，熱膨脹系數(shù)與鋁合金材料一樣，熱導率又相當?shù)�，加上它的變形恢復性能極佳，又有一定的強度，因此受到汽車業(yè)的重視，可以在輕量化及安全性方面顯示優(yōu)勢。
目前用泡沫鋁合金做成的汽車零部件有發(fā)動機艙蓋、行李廂蓋、翼子板等。在安全性設計中，將泡沫金屬用作吸收碰撞能量的主要材料是十分適宜的。因為目前汽車的安全設計不但要考慮乘用人的安全，還要考慮到其外車輛及行人的安全，即當一旦發(fā)生碰撞時既可最大程度地保護自己又要最大程度地保護他人，因此在車身易發(fā)碰撞區(qū)域采用泡沫金屬是一種很好的選擇�，F(xiàn)在已有一種“三明治”式的夾心零部件，部件里面用“泡沫金屬”材料，外面再包裹上很薄的其它硬質(zhì)金屬材料，這樣使表面具有一定的硬度，牢固耐磨，內(nèi)部又能吸收變形能量�！芭菽饘佟钡姆N類也是比較多，除了泡沫鋁合金外，還有泡沫鋅合金、泡沫鋼等等，用處各異�！芭菽饘佟痹谄嚿系膽们熬笆终T人。
納米技術與汽車
早在1959年，著名物理學家、諾貝爾獎金獲得者理查德.費曼預言，“人類可以用小的機器制作更小的機器，最后將變成根據(jù)人類意愿，逐個地排列原子，制造產(chǎn)品�！苯裉�，費曼這個預言巳經(jīng)開始實現(xiàn)，這就是現(xiàn)在風靡全球的納米技術。
納米是一個計量單位。人們熟知的1米=1000毫米，而1毫米=1000000納米（一百萬納米），也就是說，1納米=1/1000000毫米（百萬分之一毫米），這么微小再微小的空間，實際上就是組成物質(zhì)的基本單位，原子和分子的空間。自從80年代初發(fā)明了電子掃描隧道顯微鏡后，世界就誕生了一門以納米作單位的微觀世界研究學科－納米科學，在100納米以下的微小結構中對物質(zhì)進行研究處理的技術則稱為納米技術。
進入90年代，納米科學得到迅速的發(fā)展，產(chǎn)生了納米材料學、納米化工學、納米機械學、納米生物學等等，由此產(chǎn)生的納米技術產(chǎn)品也層出不窮，并開始涉及汽車行業(yè)。
汽車技術的發(fā)展有賴于材料技術的發(fā)展，而納米技術的應用，為材料技術的發(fā)展奠定了基礎。專家預測，納米界面材料技術即超雙親性二元協(xié)同界面材料技術（親水親油）和超雙疏型界面材料技術（疏水疏油），可以在任何材質(zhì)表面實現(xiàn)。因此，如果國產(chǎn)橡膠材料應用上述技術，困擾國產(chǎn)汽車的漏油滲油現(xiàn)象等問題將得到解決。
汽車應用塑料數(shù)量將越來越多。納米塑料可以改變傳統(tǒng)塑料的特性，呈現(xiàn)出優(yōu)異的物理性能：強度高，耐熱性強，比重更小。由于納米粒子尺寸小于可見光的波長，納米塑料可以顯示出良好的透明度和較高的光澤度，這樣的納米塑料在汽車上將有廣泛的用途。
經(jīng)過納米技術處理的部分材料耐磨性是黃銅的27倍，鋼鐵的7倍，例如納米陶瓷軸承已經(jīng)應用在奔馳等高級轎車上。
目前我國已經(jīng)研制出一種用納米技術制造的乳化劑，以一定比例加入汽油后，可使象桑塔納一類的轎車降低10%左右的耗油量。更令人注意的是，納米技術應用在燃料電池上，可以節(jié)省大量成本。因為納米材料在室溫條件下具有優(yōu)異的儲氫能力，根據(jù)實驗結果，在室溫常壓下，約2/3的氫能可以從這些納米材料中得以釋放，可以不用昂貴的超低溫液氫儲存裝置。
納米做為一門新興技術，完全沒有必要去神化它，炒作它，科學技術就是科學技術，來不得半點虛假。它有許多方面還沒有被人們認識，正因為如此，納米技術在汽車方面的應用是一個新課題，將會越來越受到行業(yè)人士的重視。（2001.3.16)
科研人員發(fā)現(xiàn)，當微粒達到納米量級時會出現(xiàn)一種新奇現(xiàn)象，它的周期性邊界被破壞，從而使其聲、光、電、磁、熱力學等性能呈現(xiàn)出與傳統(tǒng)材料的極大差異。根據(jù)納米材料的結構特點，把不同材料在納米尺度下進行合成與組合，可以形成各種各樣的納米復合材料，例如納米功能塑料。
一般塑料常用的種類有PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、ABS(方烯腈-丁二烯-苯乙烯)、PA(聚酰胺)、PC(聚碳酸酯)、PS(聚苯乙烯)等幾十種，為滿足一些行業(yè)的特殊需求，用納米技術改變傳統(tǒng)塑料的特性，呈現(xiàn)出優(yōu)異的物理性能，強度高，耐熱性強，重量更輕。隨著汽車應用塑料數(shù)量越來越多，納米塑料很可能會普遍應用在汽車上。
這些納米功能塑料最引起汽車業(yè)內(nèi)人士注意的有阻燃塑料、增強塑料、抗紫外線老化塑料、抗菌塑料等。
阻燃塑料是以納米級超大比表面積的無鹵阻燃復合粉末為載體，經(jīng)表面改性可制成的阻燃劑，利用納米技術添加到聚乙烯中。由于納米材料的粒徑超細，經(jīng)表面處理后具有相當大的表面活性，當燃燒時其熱分解速度迅速，吸熱能力增強，從而降低基材表面溫度，冷卻燃燒反應。同時當阻燃塑料燃燒時，超細的納米材料顆粒能覆蓋在被燃材料表面并生成一層均勻的碳化層，此碳化層起到隔熱、隔氧、抑煙和防熔滴的作用，從而起到阻燃作用。這種阻燃塑料具有熱穩(wěn)定性高，阻燃持久、無毒性等優(yōu)點，消除了普通無機阻燃劑由于添加量大對材料力學性能和加工材料污染環(huán)境帶來的缺陷，可以取替有毒的溴類、銻類阻燃材料，有利環(huán)境保護。目前汽車設計要求規(guī)定，凡通過乘客座艙的線路、管路和設備材料必須要符合阻燃標準，例如內(nèi)飾和電氣部分的面板、包裹導線的膠套，包裹線束的波紋管、膠管等，使用阻燃塑料能夠輕易達到要求。
增強塑料是在塑料中填充經(jīng)表面處理的納米級無機材料蒙脫土、CaCO3、SiO2等，這些材料對聚丙烯的分子結晶有明顯的聚斂作用，可以使聚丙烯等塑料的抗拉強度、抗沖擊韌性和彈性模量上升，使塑料的物理性能得到明顯改善。增強增韌塑料可以代替金屬材料，由于它們比重小，重量輕，因此廣泛用于汽車上可以大幅度減輕汽車重量，達到節(jié)省燃料的目的。這些用納米技術改性的增強增韌塑料，可以用于汽車上的保險杠、座椅、翼子板、頂蓬蓋、車門、發(fā)動機蓋、行李艙蓋等，某至還可用于變速器箱體、齒輪傳動裝置等一些重要部件。
抗紫外線老化塑料是將納米級的TiO2、ZnO等無機抗紫外線粉體混煉填充到塑料基材中。這些填充粉體對紫外線具有極好的吸收能力和反射能力，因此這種塑料能夠吸收和反射紫外線，比普通塑料的抗紫外線能力提高20倍以上，據(jù)報道這類材料經(jīng)過連續(xù)700小時熱光照射后，其擴張強度損失僅為10%，如果作為暴露在外的車身塑料構件材料，能有效延長其使用壽命。
抗菌塑料是將無機的納米級抗菌劑利用納米技術充分地分散于塑料制品中，可將附著在塑料上的細菌殺死或抑制生長。這些納米級抗菌劑是以銀、鋅、銅等金屬離子包裹納米TiO2、CaCO3等制成，可以破壞細菌生長環(huán)境。據(jù)介紹無機納米抗菌塑料加工簡單，廣譜抗菌，24小時接觸殺菌率達90%，無副作用。高效的抗菌塑料可以用在車門把手、方向盤、座椅面料、儲物盒等易污垢部件，尤其是公交車扶手采用無機納米抗菌塑料，可以大大減少疾病的傳播，改善車上衛(wèi)生條件。
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（苒兒）