(二)具體應用
1、納米粘土是汽車零部件中用得最多的納米物質(zhì)。
在2002年,通用汽車公司是第一家生產(chǎn)出填充有納米粘土的汽車零部件的汽車制造商。雪佛蘭Astro和Safari貨車的輔助臺階用填充3%納米粘土的熱塑性烯烴制得,與采用傳統(tǒng)滑石粉填充物相比,更輕、剛性更好、低溫不脆。盡管該應用吸引了很大關(guān)注,但現(xiàn)在已經(jīng)停止。2004-2005年發(fā)布的雪佛蘭IMPALA車身邊上一個裝飾物由納米粘土制得,這個重新設(shè)計的部件節(jié)約了3~25%的重量,但性能遭到質(zhì)疑。2005年,每一輛通用HammerH2SUT貨車的貨架裝飾物中含有3公斤的納米粘土。
其他納米粘土在汽車上的商業(yè)化應用實例有:Maserati引擎隔間蓋用Ube的尼龍-6納米復合材料制得,納米粘土占有2%的重量比例;戴姆勒克萊斯勒用含有納米填料和傳統(tǒng)填料的PolykemiAB聚丙烯制造SmartForfour車的門內(nèi)手柄;奧迪和Putsch公司用填充納米粘土的PP/PS代替涂漆的ABS開發(fā)了A3的加熱口,納米粘土使60~80%的PP與20~40%的PS相容,提高了抗刮擦性能,帶來豪華的表面感覺。
2、碳納米管是更新的產(chǎn)品(在1991年發(fā)現(xiàn)),由于具有非常高的力學強度(比蜘蛛絲還強)和高電導率,因此具有非常高的商業(yè)潛力。
雷諾汽車曾在前擋板中采用納米管來增強PP/PPE合金。碳納米管取代了擋板中的炭黑,用于靜電噴漆中。然而由于費用的原因這個項目已經(jīng)停止。燃料輸送管道也是碳納米管納米復合材料的一種應用。
(三)主要問題
納米材料減輕了重量,增加了力學性能,改善了表面及外觀狀況。但當前只有少量納米科技產(chǎn)品被整合到汽車應用之中,這主要是因為:
1)要將填料很好的分散并分布在基體中,必須對納米物質(zhì)進行功能化處理。這種功能化處理和與基體相容的能力是一種非常獨特的技術(shù),只有少數(shù)幾個公司掌握。
2)納米物質(zhì)非常昂貴,其附加值往往不足以平衡其成本。
3)添加納米填料往往需要重新考慮零部件設(shè)計以及工藝技術(shù)(新模具,改變的流變性能等),這也需要在零部件的費用計算中重新考慮。
4)必須考慮納米的毒性以及再回收問題。
納米復合材料在汽車市場中不斷發(fā)展,但是考慮到費用和性能,納米物質(zhì)帶來的有競爭力的優(yōu)勢還有待進一步確認,當前工藝技術(shù)還需更好的發(fā)展和改進,需要重新考慮包括零部件設(shè)計在內(nèi)的整個工藝體系。