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作为业界老司机,你应该知道的16种汽车新材料!

作者: 浏览:21 来源: 时间:2020-09-19

在汽车的发展当中,新材料的应用不可或缺,从最开始的金属车身结构、发展到现在的碳纤维复合材料车身结构,都展现着材料的变化。今天我们就来看看有这些在汽车以及整个行业当中所应用的新材料有哪些,相信看完这些你会大吃一惊

在汽车的发展当中,新材料的应用不可或缺,从最开始的金属车身结构、发展到现在的碳纤维复合材料车身结构,都展现着材料的变化。今天我们就来看看有这些在汽车以及整个行业当中所应用的新材料有哪些,相信看完这些你会大吃一惊


贮氢合金


1974年的某,日本松下电器产业中央研究所的研究人员,把钛~锰合金和氢气一起装入容器后,惊奇地发现氢气的压力居然从1013.325kPa降到101.325kPa,所减少的氢气是被钛一锰合金“吃掉”了,而且“胃口”相当大,被钛一锰合金吃进的氢气要比它本身大1000至3000倍。由于这种合金在一定温度和压力下,会像海绵吸水那样大量吸氢,故称为“贮氢合金”或“氢海绵”。

研究进展:已研制成功多种贮氢合金,如TiFe、ZrMn 、LaNi 等,它们既可储存氢气,也可放出氢气。研究人员还研制用贮氢合金净化或提纯氢;设想把贮氢合金引入汽车和厨房设备作为氢燃料,既环保又高效。

应用领域:氢动力电池车氢气的贮存、净化和回收、氢燃料发动机、热—压传感器和热液激励器、氢同位素分离和核反应堆中的应用、空调、热泵及热贮存、加氢及脱氢反应催化剂、氢化物—镍电池。

石墨烯


2004年,英国曼彻斯特大学的两位科学家安德烈·杰姆和克斯特亚·诺沃消洛夫发现他们能用一种非常简单的方法得到越来越薄的石墨薄片。他们从石墨中剥离出石墨片,然后将薄片的两面粘在一种特殊的胶带上,撕开胶带,就能把石墨片一分为二。不断地这样操作,于是薄片越来越薄,最后,他们得到了仅由一层碳原子构成的薄片,这就是石墨烯。这以后,制备石墨烯的新方法层出不穷,经过5年的发展,人们发现,将石墨烯带入工业化生产的领域已为时不远了。因此,两人在2010年获得诺贝尔物理学奖。

研究进展:石墨烯微片规模化生产技术已经成熟,石墨烯微片下游运用研发成果层出不穷。单层石墨烯规模化生产技术尚未实现。

应用领域:未来5年将在汽车电池、光电显示、半导体、触摸屏、电子器件、储能电池、显示器、传感器、半导体、航天、军工、复合材料、生物医药等领域将爆发式增长。

OLED


OLED的研究产生起源于一个偶然的发现。1979年的晚上,在 Kodak公司从事科研工作的华裔科学家邓青云博士(Dr.C.W.Tang)在回家的路上忽然想起有东西忘记在实验室里,回去以后,他发现黑暗中有个亮的东西。打开灯发现原来是一块做实验的有机蓄电池在发光。这是怎么回事?OLED研究就此开始,邓博士由此也被称为OLED之父。

研究进展:OLED的产品已从试验室走向了市场。从1997~l999年,OLED显示器的惟一市场是在车载显示器上,2000年以后,产品的应用范围逐渐扩大到手机显示屏。OLED在手机上的应用又极大地推动其技术的进一步发展和应用范围的迅速扩大,对现有的LCD、LED和VFD提出强有力的挑战。

应用领域:汽车显示屏、3G通讯领域、军事及特殊用途、柔软显示器多种领域。

超导材料


1911年,荷兰物理学家昂纳斯在研究金属汞的低温性时,发现在4K时水银的电阻骤然降到一个很小的数值(10 ),当他在水银中加入大量杂质后,对其在液氦温度下向极小电阻状态转变并没有发生什么影响。这表明在低温下某些固体电阻趋于零是这些固体固有的物理性质。通过实验发现了某些固体在低温下电阻接近于零。电流在这些固体中流动时就没有阻力,不耗损电能。昂纳斯于1913年称这种状态为超导态,因此昂纳斯教授获得了1913年诺贝尔物理学奖。人们把这种零电阻现象叫做超导现象,把具有超导性的物质叫做超导材料。

研究进展:目前已相继发现28种(金属元素或单质)具有超导性,如锆、钼、铌等;超导化合物和超导合金有几千种,如镧钡铜氧化物、铌锗合金等。

应用领域:汽车领域、超导计算机、超导磁悬浮列车、超导电车、电磁推进船、超导电缆、超导发动机以及无损耗变压器。

超塑性合金


1920年德国研究人员罗森海因在对锌一铝一铜合金进行研究时,发现这种合金与一般金属不同,经过冷轧后,具有暂时的很高的塑性。当时被工程技术界认为是一种奇异现象。1945年前苏联学者包奇瓦尔,对这一奇异现象深入探究,并在许多有色金属合金中,发现了延展性特别显著的奇异现象。

研究进展:目前,世界上已经发现200多种超塑性合金,如超塑铜合金(Cu一38Zn)、超塑锌合金(Zn一22Al一0.2Cu)、超塑铝合金(A1—6Cu—Zr)等。

应用领域:用于制造汽车、导弹、人造卫星的复杂器件、电子仪器零件、汽车外壳等。

无声金属


20世纪50年代初,英国人在研究合金时,无意将含有8O锰的锰一铜合金铸块掉在地上,实验人员只听到微弱的声响,出乎意料的现象引起他们的极大兴趣,对其进行了深入的研究,终于获得了具有减振特性的锰~铜一铝一铁一镍合金,并称它为“无声合金”或“减振合金”。

研究进展:现已有数十种减振合金问世,如钴镍合金、镁锆合金、镍钛合金和铁锆铝合金。

应用领域:汽车制造、宇宙航天、土木建筑、机械制造、火车车轮、家用电器等。

记忆合金


1958年,美国海军军械实验室冶金师布勒在研究镍一钛合金时意外发现,在不同温度下镍一钛合金棒相碰撞发出清脆的声音,而冷却到室温后,则发出喑哑迟钝的声音。他敏锐地意识到,温度对合金的组织结构和硬度可能有很大影响。I963年,在一次实验中,他从库房中领取了弯弯曲曲的镍一钛合金丝,使用起来不方便,所以实验前把这些合金丝一根根拉直,然后做实验。令人惊异的怪现象出现了,实验温度升高到一定值时,这些原来拉直的合金丝突然无一例外地全部变成弯弯曲曲的形状。反复实验结果相同。他们还发现不论把镍一钛合金丝拉得多么直,当温度达到某一数值,即转变温度时,就会恢复原来的弯曲形状。科学家把这种现象称为形状记忆效应,具有这种效应的合金称为形状记忆合金,简称“记忆合金”。

研究进展:科学家在镍-钛合金中添加其他元素,进一步研究开发了钦镍铜、钛镍铁、钛镍铬等新的镍钛系形状记忆合金;除此以外还有其他种类的形状记忆合金,如:铜镍系合金、铜铝系合金、铜锌系合金、铁系合金(Fe-Mn-Si, Fe-Pd)等。

应用领域:汽车制造、生物工程、医药、能源和自动化等方面也都有广阔的应用前景。

导电塑料


1970年的,日本筑波大学的白川英树教授让他的一位朝鲜籍研究生用乙炔制取聚乙炔。由于这位学生日语不太好,听错了导师对实验中应加催化剂量的要求,结果加入了应使用催化剂用量的近1OO倍,然而这一错误竟带来了奇迹,得到了一种银光闪闪的薄膜,有一点导电性,很像金属。实际上聚乙炔应该是一种黑色的粉末。由于白川英树教授深知个人的力量不足以解决许多边缘问题,公开声明愿与各行各业的科学家合作。1977年白川英树在与美国宾夕法尼亚大学的物理教授麦克第阿密特研究这种塑料薄膜时又发现,若在乙炔的聚合过程中掺入碘,所得的聚乙炔呈金黄色,导电能力提高了3千万倍。

研究进展:前联邦德国的纳尔曼教授用白川英树催化剂体系获得聚乙炔后,立即进行特殊的熟化和拉伸取向处理,再给聚乙炔薄膜掺杂,结果得到的材料比掺碘的电导率又提高了3个数量级。纳尔曼的聚乙炔导电能力与铜相近了。现已用导电聚合物制成发光二级管,还在传感器、电磁屏蔽、催化等方面大显身手。

应用领域:抗静电添加剂、计算机抗电磁屏幕、智能窗、发光二极管、太阳能电池、移动电话、微型电视屏幕乃至生命科学研究等领域。

金属玻璃


1959年,美国加州理工大学的Duwez在研究晶体结构和化合价极其不同的两个元素能否形成固溶体时,偶然发现了这种新材料。他将高温金—硅合金熔体喷射到高速旋转的铜辊上,以每秒一百万度的冷却速度快速冷却熔体,次制备了不透亮的玻璃。当时的一位物理学家看到这种材料时,曾嘲讽地说这是一种“愚蠢的合金”。

研究进展:金属玻璃是迄今为止最强的金属材料和最软的金属材料之一,最强的钴基金属玻璃的强度达到创纪录的6.0GPa,最软的锶基金属玻璃的强度低至300MPa;

应用领域:汽车制造、航天方面,现在卫星收集太阳能维持运转的伸展机构;金属玻璃可用来制造动能破甲、穿甲弹。电压变压器芯体;手表表壳、手机、手提电脑外壳,以及在汽车重要部件上的应用。

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