陶瓷材料在汽车上的应用.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,2012/11/8,#,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,01,02,03,存在的问题,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,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为车内外设计元素的汽车,法国超级跑车制造商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,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,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,1900,2000,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,500,600MPA,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,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,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,从理论上分析 汽车上能用特种陶瓷材料制造,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,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,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,陶瓷压阻压力传感器,(CPS181),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,和发展,前景,1.,应用,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,和发展,前景,2,.,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,和发展,前景,1.,应用,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。,THANK YOU,