第三章 其他常用汽车材料

第三章其他常用汽车材料学习目的：通过本章的学习具备所必需的汽车所使用的其他非金属材料基本知识。学习要求：掌握汽车所用工程塑料的性能与用途。掌握汽车所用其他材料如橡胶、玻璃、陶瓷、复合材料的性能与用途。第一节工程塑料塑料是一种以有机合成树脂为主要组成的高分子材料，它通常可在加热、加压条件下被注塑或固化成形，故称为塑料。汽车用工程塑料，主要用于制造某些机器零件或构件，具有强度、韧度和耐磨性较好，价廉、耐腐蚀、降噪声、美观、质轻等特点。一、塑料的组成1．合成树脂树脂是决定塑料性能和使用范围的主要组成物，在塑料中，起粘结其他组分的作用。塑料中的合成树脂质量分数一般为30％~100％。因此，大多数塑料都是以树脂名称来命名的，例如，聚氯乙烯塑料的树脂就是聚氯乙烯。2．添加剂（1）填充剂；（2）增塑剂；（3）稳定剂；（4）着色剂；（5）其他二、塑料的性质1．物理性能2．化学性能———耐蚀性3．力学性能三、常用工程塑料工程塑料主要指综合性能（包括力学性能、耐热性、耐寒性、耐蚀性和绝缘性能等）良好的各种塑料。它们是制造工程结构用零部件、工业容器和设备等的一类新型结构材料。常用的工程塑料分为热塑性工程塑料和热固性工程塑料两类。1．热塑性工程塑料2．热固性塑料四、塑料在汽车上的应用汽车用塑料按照用途可分为内饰件用塑料、工程塑料和外装件用料。1．汽车内饰用塑料内饰用塑料品种主要有：聚氨酯（PU）、聚氯乙烯（PVC）、聚丙烯（PP）和ABS等。它们用于制作座垫、仪表板、扶手、头枕、门内衬板、顶棚衬里、地毯、控制箱、转向盘等内饰塑料制品。2．汽车用工程塑料汽车上常用的工程塑料有聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚苯烯、ABS、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、酚醛树脂等。3．汽车的外装件及结构件汽车的外装件及结构件包括传动轴、车架、发动机罩等，要求具备高强度，因而多采用纤维增强塑料复合材料制造。第二节其他非金属材料其他非金属材料包括橡胶、玻璃、陶瓷、合成纤维、胶粘剂、摩擦材料、涂装材料等各种材料，它们在汽车上的应用呈逐年增长的趋势。一、橡胶所谓橡胶，是指在使用温度范围内处于高弹性状态的高分子材料。1．橡胶的特性橡胶最显著的特点是具有高的弹性和回弹性。同时，橡胶还有一定的强度，优异的抗疲劳性，以及良好的耐磨、绝缘、隔声、防水、缓冲、吸振等性能。2．橡胶的基本组成橡胶是以生胶为原料，加入适量的配合剂，经硫化工艺处理以后得到的一种生产原材料。3．常用橡胶材料的品种、性能及一般用途4．橡胶制品在汽车上的应用二、玻璃玻璃是一种非晶态固体，它是以石英砂、纯碱、长石、石灰石等为主要原料，并加入某薹金属氧化物等辅料，在高温窑中煅烧至熔融后，经成形、冷却所获得的非金属材料。1．玻璃的性能玻璃的一般性能有以下几方面：（1）密度（2）力学性能（3）耐热性（4）化学稳定性（5）绝缘性（6）光学性质2．常用玻璃的种类、特点及主要用途3．常用汽车玻璃三、摩擦材料汽车用摩擦材料，是汽车上的消耗性材料之一，主要起到传递动力、制动减速、停车制动等作用，是汽车制动系统与行车系统的重要组成部分。1．汽车用摩擦材料的性能要求对于汽车用摩擦材料，主要有以下几方面的性能要求（1）摩擦因数（2）耐磨性（3）物理、力学特性（4）噪声2．汽车摩擦材料的组成汽车摩擦材料主要由骨架材料、粘结剂和填充材料所组成。四、陶瓷材料陶瓷大致可分为传统陶瓷及特种陶瓷两大类。其生产过程比较复杂，但基本的工艺是原料的制备、坯料的成型和制品的烧成或烧结三大步骤。1．陶瓷的组成相及其结构和金属一样，陶瓷材料的力学性能和物理、化学性能也是由它的化学组成和结构状况决定的。陶瓷的组织结构非常复杂，一般由晶体相、玻璃相和气相组成。各种相的组成、结构、数量、几何形状及分布状况等都会影响陶瓷的性能。2．陶瓷的性能（1）力学性能（2）热学性能（3）电学性能（4）化学性能3．常用陶瓷（1）普通陶瓷（传统陶瓷）（2）特种陶瓷（现代陶瓷）4．陶瓷在汽车上的应用五、复合材料复合材料是由两种或两种以上的物理和化学性质不同的物质，经一定方法合成而得到的一种新的多相固体材料。它不仅具有各组成材料的优点，还具有比单一材料更优良的综合性能。1．复合材料的分类复合材料的分类至今尚不统一，目前主要采用以下几种分类方法：（1）按材料的用途分类可分为结构复合材料和功能复合材料两大类。（2）按增强材料的物理形态分类可分为纤维增强复合材料、粒子增强复合材料及层叠复合材料。（3）按基体类型分类可分为非金属基体及金属基体两大类。2．复合材料的性能（1）比强度和比模量高（2）抗疲劳性能好（3）减振性能好（4）高温性能好（5）工作安全性好（6）成型工艺简便灵活及可设计性强3．常用复合材料（1）纤维增强复合材料（2）层叠复合材料4．复合材料在汽车上的应用（1）玻璃钢的应用（2）碳纤维增强塑料的应用复习试题一、选择题1、在塑料成形方法中，————成型是热塑性塑料主要的成形方法之一。A、压制B、注射C、浇注2、下列材料中，————是复合材料。A、电木B、玻璃钢C、有机玻璃D、聚丙烯酸酯3、下列材料中，————是热塑性塑料。A、万能胶B、电木C、尼龙D、塑料王4、塑料作为最轻的工程材料之一，其密度是钢的————。A、1/2B、1/7～1/4C、1/10D、1/35、下列材料中，————可用于制作切削淬火钢或冷硬铸铁材料的刃具。A、氮化硅陶瓷B、塑料C、聚氨酯6、塑料中增加————可以提高塑料的塑性。A、稳固剂B、增塑剂C、着色剂D、润滑剂7、轿车轮胎以————为主要原料。A、天然橡胶B、合成橡胶C、再生胶8、各国已制订有关法规，规定轿车的前窗必须安装————。A、钢化玻璃B、夹丝玻璃C、夹层玻璃D、浮法玻璃9、下列材料中，————是热固性塑料。A、ABS塑料B、氨基塑料C、聚氯乙烯（PVC）塑料D、塑料王10、下列材料中，————是热塑性塑料。A、ABS塑料B、氨基塑料C、聚氯乙烯（PVC）塑料D、酚醛塑料（PE）二、判断题1、热塑性塑料加热时变软，冷却后变硬，再加热又可变软，可反复成形。（）2、PMMA、PF、ABS塑料均属于热固性塑料。（）3、用挤塑成型方法可制作瓶、筒、罐和其他薄壁空心塑料制品。（）4、橡胶弹性大，最高伸长率可达800％~1000％，外力去除后能迅速恢复原状。（）5、由两种或两种以上性质不同的物质，经人工组合而成的多相固体材料，称为复合材料。（）6、热塑性玻璃钢以玻璃钢纤维为增强集剂，热固性树脂为粘结剂。有较高的强度和疲劳强度，常用于制作轴承、齿轮等零件。（）7、碳纤维复合材料具有优良的减磨性，耐蚀性，但热导性较差。（）8、用酚醛塑料制造的电器开关壳体，废品经磨碎后可重新使用。（）9、氮化硅陶瓷材料制成的陶瓷纤维活塞耐磨性好，可以有效地防止铝合金活塞由于热膨胀系数大而产生的“冷敲热拉”现象。（）10、复合材料是由两种或两种以上的物理和化学性质相同的物质经一定方法合成而得到的一种新的多相固体材料。（）三、填空题1、根据用途不同陶瓷可分为————陶瓷和————陶瓷两类。2、机械工程中常用的非金属材料主要有————材料、————材料和复合材料等三大类。3、橡胶是以————为主要原料，加入适量————剂而制成的高分子材料。4、常用的工程塑料有————和————两大类。5、生产上常用的橡胶材料有————、————和————。6、陶瓷的组织结构非常复杂，一般由————、————和气相组成。7、汽车摩擦材料主要由————、粘结剂和————所组成。8、碳纤维增强复合材料是以————或其织物为增强相，以————、————陶瓷等为粘结剂而制成的。9、常用复合材料有————、————和————三类。10、常见的颗粒复合材料————和————有两类。四、讨论题调查一种型号的轿车采用了哪些非金属材料，各用在什么部位?