第三章其他常用汽車材料 學習目的 通過本章的學習具備所必需的汽車所使用的其他非金屬材料基本知識 學習要求 掌握汽車所用工程塑料的性能與用途 掌握汽車所用其他材料如橡膠 玻璃 陶瓷 復合材料的性能與用途 第一節工程塑料 塑料是一種以有機合成樹脂為主要組成的高分子材料 它通?？稍诩訜?加壓條件下被注塑或固化成形 故稱為塑料 汽車用工程塑料 主要用于制造某些機器零件或構件 具有強度 韌度和耐磨性較好 價廉 耐腐蝕 降噪聲 美觀 質輕等特點 一 塑料的組成1 合成樹脂樹脂是決定塑料性能和使用范圍的主要組成物 在塑料中 起粘結其他組分的作用 塑料中的合成樹脂質量分數一般為30 100 因此 大多數塑料都是以樹脂名稱來命名的 例如 聚氯乙烯塑料的樹脂就是聚氯乙烯 2 添加劑 1 填充劑 2 增塑劑 3 穩定劑 4 著色劑 5 其他 二 塑料的性質1 物理性能2 化學性能 耐蝕性3 力學性能三 常用工程塑料工程塑料主要指綜合性能 包括力學性能 耐熱性 耐寒性 耐蝕性和絕緣性能等 良好的各種塑料 它們是制造工程結構用零部件 工業容器和設備等的一類新型結構材料 常用的工程塑料分為熱塑性工程塑料和熱固性工程塑料兩類 1 熱塑性工程塑料2 熱固性塑料 四 塑料在汽車上的應用汽車用塑料按照用途可分為內飾件用塑料 工程塑料和外裝件用料 1 汽車內飾用塑料內飾用塑料品種主要有 聚氨酯 PU 聚氯乙烯 PVC 聚丙烯 PP 和ABS等 它們用于制作座墊 儀表板 扶手 頭枕 門內襯板 頂棚襯里 地毯 控制箱 轉向盤等內飾塑料制品 2 汽車用工程塑料汽車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 酚醛樹脂等 3 汽車的外裝件及結構件汽車的外裝件及結構件包括傳動軸 車架 發動機罩等 要求具備高強度 因而多采用纖維增強塑料復合材料制造 第二節其他非金屬材料 其他非金屬材料包括橡膠 玻璃 陶瓷 合成纖維 膠粘劑 摩擦材料 涂裝材料等各種材料 它們在汽車上的應用呈逐年增長的趨勢 一 橡膠所謂橡膠 是指在使用溫度范圍內處于高彈性狀態的高分子材料 1 橡膠的特性橡膠最顯著的特點是具有高的彈性和回彈性 同時 橡膠還有一定的強度 優異的抗疲勞性 以及良好的耐磨 絕緣 隔聲 防水 緩沖 吸振等性能 2 橡膠的基本組成橡膠是以生膠為原料 加入適量的配合劑 經硫化工藝處理以后得到的一種生產原材料 3 常用橡膠材料的品種 性能及一般用途4 橡膠制品在汽車上的應用 二 玻璃玻璃是一種非晶態固體 它是以石英砂 純堿 長石 石灰石等為主要原料 并加入某薹金屬氧化物等輔料 在高溫窯中煅燒至熔融后 經成形 冷卻所獲得的非金屬材料 1 玻璃的性能玻璃的一般性能有以下幾方面 1 密度 2 力學性能 3 耐熱性 4 化學穩定性 5 絕緣性 6 光學性質2 常用玻璃的種類 特點及主要用途3 常用汽車玻璃 三 摩擦材料汽車用摩擦材料 是汽車上的消耗性材料之一 主要起到傳遞動力 制動減速 停車制動等作用 是汽車制動系統與行車系統的重要組成部分 1 汽車用摩擦材料的性能要求對于汽車用摩擦材料 主要有以下幾方面的性能要求 1 摩擦因數 2 耐磨性 3 物理 力學特性 4 噪聲2 汽車摩擦材料的組成汽車摩擦材料主要由骨架材料 粘結劑和填充材料所組成 四 陶瓷材料陶瓷大致可分為傳統陶瓷及特種陶瓷兩大類 其生產過程比較復雜 但基本的工藝是原料的制備 坯料的成型和制品的燒成或燒結三大步驟 1 陶瓷的組成相及其結構和金屬一樣 陶瓷材料的力學性能和物理 化學性能也是由它的化學組成和結構狀況決定的 陶瓷的組織結構非常復雜 一般由晶體相 玻璃相和氣相組成 各種相的組成 結構 數量 幾何形狀及分布狀況等都會影響陶瓷的性能 2 陶瓷的性能 1 力學性能 2 熱學性能 3 電學性能 4 化學性能 3 常用陶瓷 1 普通陶瓷 傳統陶瓷 2 特種陶瓷 現代陶瓷 4 陶瓷在汽車上的應用五 復合材料復合材料是由兩種或兩種以上的物理和化學性質不同的物質 經一定方法合成而得到的一種新的多相固體材料 它不僅具有各組成材料的優點 還具有比單一材料更優良的綜合性能 1 復合材料的分類復合材料的分類至今尚不統一 目前主要采用以下幾種分類方法 1 按材料的用途分類可分為結構復合材料和功能復合材料兩大類 2 按增強材料的物理形態分類可分為纖維增強復合材料 粒子增強復合材料及層疊復合材料 3 按基體類型分類可分為非金屬基體及金屬基體兩大類 2 復合材料的性能 1 比強度和比模量高 2 抗疲勞性能好 3 減振性能好 4 高溫性能好 5 工作安全性好 6 成型工藝簡便靈活及可設計性強3 常用復合材料 1 纖維增強復合材料 2 層疊復合材料4 復合材料在汽車上的應用 1 玻璃鋼的應用 2 碳纖維增強塑料的應用 復習試題 一 選擇題1 在塑料成形方法中 成型是熱塑性塑料主要的成形方法之一 A 壓制B 注射C 澆注2 下列材料中 是復合材料 A 電木B 玻璃鋼C 有機玻璃D 聚丙烯酸酯3 下列材料中 是熱塑性塑料 A 萬能膠B 電木C 尼龍D 塑料王4 塑料作為最輕的工程材料之一 其密度是鋼的 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鋼或冷硬鑄鐵材料的刃具 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 穩固劑B 增塑劑C 著色劑D 潤滑劑7 轎車輪胎以 為主要原料 A 天然橡膠B 合成橡膠C 再生膠8 各國已制訂有關法規 規定轎車的前窗必須安裝 A 鋼化玻璃B 夾絲玻璃C 夾層玻璃D 浮法玻璃9 下列材料中 是熱固性塑料 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 是熱塑性塑料 A ABS塑料B 氨基塑料C 聚氯乙烯 PVC 塑料D 酚醛塑料 PE 二 判斷題1 熱塑性塑料加熱時變軟 冷卻后變硬 再加熱又可變軟 可反復成形 2 PMMA PF ABS塑料均屬于熱固性塑料 3 用擠塑成型方法可制作瓶 筒 罐和其他薄壁空心塑料制品 4 橡膠彈性大 最高伸長率可達800 1000 外力去除后能迅速恢復原狀 5 由兩種或兩種以上性質不同的物質 經人工組合而成的多相固體材料 稱為復合材料 6 熱塑性玻璃鋼以玻璃鋼纖維為增強集劑 熱固性樹脂為粘結劑 有較高的強度和疲勞強度 常用于制作軸承 齒輪等零件 7 碳纖維復合材料具有優良的減磨性 耐蝕性 但熱導性較差 8 用酚醛塑料制造的電器開關殼體 廢品經磨碎后可重新使用 9 氮化硅陶瓷材料制成的陶瓷纖維活塞耐磨性好 可以有效地防止鋁合金活塞由于熱膨脹系數大而產生的 冷敲熱拉 現象 10 復合材料是由兩種或兩種以上的物理和化學性質相同的物質經一定方法合成而得到的一種新的多相固體材料 三 填空題1 根據用途不同陶瓷可分為 陶瓷和 陶瓷兩類 2 機械工程中常用的非金屬材料主要有 材料 材料和復合材料等三大類 3 橡膠是以 為主要原料 加入適量 劑而制成的高分子材料 4 常用的工程塑料有 和 兩大類 5 生產上常用的橡膠