小組成員：顧江、江濤、孟揚
二、目錄：
一． 引言
二． 全球商用車市場概況及商用車競爭趨勢分析
三． 車用非金屬材料現狀
1. 車用非金屬材料的分類
（1）塑料
a．聚丙烯
b．纖維增強複合材料
c．聚醯胺(商用名尼龍)
（2）橡膠
a．合成橡膠
b．熱塑性彈性體( tpe)
（3）摩擦材料
（4）奈米材料
（5）陶瓷材料
（6）**
2.商用車用材料現在使用現狀
（1）改性pp材料
（2）abs類材料
（3）**c等玻纖增強材料
四．商用車主要效能指標變化
1.成本
2.環保
五．車用非金屬材料發展展望
1. 商用車非金屬材料的使用趨勢
（1）新材料的應用
（2）材料統一性
（3）材料環保性
（4）降低材料成本
2.發展方向
（1）實現汽車輕量化
（2）參與汽車智慧型化
（3）維護汽車過程化
（4）材料選用環保化
六．車用非金屬材料的開發應用的分析
報告內容：
一．引言
能源、環境和安全是當今世界各國極為關注的問題,****的發展與其息息相關。汽車材料是汽車品質的基礎, 汽車技術的發展在很大程度上依託於汽車材料的發展。在汽車輕量化方面,金屬材料應用高強度鋼、低密度的輕質材料,非金屬材料則在復合塑料、聚丙烯塑料、**、工程陶瓷等方面取得了很大的進展。
二．全球商用車市場概況及商用車競爭趨勢分析
不同檔次和用途產品對效能要求不同，不同技術路線、運輸方式、及載重方式，對效能要求和配置不同： 按應用範圍分為長途運輸(雙臥鋪)、中長途運輸(單／雙臥鋪)、中短途運輸(無／單臥鋪)三類。 由於經濟的全球化，汽車業的競爭也日趨傘球化。
現在，商用車廠商在戰略上已不僅僅侷限於某一地區， 而是站在全球的角度。當然，要達到全球化目標，廠商們需要合理地重新組織和分配生產能力和**鏈(見圖 2)。這不是簡單的工廠轉移，而是要擴大生產網路以達到傘球化規模，從而在新興市場占有一席之地。
一些新興市場，特別是亞洲的中國市場等已成為全球商用車廠商關注的焦點。目前中國的商用車產量佔全球產量的近25％，其產量已超過西歐和日本。中國的重型卡車生產已躍居世界第二位。
此外，印度等市場的需求也在不斷增長。
三．車用非金屬材料現狀
（1）塑料
塑料是一種高分子材料, 在汽車上應用具有質量輕、易成型、耐化學腐蝕性好、優良的消聲和隔熱性等特點,因此近年來塑料在汽車上的應用越來越多。
a．聚丙烯
由於聚丙烯原材料豐富、成本低、重量輕、比強度大、汙染小,同時聚丙烯是熱塑性樹脂,比較容易實現材料的再生利用,因此****對聚丙烯的市場需求持續增長。聚丙烯材料用來生產汽車保險槓、翼子板襯裡、前後阻流板及車身裙部等。一般的轎車上聚丙烯汽車零件可達70 多種。
現在, 一種叫「緻密聚丙烯」的塑料應用比較廣泛, 其堅硬程度不亞於鋼鐵,而且具有質量輕、防撞擊能力強、便於**再利用等特點。由表可見,用「緻密聚丙烯」塑料可使汽車的製造成本明顯降低。
b．纖維增強複合材料
纖維增強複合材料統稱為frp , 是一種纖維和塑料復合而成的材料。常用的frp 是玻璃纖維和熱固性樹脂的複合材料, 它具有重量輕、燃料消耗低、設計靈活、一體成型、裝配工序少、防腐蝕、耐衝擊、著色方便等特點。與金屬材料相比, frp 可根據產品結構和受力情況, 調整纖維配比及排列, 發揮其強度的不等向性,達到節約材料和減輕重量的目的**c是一種玻璃纖維增強的片狀模成型塑料複合材料, 是模壓複合材料製品的半成品, 主要應用在功能件、車殼外板及結構件上。
例如福特金牛座轎車的前圍裡的下散熱器托架,原
鋼製品有22 個零件, 而應用**c只需2 件, 質量大減, 成本降低14 %。因此, 這些複合材料具有很高的機械強度, 可以代替鋼板製作車身覆蓋件或結構件,減輕汽車的質量。
c．聚醯胺(商用名尼龍)
聚醯胺塑料是機械工業應用較廣的工程塑料, 汽車上常用的是pa6、pa66、pa11(pa12) 、pa1010 等。由於尼龍材料具有良好的耐熱、耐油、耐藥品性和耐化學性,因此在****中得到廣泛的應用。據報道,日本汽車行業用尼龍約佔全國總銷售量的18 % ,美國汽車用尼龍佔全部尼龍用量的21 %～22 %。
pa6 由於具有良好的耐磨性、耐熱性、耐低溫性及良好的耐油性,廣泛適用於製作軸承、齒輪、葉輪、螺釘、墊片等; pa66特別適用於耐磨高強度製件; pa1010 主要用於製作各種管子和密封墊圈; pa11(12) 具有密度小、柔軟、耐藥品性和耐氧化性,尤其是耐寒性突出,可製作管材與軟管,用於燃油和制動油管路。pa11(12) 管材與金屬管材相比,具有質輕、耐腐蝕、吸振等優點。現在塑料進氣歧管的材料可用35 %gf 增強pa66 或pa6 ,散熱器水室幾乎都在使用30 %gf 增強pa66 製造。
總之, 隨著材料和成型加工技術的發展, 汽車塑料件的主流發展方向是更便宜、輕量化和高效能化。
（2）橡膠
橡膠是一種有機高分子彈性化合物,具有高彈性、耐油、耐腐蝕、耐熱寒、耐老化、耐輻射等特點。汽車用橡膠製品包括輪胎、膠管、密封條、油封、傳動帶、減震塊和防塵罩等零件。橡膠佔汽車用材料總質量的5 %。
a． 合成橡膠
合成橡膠及其製品在發動機零件製造中起著重要作用。常用的橡膠有氯丁橡膠(cr) 、丁基橡膠( iir) 、丁腈橡膠(nbr) 、乙烯/ 醋酸乙烯橡膠( evm) 、三元乙丙橡膠( epdm) 、矽橡膠(q)等,主要用於生產驅動帶、水輸送管、保護套、密封件、氣門蓋密封件等零件,可滿足汽車上的苛刻條件和環保要求。
b． 熱塑性彈性體( tpe)
新型彈性體材料, 如熱塑性彈性體、高飽和丁腈橡膠在汽車上取得長足的發展,其在汽車上的用量佔汽車橡膠總消耗量的20 %～50 %(除輪胎) 。tpe是一種由軟硬鏈段組成、常溫下顯示橡膠高彈性、高溫下又能塑化成型的高分子材料, 採用熱塑性塑料成型方法加工, 可大大縮短成型週期, 廢料可再生利用,有利於節資、節能,是一種很有發展前途的材料。近年來該類材料用量逐漸增長。
例如用熱塑性聚酯彈性體生產的等速萬向節防塵罩,取代原來的橡膠,輕量化50 % ,能**利用,生產周期短,具有好的低溫抗疲勞特性、耐磨性和耐油性。因此, 汽車上大量使用氟膠、矽膠和丙烯酸酯橡膠等高檔膠和耐熱彈性體是汽車橡膠發展的主流方向。
（3）摩擦材料
新型彈性體材料, 如熱塑性彈性體、高飽和丁腈橡膠在汽車上取得長足的發展,其在汽車上的用量佔汽車橡膠總消耗量的20 %～50 %(除輪胎) 。tpe是一種由軟硬鏈段組成、常溫下顯示橡膠高彈性、高溫下又能塑化成型的高分子材料, 採用熱塑性塑料成型方法加工, 可大大縮短成型週期, 廢料可再生利用,有利於節資、節能,是一種很有發展前途的材料。近年來該類材料用量逐漸增長。
例如用熱塑性聚酯彈性體生產的等速萬向節防塵罩,取代原來的橡膠,輕量化50 % ,能**利用,生產周期短,具有好的低溫抗疲勞特性、耐磨性和耐油性。因此, 汽車上大量使用氟膠、矽膠和丙烯酸酯橡膠等高檔膠和耐熱彈性體是汽車橡膠發展的主流方向。
（4）奈米材料
汽車技術的發展有賴於材料技術的發展, 而奈米技術的應用為材料技術的發展奠定了基礎。奈米塑料是指聚合物奈米複合材料, 可改變傳統塑料的特性, 具有強度、硬度較高、耐熱性好、不易變形等特點,是應用極為廣泛的材料,將是我國最有希望實現產業化的奈米技術之一。如果將奈米介面材料技術即超雙親性二元協同介面材料技術(親水親油) 和超雙疏型介面材料技術(疏水疏油) 應用在橡膠材料上, 將解決困擾汽車漏油、滲油等問題。
經過奈米技術處理的部分材料如奈米陶瓷軸承也應用在賓士等高階轎車上。由此可見,奈米技術和奈米材料在****新能源、環保和新材料等領域有著廣闊的應用前景。
（5）陶瓷材料
陶瓷材料作為材料的三大支柱之一, 在日常生活及工業生產中起著舉足輕重的作用。陶瓷是以天然礦物或人工合成的各種化合物為基本原料, 經粉碎、成型和高溫燒結等工序製成的一種無機非金屬固體材料。陶瓷具有硬度高、抗壓強度大、耐高溫、隔熱性和絕緣性能。
以氮化矽、氧化鋁和二氧化鋯為主要成分的陶瓷材料, 用於製造挺桿、氣門、軸承和搖臂等汽車零件,充分發揮其強度高、耐熱性、耐磨性、耐腐蝕性等優良的特性。因此特種陶瓷應用於汽車上, 可有效地降低車輛的重量, 提高發動機的熱效率, 降低油耗, 減少排氣汙染, 提高易損件壽命,完善汽車智慧型性功能。隨著科學技術的發展,陶瓷在品種、製造技術、應用領域有著很大的突破, 成為高新技術領域中不可缺少的關鍵材料。
（6）**
**屬於一種毒品, 但在一定條件下也可轉化。目前許多汽車廠家為減輕汽車質量,用玻璃纖維取代金屬鋼材做汽車車身, 但是玻璃纖維是由熔融玻璃拉成的纖維, 在高溫熔化後容易重新凝固,給廢舊汽車**處理帶來困難。法國科學家正在研製一種以**和聚胺酯為原料的合成材料,所選**原料中四氫**醇的天然含量非常低, 大約為0.
2 % , 與以走私毒品為目的種植的**有很大的區別。用**製作車體,其優點是**便宜、質量更輕、韌度更強, 而且可以生物分解, 不會汙染環境。因此**在汽車材料中也將占有一席之地。
2.商用車用材料現在使用現狀
（1）改性pp材料
車身非金屬材料中，目前使用最多的是改性pp系列材料。使用部件包括儀表板、車門護板、裝飾而板等大型內飾部件和保險槓、水箱面罩、擋泥板等外裝部件。 以改性pp為主的聚烯烴材料已經佔到車用塑料使用量的 50％以上。
改性pp材料目前在使用中，特別注重以下特點： 高流動性，目前改性pp材料的熔融指數往往達到 20～309／lomin。這樣，可以提高產品的熔接痕強度，降低表面熔接線。
為了保證材料製品表觀顏色的要求，對改性pp基礎材料的選擇也有更嚴格的要求，需要使用專門合成的pp材料滿足改性要求。 效能要求合理化，對於不同部位的產品，材料效能要求更為合理。例如，儀表板使用的改性pp已經達到了 2g的彎曲模量和25kj／m2的衝擊強度，而門護板則要求在 5kj／m2左右的衝擊強度即可。
這樣可以有效控制成本，並滿足製品效能要求。密度成為重要指標。為了有效降低材料成本，在材料效能嚴格要求的同時，材料密度也成為～項重要的指標。
目前，國內商用車塑料材料的**已經佔到迦料零部件**的1／2，因此材料密度對於製品成本控制具有重要的作用。 上述幾個方面的要求往往是相瓦限制，因此對於材料的配方設計、製品加工等都提出了比以前更為嚴格的要求。同時，隨著材料合成技術、加工技術的進步，部分內飾產品也開始用純pp材料，進一步降低了材料成本。
（2） abs類材料
abs的品種多，表面處理效果好，**低。因此在車身材料中一直廣受歡迎。由於abs耐候性差，目前商用車中已經廣泛使用高耐候的aes、asa等材料作為abs的補充。
當產品需要表面處理時，例如水轉印膜、噴塗時， 採用abs；不需要表面處理時，選用asa、aes等。
（3） **c等玻纖增強材料
**c綜合性能遠超過其他工程螺料、並且是可以**噴漆的材料，在商用車車身開發中一直占有重要的位置。目前車用**c的彎曲模量一般超過iogpa，衝擊強度高達60kj／m2以上，可以製備保險槓、支柱、發動機面罩、各類擋板等大表面積的製品。其他熱塑性玻纖增強工程塑料也由於強度高，在實際使用中得到了廣泛的應用，例如pc／pet—gfio、pp—gf30等材料。
汽車用非金屬材料效能及應用
一 非金屬材料分類及在汽車上的應用概述 汽車工程材料包括金屬材料和非金屬材料。其中金屬材料包括黑色金屬和有色金屬 非金屬材料包括高分子材料 陶瓷材料 複合材料。高分子材料又分為工程塑料 合成纖維 橡膠 膠粘劑 塗料。工程塑料主要指強度 韌性和耐磨性較好的，具有價廉 耐蝕 降噪 美觀 質輕等特點，可用...
非金屬材料
1.什麼叫材料？材料科學研究的四要素是什麼？2.材料的分類方法有哪幾種？其中按照化學鍵可以把材料分為哪幾類？3.在人類的生產活動中，科學技術的作用主要表現在哪幾方面？4.新型材料的發展趨勢？5.陶和瓷是如何定義的？它們的顯微結構有什麼區別?從陶到瓷，技術上有拿三大突破？6.傳統陶瓷和新型陶瓷的區別？...
有色金屬材料 非金屬材料
題4 12 4 20。二 匯入新課 有色金屬是指鋼鐵以處的其他金屬。有色金屬種類很多，又具有某些獨特的效能，是現代工業中不可缺少的金屬材料。有色金屬應用較廣的是鋁 銅及其合金和軸承合金等。非金屬材料是指金屬材料以外的所有固體材料。非金屬材料 廣泛，成形工藝簡單，又有某些特殊效能，應用日益廣泛，已成為...