中國汽車材料的發展

摘 要：現代汽車車身除滿足強度和使用壽命的要求外，還應滿足性能、外觀、安全、價格、環保、節能等方面的需要。在上世紀八十年代，轎車的整車質量中，鋼鐵占80%，鋁占3%，樹脂為4%。自1978年世界爆發石油危機以來，作為輕量化材料的高強度鋼板、表面處理鋼板逐年上升，有色金屬材料總體有所增加，其中，鋁的增加明顯；非金屬材料也逐步增長，近年來開發的高性能工程塑料、復合材料。

關鍵詞：汽車材料；發展；性能

一、汽車材料向多樣化方向發展

汽車工業是綜合性工業，也是技術密集和原材料消耗大的工業，它的發展與材料工業密切相關，就全世界而言，汽車工業消耗其鋼鐵產量的（25～28）%，橡膠產量的58%。預計到2000年，我國汽車工業用鋼材達886萬噸，鑄鋼、鑄鐵201萬噸，有色金屬47.9萬噸，各類非金屬材料39.5萬噸，金屬材料消耗占（82～92）%，非金屬材料占（8～18）%。對現代汽車而言，其重量主要源自鋼鐵材質。鋼鐵常用于制造汽車的底盤和籠架，一旦發生撞車，它們有重要的防護作用。如今很多汽車的門梁、車頂甚至車體外版也由鋼鐵制成。鋼鐵還用于汽車車身的各種部位，用來容納引擎或者其他重要部件。

汽車材料具有一下特點：

1、 數量大：目前，全世界擁有汽車6億多量，年產汽車5千多萬輛。因此，汽車每年要消耗約占世界總產量1/4的鋼鐵、60%的橡膠、近一半的石油，30%的銅和鋁，10%的塑料。

2、 品種規格多：一輛汽車多達上萬各零件，用于汽車的材料品種和規格多達4千多種。除鋼鐵、橡膠、燃油外，汽車還大量使用有色金屬、塑料、涂料、玻璃、纖維制品、電線、潤滑油脂、化學制劑、摩擦材料、紙、以及各種電氣材料和電子元件等等。

3、 要求高：用于汽車的材料，要求質量輕、強度高、剛度好、易加工、壽命常、耐腐蝕、耐震動、無污染、可回收。因此，對其要求一般高于用于普通名用產品的材料。

二、傳統材料仍占主導地位

人們習慣于將歷代使用的占主導地位的金屬材料稱作傳統材料，它們是現代機器制造的基本材料，汽車工業的基本材料。在金屬材料中，鋼鐵用量最大，目前全球消耗已達8億多噸。由于科技的發展，金屬材料的許多新品種不斷出現，它的主導地位在本世紀還將延續下去。

三、塑料、鋁合金等對改善汽車性能仍是必要的補充

塑料及其復合材料、鋁合金是在70年代出現的汽車輕量化過程中開發出來的，由于后來人們認識到汽車輕量化并非改善燃油經濟性的唯一措施且效果并不理想，因而延緩了它們在汽車上的使用。但是實踐證明，應用塑料、鋁等輕質材料制造某些汽車零件，其作用已不僅只是減輕重量，而且還可改善汽車的性能。

四、汽車復合材料期待好前景

隨著油價的不斷攀升，汽車的節油問題成為消費者和汽車廠家越來越關注的問題。國內汽車界、材料界專家認為，實現汽車輕量化，是節省能源的最有效途徑之一，也是國際先進汽車制造商所追求的重要目標。

汽車復合材料應用越來越廣泛，例如：國際知名發動機制造商進入中國進行合資建廠或技術合作，復合材料在汽車發動機部件如氣門罩蓋、油底殼、噪音隔離罩、輸入管、進氣歧管等功能性部件開發應用需求大，大部分采用了片狀模塑料或玻纖增強材料。而引進轎車車型的保險杠、天窗、后背廂蓋、后舉升門、備胎廂等復合材料部件，將越來越多地實現本地化生產，并將在國內自主開發車型中推廣應用。

五、陶瓷在汽車上將廣泛應用

陶瓷是以粘土為主要原料以及各種天然礦物質經過粉碎混煉、成型和煅燒制的。汽車上使用智能陶瓷產品，包括功能材料、驅動系統與反饋系統相結合的智能材料系統或結構。有汽車減震裝置、汽車智能雨刷、汽車有源消聲陶瓷材料。汽車發動機，過去都用合金鋼制造，汽缸工作溫度只有1000℃左右，而且還要用水冷卻。

汽缸的活塞銷，由于耐高溫摩擦性能較差，壓縮效率下降較快，因而成了新型汽車工業的攔路虎。

在燃氣渦輪發動機方面，家用轎車為實現與柴油機同量的燃燒費用，渦輪進口溫度要高達1350℃，而可以忍耐這一高溫的只有碳化硅及氮化硅陶瓷材料。目前，汽車與材料專家們都對碳化硅與氮化硅材料寄予厚望，并確認將來汽車渦輪的轉子、定子使用上述特種陶瓷材料最為理想。用陶瓷材料作結構主體的陶瓷發動機的實用化，促進汽車的輕量化和小型化。預計2014年，陶瓷汽車發動機投入批量生產。陶瓷制動器，陶瓷制動器在碳纖維制動器的基礎上制造而成。

在2001年奔馳SLR概念車就采用了一項當時最新的主動安全系統——陶瓷剎車盤。這種剎車盤不會因水浸而降低性能，而且減速非常快，即使是像SLR這樣動力巨大的車，都被它管束得服服帖帖，而且剎車過程還很均勻，絕不突然，讓人有理由相信這種新技術前景廣闊。

綜上所述，未來汽車是各種新材料、新技術匯集一身高科技產物。汽車工業是新材料應用的重要市場，隨著科學技術的不斷進步，一定會有許多性能更好、更經濟、更耐用的新材料不斷出現。因此，中國汽車材料之發展必將帶動一個產業鏈的起步，一個民族工業興起，一個汽車工業強國的騰飛！

作者簡介：楊航（1995-），男，黑龍江訥河市人，齊齊哈爾工程學院汽車服務工程專業；吳斌（1993-），男，黑龍江省雞西人，齊齊哈爾工程學院汽車服務工程專業。