陶瓷材料在汽车上的应用ppt课件.ppt

陶瓷材料在汽车上的应用 姓名 许文杰学号 2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