汽车材料（第3版）课件：汽车用陶瓷材料

汽车材料（第3版）

汽车用陶瓷材料汽车用陶瓷材料陶瓷在汽车上的应用第一节第二节１.理解陶瓷材料的性能特点。２.了解陶瓷材料在汽车上的应用。学习目标第一节陶瓷的分类及性能一、陶瓷的分类陶瓷是以天然矿物或人工合成的各种化合物为基本原料，经粉碎、成形和高温烧结等工序制成的一种无机非金属固体材料。陶瓷通常分为传统陶瓷和精细陶瓷两大类。１.传统陶瓷传统陶瓷是以天然的硅酸盐矿物为原料烧制而成的，也叫硅酸盐陶瓷，主要用于日用、建筑、卫生陶瓷制品以及工业上应用的高低压电陶瓷、耐酸及过滤陶瓷等。２.精细陶瓷为了与传统陶瓷相区别，人们将近代发展起来的各种陶瓷总称为精细陶瓷，也可称为新型陶瓷、高技术陶瓷或特种陶瓷。第一节陶瓷的分类及性能

精细陶瓷按照性能分类又可分为高强度陶瓷、高温陶瓷、耐磨陶瓷、耐酸陶瓷、压电陶瓷、电介质陶瓷、光学陶瓷、半导体陶瓷、磁性陶瓷、卫生陶瓷。按化学组成分类，可把精细陶瓷分为氧化物(氧化铝、氧化锆、氧化镁)陶瓷ꎻ氮化物(氮化铝、氮化硅、氮化硼)陶瓷ꎻ碳化物(碳化硅、碳化硼)陶瓷ꎻ复合陶瓷(氧氮化硅铝陶瓷、镁铝尖晶石陶瓷、锆钛酸铅镧陶瓷)ꎻ金属陶瓷和纤维增强陶瓷。按用途分类，可将精细陶瓷分为结构陶瓷和功能陶瓷。二、陶瓷的性能１.力学性能陶瓷最突出的力学特点是具有高硬度、高耐磨性。第一节陶瓷的分类及性能

２.热性能陶瓷的熔点很高，有很好的高温强度。高温抗蠕变能力强，１０００℃以上也不会氧化，故用作耐高温材料。３.化学性能陶瓷在室温和高温都不会氧化，对酸、碱、盐有良好抗蚀能力，可谓化学稳定性很高的材料。４.电性能一般陶瓷都有较好的电绝缘性能，可直接作为传统的绝缘材料使用。有的可作为半导体材料。当前也出现有各种电性能的精细陶瓷，如压电陶瓷、磁性陶瓷等，这将使陶瓷应用更加广泛。第二节陶瓷在汽车上的应用陶瓷在汽车上的最早应用是制造火花塞，如下图７-１所示。第二节陶瓷在汽车上的应用陶瓷在汽车上的最早应用是制造火花塞，如下图７-１所示。第二节陶瓷在汽车上的应用汽车上的精细陶瓷具有各种优异的特性，经常使用可以有效地降低车辆的质量，提高发动机的热效率，降低油耗，减少排气污染，提高易损件寿命，完善汽车智能性功能等。用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。精细陶瓷可用于制作气门、气门座、摇臂等零件，以充分发挥其耐热性、耐磨性优良的特性。日本五十铃公司研究开发的发动机用氮化硅材料制成气门，三菱公司采用陶瓷制成发动机摇臂，在使用中效果良好。精细陶瓷耐腐蚀性强，在高温下有良好的热稳定性，被广泛地用作汽油机点火系统火花塞的基体。精细陶瓷主要用于汽车调控系统的敏感元件制作，如稀空燃比燃烧传感器及传动装置传感器等。第二节陶瓷在汽车上的应用

为了提高发动机热效率，利用陶瓷的耐热、耐磨、耐腐蚀、热膨胀系数小的特点可以制作陶瓷绝热发动机。日本日野汽车公司开发了陶瓷发动机，该机汽缸套、活塞、气门等燃烧室零件有４０％为陶瓷零件，取消了散热器和冷却装置，可以提高功率１０％，燃烧消耗降低３０％。随着人们对汽车的安全性、舒适性、智能化、节能及对噪声、排放污染的限值等有更高的要求，使具有绝缘性、介电性、压电性、半导体性、导磁性等特异功能的陶瓷在汽车上作为诸多调控敏感元件的应用范围越来越广，品种和规格趋繁多，如温度传感器、废气传感器(包括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、ＣＯ传感器等)、湿度传感器、压电性传感器(爆震性传感器、超