碳化硅陶瓷材料汽车上应用已经取得重要进展

时间：2016-10-22 作者：91再生 来源：91再生网

　　碳化硅陶瓷抗温度急变性好，硬度高，其硬度仅次于金刚石、氮化硼等物质，用碳化硅陶瓷材料碳化硅废料再生发动机，由于工作温度提高到1370摄氏度，发动机效率可提高30%。同时由于温度提高，可使燃料充分燃烧，排出废气污染成分大幅度下降，不仅降低能耗，并且减少了环境污染。

 

　　其它一些特种碳化硅陶瓷材料，种类还非常繁多，它们各有特色，可制成各种功能元件。氧化锂陶瓷为高温材料，滑石陶瓷为高频绝缘材料，碳化硅废料为介电材料，钛酸钡陶瓷为光电材料，硼化物、氮化物、硅化物等金属陶瓷为超高温材料。铁氧体陶瓷为永久磁铁、记忆磁铁、磁头等材料，稀土钴瓷为存贮器材料，半导体瓷为亚敏元件、太阳电池等材料等。许多种类可以用于汽车零部件或检测器件。目前，碳化硅陶瓷材料汽车上应用已经取得重要进展。

 

　　新型陶瓷碳化硅等无机非金属烧结而成。与以往使用氧化铝陶瓷相比，强度其三倍以上，能耐1000摄氏度以上高温，新材料推进了汽车上新用途开发。例如：要将柴油机燃耗费降低30%以上，可以说新型陶瓷不可缺少材料。现汽油机，燃烧能量78%左右热能热传递损失掉，柴油机热效率为33%，与汽油机相比已十分优越，然而仍有60%以上热能量损失掉。因此，为减少这部分损失，用□热性能好陶瓷材料围住燃烧室进行□热，进而用废气涡轮增压器动力涡轮来回收排气能量，有试验证明，这样可把热效率提高到48%。同时，由于新型陶瓷使用，柴油机瞬间快速起动将变得可能。采用新型陶瓷涡轮增压器，它比当今超耐热合金具有更优越耐热性，而比重却只有金属涡轮约三分之一。因此，新型陶瓷涡轮可以补偿金属涡轮动态响应低缺点。其他正进行研究有：采用新型陶瓷活塞销活塞环等运动部件。由于重量减轻，发动机效率可望得到提高。

 

　　对汽车用传感器要求能长久适用于汽车特有恶劣环境（高温、低温、振动、加速、潮湿、废气），并应当具有小型轻量，重复使用性好，输出范围广等特点。陶瓷耐热、耐蚀、耐磨及其潜优良电磁、光学机能，近年来随着碳化硅废料再生技术进步而得到充分利用，敏感陶瓷材料制成传感器完全能够满足上述要求。

 

　　陶瓷制动器是在碳纤维制动器基础上碳化硅废料再生而成。一块碳纤维制动碟最初由碳纤维树脂构成，它被机器压制成形，之后经过加热、碳化、加热、冷却等几道工序制成陶瓷制动器，陶瓷制动器碳硅化合物表面硬度接近钻石，碟片内碳纤维结构使它坚固耐冲击，耐腐蚀，让碟片极为耐磨。人们有充分理由相信，随着科学技术飞速发展，未来汽车碳化硅废料再生业将会有更多特种碳化硅陶瓷、智能陶瓷制品被引入采用到汽车上，而且一定会汽车生产得到广泛应用。

 

　　作为特种碳化硅陶瓷产品分类智能陶瓷材料，其包括汽车碳化硅废料再生使用对环境敏感且能对环境变化作出灵敏反应材料，目前已成为材料科学及工程领域研究焦点。此外，还可以利用智能陶瓷材料开发出智能安全系统与智能传输系统，如安全气囊，也使用了智能陶瓷元件。现代智能陶瓷材料开发研究与市场，已经处方兴未艾时期，同时它应用已经不仅限于汽车工业，而且对造船、建筑、机械、家电、航天、国防等工业领域产生重要影响，将大大提高各类机械与电子产品智能与自动化水平。

 

　　总之，特种碳化硅陶瓷一种正不断开发陶瓷材料产品，但碳化硅废料制取、材料评价利用技术等许多方面都有尚待解决课题。目前，特种碳化硅陶瓷汽车应用并不广泛，其主要原因有：碳化硅废料再生工艺复杂、要求高；因特种碳化硅陶瓷对碳化硅废料要求比较严格、工艺难以掌握，使得各批制品性能难以保持均匀一致；成本较高，可加工性差、脆性大、使用可靠性差。

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