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2.4 汽车常用非金属材料
汽车常用非金属材料有塑料、橡胶、玻璃、陶瓷和复合材料等。这些非金属材料同样是汽车机械不可缺少的重要组成部分。
2.4.1 塑料
塑料是一种以有机合成树脂为主要组成的高分子材料,它通常可在加热、加压条件下被塑造或固化成型,得到所需要的固体制品,故称为塑料。塑料的主要成分是有机合成树脂,也可加入各种增强材料、填料,如增塑剂、固化剂、稳定剂、着色剂和阻燃剂等。
塑料密度小,价格低。采用塑料代替部分金属件,既可减轻车辆自重又可降低成本,还可改善汽车的耐磨、防腐蚀、减振、降噪等性能。因此,塑料是应用最广泛的高分子材料。
2.4.2 橡胶
橡胶是一种有机高分子弹性化合物,橡胶主要以生胶为原料,加入适量的配合剂制成。汽车上有许多零部件都是用橡胶制成的,如轮胎、风扇传动带、缓冲垫、油封、制动皮碗、门窗密封胶带、各种胶管等。
橡胶具有极高的弹性,还具有良好的热可塑性、黏着性和绝缘性,因此,汽车用橡胶零部件对汽车的防振、降噪,以及提高车辆的行驶稳定性和乘坐舒适性等起着很大的作用。
2.4.3 玻璃
玻璃是一种较为透明的固体物质,它是以石英砂、纯碱、长石、石灰石等为主要原料,在高温熔融时形成的连续网状结构,冷却过程中黏度逐渐增大并硬化而不结晶的硅酸盐类非金属材料,其主要成分是二氧化硅(SiO2)。
汽车玻璃抗拉强度低,抗压强度高,硬度较高,韧性差,耐热性差;有良好的化学稳定性、耐腐蚀性和绝缘性,以及良好的光学性能。为了保证驾驶人具有良好的视野,汽车玻璃经历了由平板型向曲面型、普通型向强化型、全钢化向局部钢化、钢化玻璃向夹层玻璃、三层夹层向多层夹层,以及向功能化玻璃发展的过程。
2.4.4 复合材料
汽车所用摩擦材料大多属于高分子三元复合材料,它由增强材料、黏结材料及填充材料三部分组成。
车用复合材料主要用于汽车传递动力、制动减速、停车制动,它是汽车制动系统与行驶系统的重要组成部分,对汽车的安全性、使用性及操纵稳定性起着十分重要的作用。
为实现车用复合材料的主要功能,对车用复合材料的主要要求有足够高而稳定的摩擦系数、良好的耐磨性、良好的机械强度和物理性能、不产生过大的噪声。
2.4.5 陶瓷材料
陶瓷材料的主要成分是氧化物、氮化物、碳化物和硅化物等,它具有熔点高(一般达2000℃左右)、耐热性好、化学稳定性高、耐氧化、耐腐蚀等特性。此外,特种陶瓷还具有电、光、磁等特殊性能。
由于陶瓷具有各种优良的性能,现今在汽车发动机、传感器、制动器、减振器及喷涂技术上应用越来越广泛。
练习题