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納米材料及其在汽車上的應用

 

納米材料及其在汽車上的應用

納米材料是指晶粒尺寸為納米級的超細材料,它的微粒尺寸大于原子簇,小于通常的微粒,一般為10-100納米。

納米材料大致可分為:納米粉末;納米纖維;納米膜;納米塊體等四類。

納米粉末開發時間最長,技術最為成熟,是生產其他三類產品的基礎。

納米材料的主要用途:醫藥、家電、電子計算機和電子產業、環境保護、紡織工業、機械工業。

納米技術是汽車發展的核心技術。納米技術能從汽車車身應用到車輪,幾乎涵蓋了汽車的全部。納米技術在汽車懂行的廣泛應用,將降低汽車各部件磨損,降低汽車消耗,減少汽車使用成本;一定程度上還能消除汽車尾氣污染,改善排放。如今不少汽車產品已開始采用納米技術,小小的納米將使汽車產生極大的變化。

納米材料技術在汽車行業中的應用:車用烤漆涂料、車用塑料橡膠、車用排氣觸媒材料。

車用烤漆涂料:汽車烤漆的剝落與老化,是造成汽車美觀程度變差的主要因素,其中又以老化為棘手且難以控制的變量。影響烤漆老化的因素很多,但其中最關鍵的當屬太陽光中的紫外線,紫外線容易使材料的分子鏈斷裂,進而使材料性能老化,高分子塑料如是,有機涂料亦如是,對有機涂層而言,由于紫外線是所有因素中,最具侵蝕性的,因此若能避開紫外線的作用,則可大幅提高烤漆的耐老化性能。目前最能有效遮蔽紫外線的材料,首推TiO2納米粒子。

TiO2納米粒子是20世紀80年代末發展起來的主要納米材料之一。納米TiO2的光學效應隨粒徑而變,納米金紅石型TiO2具有隨角度變色效應,是汽車烤漆中最重要和最有發展前途的改質材料。納米TiO2對紫外線的屏蔽以散射為主,粒徑是影響三歲能力的重要因素之一。

車用塑料橡膠:汽車制造中應用的塑料數量越來越多。納米塑料可以改變傳統塑料的特性,呈現出優異的物理性能:強度高,耐熱性強,比重更小。由于納米粒子尺寸小于可見光的波長,納米塑料可以顯示出良好的透明度和較高的光澤度,這樣的納米塑料在汽車上將有廣泛的用途。

汽車用橡膠以輪胎的用量最大。在輪胎橡膠的生產中,橡膠助劑大部分成粉體狀,如炭黑、白炭黑等補強填充劑、促進劑、防老劑等。以粉體狀物質而言,納米化是現階段的主要發展趨勢。新一代納米技術以成功運用其它納米粒子作為助劑,而不再局限在使用炭黑或白炭黑,如ZnO、CaCO3、Al2CO3、TiO2等,最大的改變即是,輪胎的顏色已不再僅限于黑色,而能有多樣化的鮮艷色彩。另外無論在強度、耐磨性或抗老化性能上,新的納米輪胎均較傳統輪胎來的優異,例如輪胎側面膠的抗裂痕性能將由10萬次提高到50萬次。

車用排氣觸媒材料:汽車排氣污染問題日益嚴重,加裝觸媒轉換器是目前解決汽車排氣污染的主要方式。傳統的汽車排氣凈化的觸媒以貴金屬鉑、鈀、銠作為三元觸媒,但資源稀少、取得不易、價格昂貴;易發生Pb、S、P中毒,而使觸媒失效等特性。

綜上述可知,未來汽車技術的發展有極大部分與納米技術密切相關,若能將汽車的所有部位都納米化,其附加價值必然大增。

但相對而言,其成本與售價也將大幅提高。因此,迄今為止真正納米化且商業化的汽車零件仍然有限,但毋庸置疑汽車工業是現代工業的重要標志,納米技術應用于未來汽車技術的發展將是一個必然趨勢,也會成為汽車技術升級的保證。相信在不久的將來,納米技術將在汽車的制造領域得到更廣泛的應用。

                                                                  

 

 

 

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