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氧化锆陶瓷结构件与汽车零部件的关系

责任编辑:葡京彩票官网  发布时间:2014-08-14
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   我们都知道,汽车是一种使用环境与工作条件极其苛刻的产品,因此组成这一庞然大物的各种零部件都必须具备非常优越的使用功能。而将氧化锆陶瓷结构件用在汽车零部件上,是目前了为广泛的。


  下面,就来具体讲下,氧化锆陶瓷结构件与汽车零部件的关系

 

   氧化锆陶瓷结构件以其具有优良的性能,正好弥补了金属材料的不足,因而开始为汽车所接纳。如它具有长期忍耐20G的振动功能;用于燃烧、排气系统的零件,可以长期忍耐50~60℃/S的急冷急热;由于机械性能可靠性强,故障率通常在10—5以下;特种陶瓷与金属及其它材质接合性良好;可以大批量生产,而且价格低廉,便于形成产业化的经营等等独特的优点。


   近些年来,国际特种陶瓷界的科学家经过艰苦试验与攻关,开发研制出一大批汽车用特陶制品,经过实验与工业化应用证明:陶瓷材料优越的机械特性及高温化学性能,已远远超过金属材料或其它材料制成的零部件。这些都为特陶制品大规模进多,应用广泛的局面。概括介绍如下:


1、氧化锆陶瓷结构件传感器


氧化锆陶瓷质氧传感器具有很高的机械性能与使用可靠性,作为净化排气的部件,用它测定汽车排气中的O2浓度,再将该测定值反馈给发动机给气与燃料供给系统,以使燃料经常保持在充分燃烧状态。由于此种陶瓷材料全部相位是完全立方晶型的稳定氧化锆、四方晶型和单斜晶型混合的部分稳定氧化锆,在使用过程中机械性能十分优越,而且可以减少摩擦产生的热。


2、氧化锆陶瓷气门加热器


  为使发动机在起动时完全燃烧,在发动机吸气.侧装配有加热装置,即气门加热器,以加热吸气,使燃料的蒸发混合完全。吸气加热时,为控制好温度、提高装置的可靠性,而将钛酸钡陶瓷系PTC(热敏电阻)用作气门加热器。采用陶瓷气门加热器后,发动机一发动即处在完全燃烧状态,从而达到提高热效率、节能及净化排气等功效。气门加热器系由特种陶瓷材料制成。


3、氧化锆陶瓷发动机


  特种陶瓷在汽车中的应用,得到普及与推广的已有活塞型发动机,将出现副燃烧室、活塞头、汽缸衬套、汽缸头、增压转子等。这些零部件均在考虑采用氮化硅、碳化硅、部分稳定氧化锆等特陶材料。此处机械强度要求为:抗折强度达到50kg/mm2以上,热膨胀系数≤3.5×10-6℃


  上述材料基本上均可满足这些要求,特别是部分稳定氧化锆陶瓷,不仅机械强度高达100kg/mm2,而且热传导率也比其它材料,仅为-0.04/cmsc。


  在燃气涡轮发动机方面,轿车为实现与柴油机同量的燃料费用,涡轮进口温度要高达1350℃,可以忍耐这一高温的只有碳化硅与氮化硅陶瓷材料。目前们对其寄以厚望,认为涡轮的转子、定子使用上述陶瓷材料为理想。未来陶瓷发动机有可能使用氮化硅结合碳化硅陶瓷或部分稳定氧化锆陶瓷材料制成。


4、氧化锆陶瓷传感元件


  轿车减震装置,它是利用敏感陶瓷的正压电效应、逆压电效应和电致伸缩效应综合研制成功的智能减震器。这种智能减震器具有识别路面且能做自我调节的功能。可以将轿车在粗糙路面形成的震动减至低,让乘坐者感觉舒适。


  智能陶瓷雨刷:这种雨刷系由钛酸钡陶瓷的压敏效应制成。它能够自动感知雨量,并能将轿车挡风玻璃上的雨刷自动调节到佳速度。其它有些陶瓷传感元件,如热敏、压敏、湿敏、磁敏陶瓷材料制成的元件,还可对温度、湿度、结露、防冻等呈现出敏感的显示与自动控制调节。


  此外,汽车上使用的诸多器件、零件、小型装置亦都采用特陶材料制成。如电子蜂鸣器、超声波振子、吸热玻璃、光电池、油塞环、油水密封件等。这类由新型特种陶瓷材料制成的汽车用制品,一般都具有很高的物理、化学性能,如抗震、耐磨、防腐蚀、耐高温、重量轻、及易加工生产等特点。


      迄今为止,国际陶瓷界确认有数十种陶瓷材料制品已经或正在应用于汽车产品上,大量采取陶瓷零部件的优点还包括在:①节能、降耗、提速;②保护环境,杜绝废气污染;降低噪音污染、抗磁化干扰;③降低机械摩擦产生的废热;④使用性能可靠,使用寿命长,重量轻等等。


    展望以后的汽车陶瓷制品,将会形成广阔的市场需求。近年来,我国汽车工业的发展也对特种陶瓷产业提出许多新的要求,也形成了很大的市场,需每年从国外进口许多特种陶瓷元件。国内特陶产品生产虽有一定进展,但在种类、数量、质量及技术方面仍有较大差距,因此,可以说未来20年我国汽车用特陶产品生产会出现一个快速增长期,这对于从科技含量上提升整个陶瓷行业也是非常有利的。

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