氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用

氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用（共16篇）

1.氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇一

一、未来汽车工业为什么用复合材料

复合材料可以减轻车身重量，降低油耗，减少尾气排放，提高装载量；其抗冲击性强，能量吸收能力强，可以非常好地改善汽车的安全性能，F1上大量使用碳纤维，就是一个最好的证明；复合材料的可设计性灵活，可视的碳纤维外观使汽车造型更加美观时尚；其抗疲劳、耐腐蚀性能好，可以延长车身寿命，这一特点在航空航天领域得到普遍认可。

二、复合材料在汽车上的应用

复合材料在汽车上主要可应用于发动机罩、翼子板、车顶、行李箱、门板、底盘等结构件中。碳纤维最初主要应于赛车当中，随着车用复合材料技术地不断成熟发展，现在也被广泛地应用于超级跑车和高价值民用轿车上。在商用车应用上，也逐渐从重型卡车中，广泛地延伸到大巴车和轻型小卡。

1、主承载车身结构件

为了确保足够的安全性能，在主承载车身结构件上汽车厂商通常要选择强度，刚性及耐冲击性能均很高的材料用于制作主承力结构件，这时环氧树脂碳纤维增强复合材料就成为理想的材料选择。

环氧树脂碳纤维增强复合材料具有可设计性，质轻高强，与同体积的铝合金构件相比减重可达50%，耐冲击，耐腐蚀，抗疲劳, 材料寿命长，此类材料制作的主承载车身结构件，不仅大大提高了汽车的安全性，而且降低了车重，减少了燃油消耗，提高了经济性，另外还改善了美观性。

2、次承力结构件

次承力结构件主要包括：车门，发罩，行李舱门，前后杠，翼子板，扰流板等部件，其结构大都为层合实体结构和复合材料三明治夹心结构。

三明治结构特点：

蒙皮选用高强度高模量材料制作，承受较大的弯曲负荷；芯材选用一定刚度和强度的低密度材料，其抗剪切性能突出，可承受较大的冲击载荷；胶结层将蒙皮和芯材连接在一起，承受剪切应力；由于选用低密度芯材，重量会进一步降低。

三、用于制作车身结构的主要制造工艺

1、预浸料袋压/热压罐(Autoclave)

该工艺是将纤维预先被树脂浸润，制成半固化态材料，过程中纤维和树脂含量是可控的，采用手工积层，干法操作，易于施工，环境友好。成型制品表面精度高，孔隙率低，品质高，由于采用热压罐加压固化，层间结合紧密，机械强度优。目前是应用最广泛的工艺，是高端复合材料必备工艺，其材料需要低温运输和储存。

工艺流程：根据铺层设计和工艺规范在模具上手工逐层干法铺贴；制袋密封，使其内部处于真空并产生负压，消除气泡；送入热压罐，在一定的温度、压力、时间下固化成型。

2、树脂传递模塑(RTM)

该工艺是将纤维经预成型，预编织处理，纤维铺放可设计，制品受力合理。预成型纤维体预先铺放在模具型腔内，合模后通过设备用压力将树脂注入模腔，浸润纤维，固化成型，闭模操作，不污染环境，采用多模，多工位机械注射模式，生产效率高。需要树脂灌注设备及多套模具，适于中等至大批量生产方式，制品双面光，尺寸精度高，可做结构复杂零件及镶件。

3、真空灌注/固化炉(Infusion)

在该工艺中，树脂在真空负压的作用下，被吸入型腔，浸润纤维，比手糊树脂用量可减少20%，可精确控制制品的含胶量，产品性能得到改善,如无气泡, 孔隙率降低，力学性能得到保证, 厚度均匀,重量轻等。均匀施压, 产品性能一致，加快积层速率,提高生产效率，特别适于制作底盘，顶板，门板，发罩等部件。产品在封闭状态下成型, 减少挥发物对人体的伤害，降低劳动量及劳动强度。

2.氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇二

摩擦磨损是汽车能量损耗的主要原因之一, 汽车消耗的燃油中只有15%左右的能量用于驱动车辆正常行驶, 大部分能量被发动机和动力传动系统等浪费, 可见降低摩擦损失对汽车节能减排具有重要意义。汽车零部件摩擦由固体摩擦和流体摩擦两部分组成。其中固体摩擦由金属零件表面接触产生, 固体摩擦的减少要靠固体润滑来实现。固体润滑是指利用固体粉末、薄膜或块状材料来减少作相对运动的两表面的摩擦与磨损并保护表面免于损伤的作用。固体润滑薄膜材料是将固体润滑剂覆盖在运动副摩擦表面, 使之成为具有一定自润滑性能的干膜, 从而获得润滑效果。固体润滑主要经历了铬镀层、氮化物涂层及类金刚石 (DLC) 薄膜3 代技术的发展, 摩擦系数不断降低、耐磨性能不断提高。下面介绍DLC薄膜在汽车零部件领域的应用。

2 DLC薄膜的特性及制备方法

DLC薄膜是一类非晶碳膜, 是具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨性及高化学稳定性的新型薄膜材料。金刚石和石墨是自然界中存在的同素异构体, 金刚石中的每个碳原子都以sp3杂化键与其它碳原子构成空间网状结构, 因此具有高硬度性能;而石墨中每个碳原子以sp2杂化键与其它碳原子构成六边形层状结构, 因此具有低摩擦性能。DLC薄膜具有sp2和sp3杂化的碳原子空间网络结构 (图1) , 因此兼具以上两种材料的高硬度和低摩擦特性。

目前制备DLC薄膜的方法有真空蒸发、磁控溅射、阴极电弧离子镀、化学气相沉积、等离子体辅助化学气相沉积和离子注入等 (图2) 。在这些方法中, 真空蒸发是传统工艺, 磁控溅射、阴极电弧离子镀和等离子体辅助化学气相沉积是较为新兴的工艺。磁控溅射工艺是以固体碳靶为原料, 通过直流、脉冲直流或高频直流电源等使碳发生溅射和蒸镀;阴极电弧离子镀工艺则是在固体碳阴极表面发生电弧放电, 造成碳原子气化和激发而进行蒸镀;等离子体辅助化学气相沉积工艺是利用低温等离子体作能量源, 将工件置于低气压下辉光放电的阴极上, 利用辉光放电使工件升温到预定的温度, 然后通入适量的甲烷、乙炔等烃类气体, 经一系列化学反应和等离子体反应, 在工件表面形成固态薄膜。

不同的制备方法以及所用碳源的不同, 使得到达基体表面的离子能量及反应前驱物也不尽相同, 因此沉积的DLC膜的结构和性能存在很大差别, 耐摩损性能也不相同。DLC膜可以分为含氢和不含氢两种, 前者被称为含氢非晶碳 (a-C:H) 膜或含氢类金刚石碳 (DLHC) 膜, 其中氢含量为20%~50%;后者称为无氢非晶碳 (a-C) 膜, 四面体非晶碳 (ta-C) 膜也属于这一类。目前较为成熟的制备工艺得到的DLC薄膜的性能参数见表1 所示, 与以往的固体润滑材料相比, DLC薄膜的优势是在苛刻环境下 (如高真空、高载荷、低温环境) 表现出极低的摩擦系数和磨损率。机械运动部件表面应用类金刚石碳薄膜后能显著地降低摩擦磨损, 延长其使用寿命。

3 DLC薄膜在汽车零部件上的应用

由于DLC薄膜具备高硬度、化学性质稳定、生物相容性良好以及优异的摩擦学性能等特点[1], 已经被广泛应用于航空航天、刀具、机械零件及微电子系统等领域, 并且取得了很好的应用成果[2], 例如磁头和硬盘等磁性存储器的保护膜可以有效提高磁头和硬盘的使用寿命[3]。

在汽车零部件领域, DLC薄膜主要用于发动机零部件。DLC薄膜的低摩擦系数可以有效降低发动机关键零件的摩擦损失, 抗冲击疲劳性能较好也得到了认可, 是目前国外发动机节能减排领域研究的热点之一[4]。美国能源部成立了专门的办公室领导DLC薄膜的研究, 减少、降低的发动机和传动装置的摩擦磨损据估计每年可以为美国节省1200 亿美元。由于篇幅所限, 下面仅举两个应用实例。

3.1 高压柴油喷射系统

欧美等国于1995 年将DLC薄膜引进到汽车行业, 首先用于柴油高压燃油喷射系统并获得了成功, 这一成功打开了汽车零部件行业对DLC薄膜需求的大门并持续增长至今。国内这方面起步较晚, 但随着柴油机国Ⅳ排放标准的实行, 以及更为严格的国Ⅴ排放标准被提上日程, 近年来有了较快发展。

中国第一汽车股份有限公司技术中心与中国科学院兰州物理化学研究所合作, 已经成功地自主开发出了同时具备低摩擦系数和高结合力特点的类金刚石薄膜, 并将其应用到了发动机的供油系统中 (如高压共轨泵的柱塞和供油喷油器的控制活塞) 上。该DLC薄膜的摩擦系数<0.06, 结合力高达60N以上。台架冷拖试验表明, 控制活塞的使用寿命提升3 倍以上, 回油量稳定, 供油效率提高7%~8%, 节省燃油1%~1.5%, 降低排放1%~2%。图3 和图4 分别为镀DLC膜后的高压共轨泵柱塞和供油喷油器控制活塞。

3.2 发动机挺柱

发动机挺柱也是国外很多汽车企业较早使用DLC薄膜的发动机零件。日本Kawasaki Heavy In-dustries对挺柱表面进行了DLC、Mo S2和Cr N等多种涂层工艺与性能研究, 证明DLC膜具有优良的摩擦学特性, 而且不会对凸轮表面造成破坏。Ford公司对挺柱表面采用高硬度、高耐磨性、低摩擦系数, 同时具有自润滑特性的DLC薄膜, 可实现降低燃油消耗1%。

国内的汽车企业已经开展对发动机挺柱制备DLC薄膜的研发工作, 并且取得了不错的成果。中国第一汽车股份有限公司技术中心成功地在自主研发的发动机配气机构的挺柱上制备DLC薄膜, 如图4 所示。台架试验结果表明, 在边界润滑条件下, DLC薄膜挺柱的摩擦系数比原零件降低67%, 抗磨损性能大幅度提高;在实际使用工况下, 配气机构的摩擦损失降低6%[5]。

此外, 国外汽车企业在发动机活塞、缸套、活塞销和气门等零部件上也进行了DLC薄膜的制备研究。例如, 2007 年Nissan公司宣布HR和MR系列发动机摩擦运动部件表面应用DLC涂层后, 使发动机摩擦损失降低10%、燃油经济性提高1%。除了发动机零部件外, 国外汽车企业还在传动系统的零部件上采用了DLC薄膜, 例如齿轮和十字轴等, 这也是DLC薄膜在汽车零部件上的应用方向。目前国内汽车企业和研究机构也已经开始在这些方面的研发, 并准备进行相关的试验验证工作。

4 结论

DLC薄膜由于具备高硬度、化学性质稳定、较高的抗冲击疲劳性能以及优异的摩擦学性能等特点, 很适合作为汽车零部件滑动摩擦副的减摩涂层, 应用方向主要为汽车发动机和传动系统的零部件。虽然国内DLC薄膜的应用起步较晚, 但随着我国汽车工业的快速发展, DLC薄膜将会越来越多地应用于汽车零部件上, 为汽车行业的节能减排工作做出应有的贡献。

摘要：固体润滑薄膜材料具有优异的摩擦学性能, 可以有效降低相对运动摩擦副之间的摩擦磨损, 是汽车节能减排技术的重要研究方向。对固体润滑薄膜尤其是DLC薄膜的摩擦学性能进行了介绍, 研究了其在高压柴油喷射系统和发动机挺柱等零部件上的应用。台架试验结果表明, DLC薄膜可以有效降低发动机挺柱和柱塞等零部件表面的摩擦系数, 减少供油和配气系统的摩擦损失, 从而提高发动机的燃油经济性。

3.氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇三

纳米氧化锌是一种多功能性的新型无机材料，其颗粒大小约在1～100纳米。由于晶粒的细微化，其表面电子结构和晶体结构发生变化，产生了宏观物体所不具有的表面效应、体积效应、量子尺寸效应和宏观隧道效应，以及高透明度、高分散性等特点。近年来发现它在催化、光学、磁学、力学等方面展现出许多特殊功能，使其在汽车、陶瓷、化工、电子、光学、生物、医药等许多领域有重要的应用价值，具有普通氧化锌所无法比拟的优异性能和用途。纳米氧化锌在工业领域可用于紫外光遮蔽材料、抗菌剂、荧光材料、光催化材料等。其中，一维纳米氧化锌具有最大的长径比及各向异性，具有比颗粒状氧化锌更好的紫外线屏蔽和抗菌作用，还可以与高分子材料组成聚合物基纳米复合材料，同时起到抗菌、抗老化和力学增强作用。由于纳米氧化锌，尤其是一维纳米氧化锌一系列的优异特性和十分诱人的应用前景，因此研发纳米氧化锌的制备技术已成为许多科技人员关注的焦点。

1 纳米氧化锌的制备技术分析

1.1 现有纳米氧化锌主要制备技术介绍

纳米氧化锌的制备技术国内外有不少研究报道，大体分为三类：固相法、液相法、气相法。固相法具有无需溶剂、转化率高、工艺简单、能耗低、反应条件易控制的优点，缺点是反应往往进行不完全或过程中可能出现液化现象。液相法的优点是反应过程简单、成本低、能避免杂质共沉淀，缺点是反应时间长、能耗高、产率低，还普遍存在阴离子洗涤繁杂的问题。气相法的优点在于产品分散性好，但是对反应设备要求较高。

尤其是现有方法，由于重复性和稳定性问题，在制备一维纳米氧化锌的规模生产方面尚未取得显著进展［1］［2］［3］。

1.2 自蔓延高温合成技术及纳米氧化锌的制备研究

自蔓延高温合成 （self–propagation high–temperature synthesis，简称 SHS），又称为燃烧合成（combustion synthesis）技术，属于气相法一类，是利用反应物之间高的化学反应热的自加热和自传导作用来合成材料的一种新技术。这种技术制备高温合成材料时，反应物一旦被引燃，便会自动向尚未反应的区域传播，直至反应完全，生成高温合成材料。这是制备无机化合物高温材料的一种新方法。目前已有科研人员应用该方法制备出纳米二氧化锡及其他纳米氧化物的报道［4］，但利用该方法制备纳米氧化锌尚未见诸报端。考虑到氧化锌和氧化锡在物理结构、化学性能上的相似性，笔者大胆尝试将此方法运用于纳米氧化锌的制备，控制纳米氧化锌的形态和结构，初获成功。

2 自蔓延高温合成技术制备纳米氧化锌的方法研究

2.1 试验原理

通过铝热反应放出热量创造高温环境，同时生成天然的疏松多孔的氧化铝纳米模板。在铝热反应创造的高温环境下，氧化锌分解并气化，并从氧化铝纳米模板喷出，而从纳米模板喷出后，则迅速冷却氧化，从而制得纳米氧化锌。

化学反应方程式如下：

（1）放热反应

（2）分解反应（当温度大于2248 K时）

（3）氧化反应（从高温冷却时）

2.2 试验仪器设备及试剂

（1）反应装置（见图 1）；

（2）Rigaku D／max2550VB+18kW 转靶 x-射线衍射仪，CuKa射线；

（3）日本电子公司的JSM-6380LV扫描电子显微镜；

（4）试验试剂：Al粉（200 目，分析纯）、 CuO 粉（烘干，分析纯）、粗颗粒ZnO粉末（200目，分析纯），引火粉。

2.3 试验过程

（1）计算 Al粉、CuO 粉、ZnO 粉初始配比

Al粉、CuO粉、ZnO粉三者配比的确定方法如下：氧化锌在2248 K时会分解，因此反应温度必须高于这个温度，另一方面，发生自蔓延反应的经验温度是1 800 K以上，综合考虑可知反应物产生的反应温度须高于2 248 K。反应温度是通过反应物的量确定的，在配比合适的情况下，这三种反应物发生的 反 应 为 3CuO+2Al=3Cu+Al2O3，2Al+3ZnO=3Zn+Al2O3。

根据能量守恒定理及各物质的生成焓算得单位物质反应放热。①考虑实际情况的下的各种热损失，将计算温度分别设定为2300 K、2500 K、2700 K。②计算时分为Al只和CuO反应，以及Al和CuO、ZnO均反应。综合计算出6组配比，总质量均为50 g，见表1。

表1 不同温度和反应情况下反应物的配比

（2）试验过程及理想配比的确定

根据计算出的配比称取各反应物粉末，倒入搅拌器中将其混合均匀。然后将混合均匀的粉末倒入反应容器，轻轻压实，再在表面铺上引火粉，放置好收集装置，用打火枪点燃药粉，反应便自发进行。最后用真空袋将收集到的产物保存起来。

按照表中配比依次进行试验，观察反应情况（包括是否能自蔓延，是否反应完全，收集到产物的颗粒大小，产物纯度等）并根据反应现象调整反应物配比，直到找到反应可以自发进行并反应完全的理想配比，并记录此时的配比。

（3）纳米氧化锌的制备及收集

根据上述过程确定的各反应物理想配比，称取各反应物粉末，按上述试验过程进行试验，即可制得纳米氧化锌。最后用真空袋将试验所得物质收集保存起来。

由于此方法没有用到任何衬底，因此氧化锌的生长机理可按VS生长机理解释。

（4）反应产物分析

最后，对理想配比下收集到的物质做扫描电镜，观察其颗粒大小是否为纳米级别；然后用XRD检测所得产物是否为ZnO及其纯度。从而确定试验所得物质是否为纳米氧化锌。

2.4 试验结果分析

（1）经过理论计算和多次试验，最终确定了最理想配方：质量百分比 Al为15%~20%、CuO为30%~35%、ZnO为45%~50%，在该配比下，反应完全并可以良好的自蔓延。

（2）利用扫描电镜观察制得产物的微观形貌图（见图2），通过观察可发现制得的氧化锌颗粒尺寸分布在40~80纳米之间，且分散性好，无团聚现象。

（3）通过观察，添加的反应物在容器中并无残留，因此可以确定，反应进行完全。同时由于我们实验的容器为非密封状，部分反应生成物从容器中喷出。

为了证实此方法是否适合大批量制备纳米氧化锌，按照理想配比依次增加总质量：25 g，35 g，45 g 55 g，65 g，每次递增10 g，反应后收集实验产物。测量重量，得到收集到的生成物氧化锌随反应物总量变化关系曲线（见图3，x代表反应物总质量，y代表生成纳米氧化锌质量）。

且通过对实验数据拟合以及曲线图形，可以大胆假设，生成物纳米氧化锌的质量跟总反应物的质量应成二次方关系。从图3中可以看出，随着实验中各添加物总质量的增加，收集物质量迅速增加，而逃逸的纳米氧化锌按比例越来越少，因此我们有理由相信：随着反应物总量不断的增加，我们能捕获的纳米生成物将会大幅增加。

由于资金和条件所限，本次实验中，采用的容器为半敞开式的简易容器，易导致纳米氧化锌的逃逸。今后，只要我们对实验容器的纳米氧化物的捕获装置重新改进，将能极大的提高纳米氧化物的捕获效率。因此将我们本次进行的方法运用于实际生产中是完全可行的，并且具备高效的生产能力。

（4）为使反应产物获得纳米氧化锌纤维，而不是纳米氧化锌颗粒，我们将反应装置进行了简单改造，增加了几块石墨板吸热，为氧化锌纳米线生长提供了一个负的温度梯度，最终获得了短杆状的纳米氧化锌。经过多次实验，证明此方法重复性好、稳定性高、生长条件容易控制。

通过观察可知，制得的短杆状纳米氧化锌直径尺寸为40~80 nm ，长度约为1 μm（见图4）。

（5）为证实本实验制备产物是否为纳米氧化锌，经XRD成分分析，确定制备的产物为高纯氧化锌（对比试验产物图谱和标准氧化锌图谱分析），其中只含有极少量的杂质Al和Cu（见图5、图6）。

3 纳米氧化锌在汽车领域的应用

3.1 纳米氧化锌在汽车轮胎上的应用

由于纳米氧化锌粒径小，比表面积大，在汽车胎面胶中用纳米氧化锌减量25%替代间接法氧化锌，可以提高胎面胶的300%定伸应力和硬度，而拉伸强度和扯断伸长率基本相当；减量50%替代间接法氧化锌可以获得最佳的物理机械性能。等量或减量替代间接法氧化锌，热空气老化后强伸性能保持率较间接法氧化锌优异。因此采用纳米氧化锌替代间接法氧化锌可以显著提高汽车轮胎的抗老化性，抗摩擦着火，延长使用寿命长等优点。

3.2 纳米氧化锌在汽车油漆中的应用

纳米氧化锌粉体具有“随角变色效应”的光学特性，即涂色物体的颜色可随着观察者视线角度的变化而随之变化。将纳米氧化锌粉体用于汽车金属漆涂料中，可使汽车表面光彩熠熠，给予观察者以变幻不同的艳丽色彩感。同时由于纳米氧化锌的紫外线屏障功能，可大大提高汽车涂料的耐老化性。

3.3 纳米氧化锌在汽车玻璃中的应用

当纳米氧化锌（尤其是杆状纳米氧化锌）用作汽车玻璃添加剂时，由于其屏蔽紫外线的同时，还可透过85%以上的可见光，因而可替代目前盛行的汽车贴膜。从而能在夏日有效的保护车内成员。

3.4 纳米氧化锌在车内空气清洁中的应用

汽车内部由于大量的使用塑料件和一些粘接材料，以及车内的密封环境，使得车内的除臭抗菌越来越重要.由于纳米氧化锌具有抗菌、防霉、除臭等功效，有望在汽车车内清洁方面得到广泛的应用。

3.5 纳米氧化锌在汽车橡胶，塑料件中的应用

为了降低车身重量，降低能耗，汽车上越来越多的使用橡塑件。因而研究低成本的提高橡塑件的使用寿命和力学性能的方法就显得尤为重要。在橡塑件中添加少量的杆状纳米氧化锌，就可以显著提升其寿命和强度。

3.6 纳米氧化锌在汽车其他方面的应用

纳米氧化锌在汽车电器上也有广泛应用前景，如汽车压敏传感器，酒驾报警等。随着研究的深入，纳米氧化锌在汽车上的应用将会越来越广。

4 结论

试验结果表明利用自蔓延高温合成技术制备纳米氧化锌完全可行，且具有产品颗粒度小、分散性好、纯度高等优点。这种技术不仅可改变氧化锌的结构尺寸，使其颗粒细化达到纳米级别，同时也可改变氧化锌的结构形态，使氧化锌由颗粒状转变为线状，制得性能更加独特的杆状纳米氧化锌。此方法制备工艺简单、能源消耗低、生产效率高，对纳米氧化锌制造成本的降低有重要意义。随着成本的降低，我们相信，纳米氧化锌必将在汽车工业中得到越来越广泛的应用。

［1］李萌，司秀娟.纳米氧化锌的制备及应用研究［J］.广州化工，2010，38（1）：51-53.

［2］王赛，周莹，汤林，李青.均匀沉淀法制备纳米 ZnO［J］.贵州化工，2006，31（5）：37-39.

［3］章金兵，许民，周小英.固相法合成纳米氧化锌［J］.无机盐工业，2005，37（7）：18-20.

4.工程塑料在汽车上的应用状况 篇四

1、工程塑料在汽车动力系统中的应用

早已作为汽车内饰件优先选用材料并不断扩大应用作汽车外饰件材料，现在又开始令人瞩目的应用于制造汽车发动机室内的功能部件，将来可能取代金属制造汽车动力系统的几乎每一种零件。现在，轿车、箱式汽车(面包车)、小卡车上使用的塑料，大约25%用于发动机室内，除了很久已经改用塑料制造的翼子板内衬和蓄电池壳体外，发动机和燃油系统有越来越多的金属件改用塑料制造。

汽车发动机罩下(即发动机室内)进气歧管是最有可能用工程塑料和热固性塑料包括聚苯硫醚、尼龙、聚醚整体塑料(BMC)和酚醛塑料制造的部件。首先实行商业化生产的塑料进气歧管，是德国富吕登伯格公司用聚酯BMC制造的歧管，其内表面十分光滑，有助于空气进入，使得发动机效率比用金属歧管高15%，歧管重量减轻1kg。ICI公司先进材料部采用专用级尼龙66，用其制造的进气歧管早在1990年使用与大批量生产的汽车上。通用电气公司塑料部与CMI国际公司联合研制供通用汽车公司和克莱斯勒公司使用塑料进气歧管，采用玻璃增强的PPS与尼龙和其他工程树脂的合金。其他公司如拜耳公司赫斯特-塞拉尼斯公司、菲利浦公司的PPS，巴斯夫公司和杜邦公司的高性能尼龙，也被机械制造厂家考虑用作制造进气歧管的材料。

发动机气缸盖罩是汽车发动机室内最适合用工程塑料注塑制造的部件之一。许多公司都主要选用增强乙烯基酯和酚醛树脂模塑的热固性塑料结构，因其耐热性高，防火安全性能好。不过有部分汽车设计师倾向于采用尼龙。

2、工程塑料在汽车照明技术中的应用

在车前大灯塑料应用方面，考虑到大灯玻璃的透明性、耐热性、耐冲击性以及易于成型性，多数采用表面涂覆硬膜的PC，从而进一步提高了耐擦伤性和耐候性。德国拜耳公司和美国GE塑料公司合资的Exatec公司推出了具有杰出的耐候性和耐磨性的聚碳酸酯(PC)汽车窗系统Exatec500，并已实现工业化[10]。前大灯反射镜壳一般用BMC(团状模塑料)、PPS、PC、PBT等制成。

后排指示组合灯，其灯罩材料为PMMA，灯壳为填充PP，他们之间用热熔胶粘剂粘接。随着振动焊接技术的发展，灯壳材料开始采用耐热ABS。

世界领先的汽车车灯制造商法雷奥(Valeo)为该公司的自适应前灯系统选择了杜邦公司的Zytel HTN PPA塑料产品。这种车灯系统在大众帕萨特和雪铁龙C4等众多车型上均有所应用。该系统可以给司机提供更为清晰的夜间视野，从而加强安全性。这种自适应前灯系统可以根据车辆的行驶速度和转弯角度自动改变灯光的强度和方向，从而使司机在夜间可以更清楚地看到道路弯曲的地方，夜间照明灯光强度的增高大大减小了司机在道路弯曲处及十字路口的驾驶压力和疲劳状况，这样就提高了司机在各种天气和路况下驾驶的舒适性。法雷奥设计的氙气前灯适合中、高档的驾驶速度，在道路弯曲处它可以把司机的视野距离扩大1倍。杜邦公司在开发热塑性塑料方面走在世界的前列，它开发的塑料可以用来代替金属。随着汽车制造商在追求更轻便的、燃油效率更高的汽车，杜邦的高强度、耐高温的树脂产品可以用来代替汽车上的金属部件。用来代替法雷奥车灯系统中金属部件的高强度、耐高温的Zytel HTN PPA产品就是一个很好的例子。

工程塑料供应商Solvay公司推出两种用于高反射的汽车前灯的最佳材料。一种是聚砜UdelLTG-2000品级，使用温度可达175℃，它比大多数高温PC和PC/PEI合金更耐温;一种是聚醚砜Radel LTG-3000，特别适合用于205℃的高温，它比许多PEI品级具有更高耐温性，耐冲击性提高了50%，熔体流动速率也增加了33%。Lanxess公司推出两种聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)品级:Pocan KU2-7003和TP006-004。它们可用于制造汽车前灯罩，替代耐高温热塑性塑料如共聚碳酸酯和聚醚砜，且在价格上更有优势。两种产品均具有优异的表面性能，而且可以直接金属化，不需底漆预处理，可以在160℃下使用。KU2-7003已经用于雪铁龙C2和C3汽车前灯。两种品级加工时都不会释放挥发性气体，积垢非常少，这使金属化的灯罩表面性能更好。两种材料的流动性都好，适合于制造大型和几何形状复杂的灯罩。此外，另一种用于灯罩的脱模性更好的Pocan也即将商品化。工程塑料在汽车装饰件的应用

汽车塑料件根据主要用途，大体分为功能件和结构件两种。而汽车的装饰件大多为结构件，工程塑料在汽车装饰领域的应用范围最广。随着塑料工业的发展，各种新型树脂的出现以及通过合金、共混、复合等改性手段得到各种高性能材料已经能够满足汽车行业对功能型塑料件和结构型塑料件及其应用材料提出的各种综合性能指标要求，塑料在汽车上的应用范围和用量将不断增加。主要的汽车塑料装饰件一般分为内饰件和外饰件，其中内饰件占整车塑料用量的56%，以往的汽车内饰件较多的工程塑料有ABS、PUR和塑料合金等。主要的汽车塑料内饰件有仪表板、内板、顶栅、门内手柄、装饰条等。

目前使用的仪表板可分为硬质仪表板和软质仪表板两种。硬质的一般在轻、小型货车上使用，经一次注射而成。这种仪表板尺寸很大，无蒙皮，表面质量要求很高，对材料要求耐湿、刚性。由于多点注塑成型，易形成流痕和熔接痕，一般表面需经涂装才能使用。材料可用MPPO、ABS等。软质仪表板由表皮、骨架材料、缓冲材料等组成。骨架材料的选用不同厂家有所不同，有的采用硬纸板、木材，有的采用PC/ABS合金，还有采用钢板作骨架材料，也有用ABS、GFAS等。表皮材料，如桑塔纳、捷达、富康轿车等采用PVC/ABS合金片材，并带皮纹，以骨架为内模，用真空吸塑法将表皮材料敷在骨架上，形成一层既美观又有良好手感的表面。

门内板的构造基本上类似于仪表板，由骨架、发泡材料和表皮构成。以小红旗轿车和奥迪轿车为例，门内板的骨架部分由ABS注塑而成，再把衬有PU发泡材料的涤纶表皮以真空成型的方法，复合在骨架上形成一体。

顶棚由基材和表皮构成。基材要求轻量、高刚性、尺寸稳定、易成型等，一般使用热塑性聚氨酯发泡内材，PP发泡片材，玻璃纤维瓦楞纸，蜂窝状塑料带等。P表皮材料可用织物、无纺布、TPO、PVC等。

门内手柄，不仅是启闭门的功能件，而且也是装饰件。一般以ABS、改性PP等材料制成。每扇门有上下2根门槛饰件，一般用ABS经注射而成，带皮纹。

为提高乘坐的舒适感，要求降低噪音。为此把消声材料埋入到部件的衬里去，如仪表板、地毯、发动机盖板、行李箱等，消声材料有废毛毡、发泡PU、玻璃纤维纸板等。由于车厢内外温差而造成侧窗玻璃模糊，影响司机的视线，侧窗防霜器孔中可喷出冷热气体，以消除侧窗的模糊。桑塔纳轿车的防霜器就是用PC/ABS制成。

汽车轻量化的关键在于汽车车身，用塑料制作车身覆盖件可以一次成型，不需要进行后处理和机械加工，可降低成本。塑料车身覆盖件表面光滑、尺寸精确、质量稳定、NVH(噪声、振动、冲击)指标也比金属覆盖件小，所以汽车中顶盖、发动机罩、汽车保险杠、散热器格栅、挡泥板、侧防撞条、后导流板等大半都使用工程塑料配件。汽车外饰件散热器格栅是为了发动机冷却而设置的开口部件，位于车体最前面，往往把汽车的铭牌镶嵌其间，是表现一辆轿车风格的重要零件。目前轿车上一般用ABS或PC/ ABS合金，经注塑成型制成。也有采用耐候性较好的ASA材料，注塑成型后，表面可不经涂装。最近已出现用聚酯弹性体做的格栅，在表面溅射金属铬后使用。车外门把手一般用POM制作，电镀件采用PC/ABS合金，门锁一般使用刚性好的POM，玻璃升降器的支承机构及手摇把材料为POM，雨刷件的杆可用PBT或POM:球碗用POM车轮箍使用改性PA或PA/PPO再经表面镀铬。汽车底盘件大多承受较大的负荷，不易塑料化。

目前塑料件仅限于汽车转向制动、传动悬挂系统中，大部分用在需要耐磨的运动件上，零件不大。但对材料要求具有高强度、耐磨擦性好，多用改性POM、PBT等材料制造。此外，汽车发动机、水箱、油箱、电路系统等都大量的用到塑料制件。工程塑料在汽车安全化的应用

汽车的安全性能是汽车的一项重要生产指标，在汽车安全化发展进程中，工程塑料起着举足轻重的作用。

目前，国外中高档轿车的保险杠已采用PC/PBT合金制造，因为此材料不仅机械性能高，特别是冲击强度比PP制保险杠高出许多。如GE公司的Xenoy-XT适合于制作汽车保险杠。它不仅能承受碰撞，保险杠与车体组装后一起涂装(以使保险杠与车体保持同一色泽)时，能耐155℃/30min的烘烤干燥。拜耳公司、巴斯夫公司也都有用于保险杠的品种。巴斯夫的Ultrablend，不仅具有PBT的耐化学药品性、耐油性及流动性，又具有PC的低温韧性，耐热性及高的机械性能(尤其突出的高抗冲击性)，已经大量用于制造保险杠。此外还有热塑性弹性体TPE，它在常温下具有橡胶特性，在高温下能塑化成型，用通用的塑料机械可以加工成各种零件。

燃油箱是汽车中重要的安全部件之一，有单层或多层复合结构，要求其材质具有耐寒、耐热、耐蠕变、耐应力开裂、耐老化、耐溶剂和耐化学药品腐蚀等性能，以适应抗冲击、抗渗漏、阻燃、防爆等方面的要求。

塑料功能件主要指发动机部件及其罩下燃油进气系统和电器系统。虽然用塑料制作的发动机部件比金属部件成本低、质量轻、噪声小，但是要求塑料件必须能够耐175℃的高温、刚性高、尺寸稳定性好、耐腐蚀。因此，发动机部件使用的塑料主要是尼龙66、PPS、聚酯等。目前，Rogers公司用玻纤增强酚醛塑料制成了发动机气缸和油盘;BMW公司的六缸和四缸新型发动机使用了全塑料进气装置;Mann&Hummel公司使用35%的玻纤增强尼龙制造进气装置。

汽车塑料燃油箱的发展起步于欧洲，所以目前欧洲的制造商INERGY和KAUTEX TEXTRON公司一直是处于世界塑料燃油箱的领导者地位，并且市场占有率超过50%。随着汽车塑料燃油箱在北美和日本汽车市场的蓬勃发展，当地市场起步并发展了一批知名塑料燃油箱的OEM—如TI AU-TOMOTIVE，VISTEON，ABC，日本YACHIYO和FTS公司等。2005年，全球乘用车产量大约在6200万辆，塑料燃油箱的市场占有率约为68%，销量为4200万只，塑料燃油箱在世界范围的市场占有率:欧洲和北美市场处于领先地位，2005年欧洲市场占有率达到95%，在北美市场占有率达到了80%，而亚洲市场占有率仅有26%。

5.热塑性复合材料在飞机上的应用 篇五

张磊 杨卫平张丽

Ｔhe applications of Thermoplastic matrix Composite on aircraft

（中航工业一飞院，西安）

摘要：阐述了热固性复合材料的缺点，分析了热塑性复合材料的优势，并介绍了其在国内、外军用飞机和民用飞机上的应用情况，指出了国内外的差距，最后对国内纤维增强热塑性复合材料的发展提出了建议。

Abstract: In this study we analyzed the disadvantage of thermosetting matrix composites, the advantage of thermoplastic matrix composites and introduced the applications of thermoplastic matrix composites on aircraft.In addition we pointed out the gap and summarized the research orientation of thermoplastic matrix composites.关键词： 热塑性、热固性、聚醚醚酮、聚苯硫醚、抗冲击性

Keywords: Thermoplastic、Thermosetting、PEEK、PPS、impact resistance

复合材料按树脂类型可分为热固性复合材料和热塑性复合材料。目前国内外飞机上，大量使用的复合材料为热固性复合材料，包括机翼、机身等主要承力构件。但是热固性复合材料通常采用热压罐生产工艺，成型时间长，而且在材料运输、存储、工艺准备、实施等方面要求都比较严格，因此生产成本比较高。另外热固性复合材料对冲击比较敏感，设计和使用时要重点考虑冲击对结构性能的影响。而热塑性复合材料在这些方面都有一定优势，所以近年来其逐步受到重视[1]。热塑性复合材料的优点

与热固性复合材料相比，热塑性复合材料主要有以下优点：

（1）韧性、损伤容限性能、抗冲击，抗裂纹扩展等性能较好。由于热塑性树脂分子链的运动能力比热固性树脂强得多，因此热塑性树脂的韧性普遍要高很多，有利于改善复合材料的抗冲击损伤能力。以碳纤维/聚醚醚酮(PEEK)树脂复合材料为例，其压缩后冲击强度（CAI）值高达342 MPa，与第一代环氧复合材料170 MPa，增韧环氧复合材料250 MPa的平均水平相比，优势明显；

（2）成型周期短，生产效率高，节约成本。热固性复合材料主要的成型方法是预浸料/热压罐工艺，热压罐固化消耗大量的能源和时间，增加制造成本，而热塑性复合材料的成型过程仅仅发生加热变软和冷却变硬的物理变化，只需升温、加压成型、冷却即可完成制备过程，可采用热压成型工艺，故成型周期短、生产效率高、成本低。另外，热塑性复合材料在材料运输、存储、工艺准备、实施等比热固性复合材料要求低，因此生产成本更低。两种材料生产制造对比见下表1；

[2～5]

表1 热固性和热塑性复合材料对比

属性

热固性复合材料

热塑性复合材料

材料普通运输

1、室温存储，一般库房即可；

2、材料力学性能寿命无要求；

3、工艺实施无特殊要求；

1、材料无需回暖处理；

2、预浸料或板材无需保护；

3、材料准备在一般环境；

1、预浸料CNC，板材水切割；

2、材料可以回收利用；

1、板材热压成型；

2、无辅助材料，制造节拍5分钟

1、脱模及完成零件制造；

2、表面质量完好，无需打磨；

3材料运输 材料低温运输，并需要温度监控

1、低温存储，-18℃以下存储；

材料存储

2、材料力学性能寿命，一般12个月；

3、工艺性能寿命，一般240小时；

1、材料回暖处理；

工艺准备

2、预浸料需要衬纸保护；

3、材料准备需在净化间内完成；

1、预浸料剪裁自动下料机；

材料切割

2、边角余料不可利用

1、手工或自动铺叠；

工艺实施

2、真空加热固化，制造节拍8小时；

1、裁真空袋、工装清理；

后续处理

2、表面有需打磨处理

（3）实现结构减重。热固性复合材料的密度为1.7～2.0g/cm，而热塑性复合材料的密3度为1.1～1.6g/cm，密度较热固性复合材料小，因此，采用热塑性复合材料具有一定的减重优势；

（4）具有重塑性，可以循环利用，提高零件的修理性，降低报废率，废料也可回收。热塑性复合材料在成形过程中是一个简单的相变过程(即熔融和凝胶)，可二次加工；

（5）良好的耐热性能。以环氧树脂为代表的热固性复合材料长期使用温度最高可达130℃，而某些热塑性复合材料的长期使用温度可达250℃以上，并且耐水性极优，可在湿热环境下长期使用。例如：PEEK树脂的耐热性达220℃，用30%碳纤增强后，使用温度可提高到310℃，可用于某些特殊环境。

因此，热塑性复合材料在飞机结构中的应用，可以缩短零件的制造周期，提高其结构的抗冲击性能，减轻结构的重量，减少飞机的生产和使用成本。国内外飞机应用情况

自20世纪60年代以来，高性能连续纤维增强热塑性复合材料就受到欧美日等发达国家的重视。但长期以来，制约热塑性复合材料在民机上应用的主要原因有以下两个：（1）预浸料制造困难，材料成本高；（2）制件制造成型需要高温高压，对设备和辅料要求高。从20世纪80 年代开始，以美国为主导的西方国家进行了一系列旨在提高热塑性复材预浸料的制造水平、降低制件制造成本的研究计划，并最终取得大量的研究成果，为高性能热塑性复合材料在民机上的应用推广奠定了基础。英国帝国化学公司、德国巴斯夫公司、美国杜邦公司等开发了多类热塑性树脂，经波音、空客、洛克希德、福克等制备成飞机蒙皮、整流罩、升降舵等制件并且进行了飞行试验, 证明了热塑性复合材料不仅强度、刚度满足要求, 而且具

[6]有更好的韧性和损伤容限性能。目前常用的先进热塑性树脂主要有: 聚醚醚酮(PEEK)、聚苯硫醚(PPS)、聚醚酰亚胺(PEI)等。

2.1 国外飞机应用情况

热塑性复合材料（TPC）在飞机应用上的巨大潜质，其在国外飞机上的应用如下：（1）机翼前缘

A340-500/600机翼前缘的J字型结构件，它代替原来由5段铝件组成的D型构件，由

[7～13]

长度2.5m和3.2m两段组成，是福克特殊飞机公司制造的，采用荷兰TenCate Composite公司的Cetex玻璃纤维/聚苯硫醚（PPS）薄膜“半预浸料”经过预先压实成板（每块板由5层预浸料组成），然后模压成肋及加强件。层合板的尺寸为1.2m×3.6m。玻璃纤维与PPS之间用一种专利化合物粘结。玻璃纤维/PPS材料放入热压罐内，在300℃以上高温固结。自A340-600用于验证航线飞行的首次试飞以来，尚未发现新的机翼前缘出现任何故障。这是热塑性复合材料在民机上首次大规模应用。

A380的机翼前缘也采用热塑性复合材料，如下图1所示，采用了多肋设计理念和用TenCate 公司的玻璃纤维/聚苯硫醚（PPS）制成，相应的选材及加工方式与A340-600类似。

图1 A380机翼固定前缘 Fig.1 Leading edge of A380

(2)舵面结构

新型湾流G650 公务机（JEC2010 创新奖得主）的方向舵和升降舵就是感应焊接的多肋扭力盒结构（见下图2）。感应焊接是由KVE 复合材料集团的荷兰专家开发，并由福克航空结构件公司实现工业化的一项技术。这种碳/PPS(TenCate 先进复合材料公司)的多肋设计比此前的碳/环氧树脂夹层结构重量降低10%、成本降低20%。

图2 湾流G650方向舵 Fig.2 rudder of G650(3)舱内地板

空客A400M运输机的驾驶舱地板使用了碳纤维/PPS，如下图3所示。其尺寸3.05m3.06m，是目前最大的碳纤维热塑性航空结构之一。

图3 空客A400M驾驶舱地板

Fig.3 floor of A400M(4)机身连接零件

空客A350客机机体上应用量最大的是机身连接零件。这些零件位于机身11段到15段，连接机身复合材料壁板与内部的复合材料框架结构。这些零件使用碳纤维/PPS材料，外形各异，通过先进的集成化单元完成制造，每个单元都拥有执行材料运输的机器人夹持系统、执行材料预热的红外加热器以及执行材料固化的液压式热冲压机。空客A350热塑性连接角片部位见图4所示。

图4 空客A350热塑性连接角片部位

Fig.4 clips of A350(5)主承力件应用

2009年欧盟启动 “热塑性经济可承受性航空主结构”（TAPAS）项目，目的是为空客公司开发TPC平尾扭矩盒和机身结构，进一步增加TPC在当前和未来飞机上的应用比例，如A320neo客机。项目将分为两个阶段，在2017年完成，目标是两个构件的材料、制造工艺、设计概念和模具设备达到技术成熟度分别达到4级和6级。项目的第一阶段是采用碳纤维/PEKK材料开发主承力结构，项目制造的TPC平尾扭矩盒和机身验证件分别达到了技术成熟度3级和5级，已于2013年完成。TPC平尾扭矩盒基于G650的平尾中央部分重新设计，展长12m，其中，蒙皮厚度从2～8mm之间变化，采用单向预浸带制造。由于TPC固有的韧性能更好地阻止裂纹扩展，能够将蒙皮设计得更薄，因此与热固性复合材料构件相比，该扭矩盒减重10%，如下图5左所示。

图5 热塑性主承力验证件 Fig.5 the TPC verification TPC机身验证件长4m，双曲面外形，其中加强筋长3m，厚度从2.48～5.50mm之间变化。DTC公司开发了该机身加强筋，及其制造工艺：数控切割TPC材料，机器人铺放，真空预固化，自动运输，压力成形，整个过程仅需15min。机身壁板验证件如图5右所示。

项目的第二阶段于2014年初开始，将继续提升TPC扭矩盒和机身的技术成熟度。对于扭矩盒的研究，接下来将开发可获应用认证的材料和工艺，开发一个能够存放燃油的“湿”盒，使用将梁与蒙皮焊接起来的一种结构。对于机身的研究，主要在于控制蒙皮厚度，特别是对于A320neo或者737max这样的单通道客机，韧性的TPC薄蒙皮结构固然更合适，但其厚度极限需要验证，尤其是考虑到如冰雹撞击或维修工具冲击下的局部载荷作用。

2.2 国内飞机应用情况

国内飞机使用复合材料主要是以环氧和双马树脂为基体的热固性复合材料。对于热固性

[15]复合材料抗冲击能力差的问题，主要是通过改性/增韧或降低设计许用值的方法处理，直接改用热塑性复合材料的应用较少。

在实际装机应用方面，“八五”期间采用静电粉末法PEEK预浸料制造了某型机平板舱门，并已在飞机上装机考核，至今工作正常。见下图7左。

图6 舱门实物

[16]

[16]

Fig.6 the entity of the door

另外某型无人机后机身舱门结构采用了热塑性复合材料。选用的树脂基是聚酰亚胺NGDJ-900树脂膜，纤维为T300碳纤维无纬布和织物。筋条部分则采用短纤维增强树脂。结构件设计时，蒙皮采用树脂膜与增强纤维间隔叠层，加强筋条设计采用短纤维，壁板设计为一个带纵横方向加强筋条的整体，通过高温高压模压融渗成形技术，一次成形，不用进热压罐，不用几次胶结，减少制造工序，易于操作，也不需要真空袋等辅料，制造成本低。并且，整体成型可简化结构，使从前需要多个零件通过螺栓等紧固件连接在一起的部件简化为一个整体的零件，减少了原来各零件之间需要的连接件，降低装配成本。零件实物见图7右所示。与国外的差距

热塑性复合材料的工程应用大致经历了三个阶段：第一阶段，热塑性复合材料应用于飞机内饰、舱门、口盖、整流罩等非承力部件；第二阶段，用于飞机固定面前后缘、襟翼、副翼、方向舵等操纵面等受载较小部位；第三阶段，用于飞机机翼、尾翼、机身等主盒段结构。

目前，国外热塑性复合材料应用已经到达第三阶段。欧盟已启动了“热塑性经济可承受性航空主结构”（TAPAS）第二阶段项目，目标是进一步提高主结构材料、制造工艺、设计概念和模具设备的技术成熟度。国内民机方面，尚无热塑性复合材料结构研制、装机应用，仅在军机方面有少量应用，还局限于少量非承力部件上，处于热塑性复合材料工程应用的第一阶段，因此差距比较大。

（1）结构设计与强度分析方面的差距

热塑性复合材料特有的材料特性和特有的工艺性也决定其结构设计方法及强度分析方法与热固性复合材料有很大的不同，因国内工程应用少，所以对其材料特性、结构形式、受载特点等未充分研究，没有形成相关的结构设计准则和强度分析方法。

（2）制造与工艺方面的差距 热塑性复合材料加工工艺可分为：热塑性基体浸渍工艺和制件成型工艺。由于热塑性树脂熔融温度高、化学性质稳定，预浸、成型等每一个阶段对设备和工艺都有特殊的要求，其复合材料预浸料制备和成型加工的难度均比热固性复合材料大。目前我国在热塑性复合材料工艺方面的研究较少，差距较大。

（3）原材料生产供应的差距

国家曾投资兴建5000t/年产能的生产线，并开发PPS树脂膜、PPS长丝等产品。北京航空材料研究院曾采用该树脂进行过复合材料成型工艺的初步研究。但是近年来该生产线的无法稳定提供树脂基体。吉林大学曾长期开展国产PEEK树脂的研制工作，并于“八五”、“九五”、“十五”期间与北京航空材料研究院合作开展过CF/PEEK复合材料的研究。但吉大曾将其PEEK树脂的生产技术转让，其生产状态及知识产权归属有待明确。结束语

热固性复合材料在国内、外飞机上应用最为广泛，但断裂韧性及抗冲击能力差、难以回收利用、成型加工周期长等问题也长期存在，而热塑性复合材料的出现成为克服以上缺点的一种研究方向。而且热塑性复合材料可回收利用，减少对环境的污染。虽然近期热塑性复合材料不可能大量代替热固性复合材料，但其优异的性能已逐步引起重视，应用也日益广泛, 应用范围也将从次承力构件转向主承力构件。

目前热塑性复合材料在国内飞机上的应用还十分有限，设计、工艺、原材料等技术储备严重不足，因此国内热塑性复合材料的应用需要加强相关的技术研究:(1)PPS、PEEK等常用高性能热塑性树脂与纤维的匹配研究；(2)加强其成型工艺研究；(3)提出适合其特性的结构设计与强度分析方法；(4)推广应用。

参考文献

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6.氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇六

某立窑厂附近的一些钢铁企业, 根据市场行情的需要生产镍铁, 产生了大量的废渣———镍铁渣, 该厂打算用镍铁渣作水泥混合材生产普通水泥, 但是通过检验该镍铁渣的Mg O含量非常高, 在20%左右。通过小磨试验, 当水泥中掺量达到15%时, 则水泥中Mg O含量就在5%左右, 显然不宜用镍铁渣作混合材生产普通水泥。面对大量的废渣, 为了有效利用资源、节能降耗、变废为宝, 决定从两方面来利用镍铁渣, 一是用镍铁渣作混合材生产复合硅酸盐水泥, 根据国家标准GB12958-1999复合硅酸盐水泥中规定, 熟料中Mg O≤5.0%, 而对水泥中Mg O未作要求。并且镍铁渣经过了淬冷, 其中的Mg O多呈玻璃体, 水泥通过压蒸安定性试验合格, 不影响水泥的体积安定性, 所以用镍铁渣作复合硅酸盐水泥的混合材是可行的。二是利用镍铁渣引入Mg O作矿化剂掺入生料中来煅烧水泥熟料, 下面对此进行分析总结。

由于Mg O与Si O2、Al2O3、Fe2O3的化学亲和力很小, 在熟料煅烧过程中一般不参加化学反应, 熟料中的Mg O大部分以游离状态存在, 其余部分与熟料矿物 (主要是C4AF、C3S) 形成固溶体和成为玻璃体。当熟料中Mg O含量较低时 (2%~3%) , 可起到矿化剂的作用, 降低液相出现的温度及液相粘度, 促使高温化学反应的进行, 还可使还原气氛煅烧的熟料中Fe O含量降低, 从而改善和提高熟料质量。

Mg O在熟料中以什么状态存在和在各相中的分布情况取决于Mg O的数量, 熟料的组成以及熟料的冷却速度。当生料中Mg O过高时, 将导致熟料中结晶Mg O含量增加, 这种方镁石晶体水化速度非常慢, 甚至1~2年时间内还不能完全水化, 水化后体积膨胀从而引起水泥石 (混凝土构件) 产生裂纹甚至破坏, 故国家标准对熟料中Mg O含量作了限制。因此, 该厂采用镍铁渣引入Mg O煅烧水泥熟料, 采取了以下措施: (1) 严格控制生料中Mg O含量在1.5%~1.8%之间; (2) 提高配料中的Fe2O3含量, 促使更多的Mg O与铁铝酸盐形成固溶体, 从而减少结晶Mg O的含量; (3) 煅烧时采用急冷快烧, 使Mg O溶于玻璃体中和结晶Mg O颗粒变小; (4) 加强生熟料的均化措施, 采用细磨的办法, 提高水泥比表面积; (5) 据有关资料表明, 含氟硫高铁硅酸盐水泥熟料中的Mg O, 随铝率的降低, 固溶的Mg O增多, 游离Mg O减少, 水泥压蒸膨胀也随之大幅度减少, 故决定采用掺氟硫 (萤石-石膏) 高铁配料, 控制IM在0.7~0.9之间, 适当提高烧成温度, 从而大幅度减少游离Mg O的含量; (6) 控制生料的细度, 由于镍铁渣硬度较大, 带有部分铁粒, 易磨性差, 在生料中加入镍铁渣后应严格控制生料细度, 要求80!m的筛余小于10%, 0.2mm的筛余小于1%, 尽量提高生料细度的合格率; (7) 提高成球质量, 通过调整成球盘的角度和边高, 缩小料球的粒径, 使成球粒度控制在5~8mm, 杜绝大泥团和粉状料入窑; (8) 采取合理的窑面操作, 采取压边部、浅中间、提心火的布料方法, 保证窑中心的V型窑面湿料层厚度在400~500mm之间, 严禁明火操作, 以防热损失和炸球, 以稳定底火为中心, 采用大风大料连续暗火操作, 保持加料、卸料、上火速度“三平衡”, 尽量用大风用全风, 做到看窑面用风。建立稳定的热工制度, 做到三班保一窑, 班班保底火。

7.探讨电子技术在汽车上的应用 篇七

今年来，电子技术的发展可以用日新月异来形容，随着智能化的推进，人们对于智能汽车的呼声也越来越高。现代化的电子技术开始在汽车上得到发展，如今的汽车正在真正的向着智能化的方向迈进，带给人们极大的便利。

【关键词】电子技术 汽车 应用

引言

随着汽车技术和电子技术的不断进步，电子技术被越来越多的应用到了汽车上，汽车电子化程度在快速提高，将人们带入了汽车电子化的时代。

最近几年，是汽车电子化发展的高速时期，一大批电子技术和智能化设备被应用到了汽车工业当中，本文在此对电子技术在汽车上的应用做出探讨。

1.电子技术在汽车上应用的巨大优势

1.1极大的增加汽车的安全性能

汽车是如今最贴近人们生活的交通工具，随着城市化进程的不断加快，汽车已经成为了大部分家庭所必需的工具。

汽车的数量越来越多，也伴随着人们对于其安全性能方面的问题的思考越来越重视，电子技术在汽车工业上的应用，能够极大的增加汽车的安全性能。

安全气囊的出现，是对汽车安全性能提升的一个重要标志，这是人们最能直观的发现的电子技术在汽车上的应用，安全气囊能够在一定程度上的降低因为撞击而对驾驶者造成的创伤，是一种效果显著的提升汽车安全性能的手段和技术。

另外，安全性能并不只针对于人，还针对于汽车本身，特别是价格昂贵的汽车，人们对于汽车的安全防盗意识也随之提高，在汽车上安装各种防盗报警装置和定位装置，能够极大的增加汽车的防盗性和追回可能性。

1.2提高汽车的智能化

如今智能化已经是一个深入人心的概念，人们对于智能化的追求也越来越多，从家电到物业再到汽车，这也促使电子技术在汽车工业上的发展。

人们已经不再单纯的满足于汽车的交通功能，在现代化的汽车上，人们可以观看电视、上网，甚至可以对家里的智能化设备进行远程操控，这些功能的实现，都是电子技术在汽车工业的应用。

2.电子技术在汽车上的应用

2.1在动力装置上的应用

汽车的动力系统主要是指发动机，在现代化的汽车中，针对发动机的电子技术相对成熟，主要表现在燃油供给系统、点火正时控制等方面。

在汽车的发动机相关位置安装各类传感器首先可以增加汽车的安全性，同时，电子控制汽油喷射系统，能够提高燃油的效率，在一定程度上降低燃油的损耗，是一种非常实用的功能。

2.2在传动系统上的应用

自动挡，是指汽车能够根据汽车当先行驶的速率、制动机的工作状况以及发动机的负荷情况等进行汽车档位自动调节的技术。

自动挡的出现，极大的简化了汽车的操作，给驾驶者带来了行驶上的便利，并且因为各种装置的精确控制，汽车在行驶过程中和起步时的安全性也有了一些提升。

2.3导航系统

导航系统，是现在人们普遍关注的一个问题，人们购车除了满足日常的交通需要以外，方便旅游也是一个极为重要的因素。

失去了导航系统，驾车在外的司机经常会出现迷路或者走错路的情况，因此，汽车工业积极的将导航系统引进。

现代化的汽车中，已经搭配了先进的导航技术，不但能够准确的对汽车自身进行定位，及时汽车被盗，也能够被追回，同时，最主要的是能够完成导航的功能，给出门在外的司机提供极大的便利，导航系统也是汽车智能化的标志之一。

2.4电子技术在娱乐和舒适度方面的应用

高品质生活，是人们如今所追求的一个方向，自然而然的也扩大到了汽车的方面，特别是对于长途坐车的人们和驾车旅游娱乐的人们，汽车的舒适度和娱乐性是一个必要考虑的因素。

电子技术的不断发展，电台应该算是人们第一个享受到的成果，而如今，电子技术所带来的成果已经更多。

车载空调能够为乘坐的人们提供足够的舒适度，影视音像也早已在汽车工业中得到普及，如今，汽车中已经开始逐步加入智能化的设备，即使在长途旅行中，人们也能够利用汽车中的多媒体设备进行游戏、上网等娱乐，极大的提高了汽车带给人们的娱乐性。

3.电子技术在汽车的应用发展趋势

3.1更加人性化

汽车智能化，已经成为了当今汽车工业发展的一个口号，随着越来越先进的电子技术的成熟，智能化汽车已经开始逐渐普及，在满足人们的不同需求时，智能化技术也在进一步的发展。

智能化的下一个阶段则是人性化，人工智能是未来的一个发展趋势，这种技术已经在目前取得了一定的成果，已经被用于了智能手机等移动设备当中，在未来的发展中，这种技术一定会逐步的发展到汽车工业，届时，汽车当中也会加入人工智能，可以实现汽车的人性化，其带给驾驶者的体验将会更加真实和丰富，汽车人性化的实现对于警报等方面具有更加显著的效果，也会对汽车行驶的安全带来质的飞跃。

3.2功能的多样化

当今世界，汽车的工业已经发达到了一定的程度，电力汽车已经开始走进人们的生活，最为新奇的是，汽车已经实现了飞行的功能，在2013年已经有相关的公司宣布这种能够飞行的汽车已经完成了相关测试，正在向着规模化生产的方向前进，再过不久这种先进的汽车就能够面世。

随着电子技术的不断发展，不难预见，汽车的功能也将会更加多样，如今已经能够飞行，将来的汽车能够在水面驾驶也就不无可能，到时，汽车将会成为一种能够进行水、路、空三种方式的交通工具，不仅只针对于形式的方面，汽车其他的功能也会被逐步开发，真正的实现功能多样化。

3.3真正的无人驾驶技术

无人驾驶，对于当代的人们并不是一个太过陌生的概念，其已经被广泛的应用在飞机上，但汽车工业方面还有着一定的距离。

无人驾驶技术能够带给汽车驾驶者极大的便利，及时是不会驾驶的人们甚至盲人也能够驾驶汽车，这种技术目前正在被大力发展，世界著名的汽车厂商奔驰已经联合了诺基亚导航部门进行积极的开发，而谷歌等一系列的国际科技巨头也对此展开了工作，再过不久，真正的无人驾驶汽车就能够到来。

4.结束语

电子技术对于汽车的发展是极为重要的，这也是汽车工业未来的发展趋势，电子技术与汽车工业的结合，能够给汽车提供更丰富更实用的功能，在保证驾驶者的安全的同时提升汽车本身的功能性和娱乐性，这也是人们对于高品质生活的追求所必需的。

目前来看，电子技术与汽车工业的结合已经取得了相当的效果和成绩，但随着人们的需求的提高，逐渐也会变得落后，因此，不断的改进技术才能够满足人们的需求，这就需要广大的汽车厂商在保证汽车质量的基础上不断地改革自己的技术，才能够不被未来所淘汰。

参考文献：

[1]宋广辉.浅析电子技术在汽车上的应用[J].中国电子商务.2011（5）.

8.氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇八

以苯甲酸(BA)、邻苯二甲酸(PA)、商品腐殖酸(CHA)和反渗透法提取的松花江水腐殖酸(sHA)为目标物,研究了臭氧氧化及羟基氧化铁(FeOOH)和二氧化铈(CeO2)为催化剂时的吸附与催化臭氧氧化去除这些有机物的效果.结果表明,BA在FeOOH表面没有吸附,FeOOH对BA催化氧化的去除率比臭氧单独氧化高45%;PA在FeOOH上的吸附使其溶液中的浓度减少了5%,此时FeOOH对PA的氧化没有催化作用.CeO2有助于催化臭氧氧化在其表面吸附较强的PA,且对氧化产生的`草酸根有催化去除作用,但对不吸附在其表面的BA没有催化臭氧氧化作用.CeO2对腐殖酸的吸附比FeOOH强,其催化臭氧氧化去除腐殖酸的作用比FeOOH更显著;当无机阴离子和腐殖酸竞争金属氧化物表面的吸附位时,催化作用受到抑制.

作 者：张涛 马军 陈忠林 齐虹 郭瑾 ZHANG Tao MA Jun CHEN Zhong-lin QI Hong GUO Jin  作者单位：哈尔滨工业大学市政环境工程学院,哈尔滨,150090 刊 名：环境科学  ISTIC PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ENVIRONMENTAL SCIENCE 年，卷(期)： 26(5) 分类号：X703.1 关键词：苯甲酸   邻苯二甲酸   腐殖酸   羟基氧化铁   二氧化铈   催化臭氧氧化  

9.发生在公共汽车上的一件事作文 篇九

到达车站后，已是6点40分，我抑制不住在车中的浮躁(车中的乘客总是喜欢和一旁的同伴说一些无趣的闲话，而我却喜欢宁静)打开了窗户，想要安静地望望正在不停摇曳着的树叶，心中想着暑假的打算。

7点钟，车子开了，我仍是望着窗外的风景。车子刚走一会儿，忽然停了下来，一对母女上来，听她们说，她们为了赶这最后一趟车，硬是从车站追过来的。

紧接着，突然发现车子中的嘈杂声消失了，只听见那一对母女的说话声：

“闺女儿，千万不要把这新买的手机让你二哥抢了去，他不懂事，你千万藏好了，今年，咱看看，你能拿个啥奖状回来啊，孩子，听着，尽力就好。“

“嗯!”

“我去忻州十天，去你二姑那打工，以后不要忘了你二姑，人家可帮过咱。”

“好，妈妈你保重，你多吃水果，你最喜欢吃了，哎，妈妈你能赶星期天回来吗?”

“你放心，妈妈天天吃水果，喝牛奶，吃面包，你也要吃好。你不是上十天了么，等你星期天放假回来，妈妈也就回来了，真的!”……

我暗自想：假的，你妈妈哪儿舍得吃?只是不想让你担心!她一定会省下钱来给你交学费，你还相信……不过这就是当局者迷，旁观者清吧，这大概就是母女之间的默契吧。

当我回过神来，车里的嘈杂已恢复原状，我向前一看，那对母女早已下了车。

10.氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇十

关键词: 电子装置 应用 利与弊

中图分类号: U46 文献标识码: A文章编号: 1007-3973 (2010) 04-041-01

1 汽车电子产品的分类

汽车电子产品可以归纳为汽车电子控制装置和车载电子装置两类。汽车电子控制装置要和车上机械系统进行配合使用,即所谓的“机电结合”的汽车电子装置,它们主要包括对发动机、底盘及车身的电子控制装置。车载电子装置是在汽车环境下能够独立使用的电子装置,它和汽车本身并无直接关系。它主要包括汽车信息系统,车载影音系统和车载通信系统等。

2 汽车信息系统

2.1 车载电脑

车载电脑是汽车信息系统处理信息的核心部分,它的功用是将处理后的住处反应给车载电视,这样能使驾驶者更清楚的知道汽车此时处于何种状态。

2.2 车载GPS

装有车载GPS导航仪的汽车就会将信息反应到车载电脑,然后驾驶者通过与电脑相连的车载电视就可以得知自己的三维位置、三维方向、运动速度和时间信息。再配合电子地图数据,就能随时掌握自己目前的方位与目的地之间情况。

2.3 车载数码相机或车载激光探测仪

车载数码相机和车载激光探测仪都是用于探测汽车周边环境的仪器。只不过车载数码相机直接具备了成像功能,而车载激光探测仪则还需加装立体光学成像设备与之配合使用才能达到车载数码相机的效果。它们能识别道路车线。如果汽车偏离线路,系统将发出警告。

3 车载影音系统

3.1 车载DVD

近年来,随着技术的不断更新换代,大众已经开始渴求一套能够集视听一体化的娱乐系统来伴随枯燥的旅途,放碟片、看电视、听音乐、收广播,随心所欲。因此车载DVD诞生,作为与汽车配套的设备,要兼顾运动防震、防热/冷、与车内环境协调等问题,在技术要求上要比家电产品高得多。

3.2 车载音响

光有良好的车载DVD是不够的,要想在车厢中有完好的音场,那就少不了车载音响。汽车的内部空间小,安装部位少;行驶中的噪音、共振以及钢板玻璃对声波的反射,也对车载音响的品牌及安装提出较高要求。每个品牌的汽车音响的音色是不一样的,市场上的高档音响以欧美品牌为佳,中档音响以日本品牌为佳。一般车载音响采用高、中、低音各自独立的分体式功放及扬声器,可以把音乐的层次感和清晰度表现得淋漓尽致,足以和家庭影院媲美。

3.3 车载MP3

对拥有MP3随身听的有车族来说,最大的好处就是在开车过程中也能够欣赏自己喜爱的歌曲。因此通过MP3车载音响伴侣就可以把各类便携式音乐播放设备(如MP3播放器、便携式CD机等设备)的音频输出在车载音响上进行播放。

3.4 车载电视

车载电视也并不特殊,也只不过是一个简单的显示器罢了。现在的车载电视已经由提供简单的VCD播放提升到DVD音响视觉效果。原来的CRT显示器正逐渐被更轻更薄的液晶显示器替代。有些产品已经与卫星导航系统融为一体,既可以看电视,也能当导航显示器。还有些车载电视专门安装在前座的头枕背部,供后座乘客享受影音世界。

4 车载通信系统

4.1 车载电话

车载电话要求接收信号性能比一般商用手机高,配合专用车载天线后,即使在屏蔽性和电磁干扰较大的车厢内,依然保持优良的通话效果。为了充分保证行车的安全,车载电话设置了免提通话、车内音响自动切换、语音提示等功能。

4.2 车载网络连接系统

由于互联网深入世界每个角落,因此它在很多方面得到了应用,再加上其通信效率之快,深受大众的欢迎。近两年无线上网的出现,更是把互联网的使用推到了高潮,而无线上网使得在汽车上上网已变成了可能。车载网络连接系统实际上就是使得在汽车上也能连上互联网的系统。它通过与车载电视的连接,就能像在家用电脑上网一样,可浏览网页、收发E―mail、看新闻、玩网游等等。

5 电子装置在汽车上应用的利与弊

凡事物都有其两面性,汽车上的电子装置也不例外,它在带给人们很多好处的同时,也给人们带来了诸多不利之处。电子装置在汽车上应用的有利之处,从以上电子装置在汽车上应用的论述中就可以一目了然,这里就没有必要作重复的论述。电子装置在汽车上应用的弊端有:

5.1 电子装置的增多反而不利于汽车的发展

车载电子装置不断完善,整车车用电子装置数量越来越多,从发动机控制到传动系统控制;从行驶、转向系统控制到安全保证系统、仪表报警系统及娱乐通信系统;从电源管理到为提高舒适性而作的各种努力,使汽车电子装置系统形成了一个复杂的大系统,并且集中在驾驶室控制。现在汽车上的线束已非常庞大而复杂,节点多,重量重,有些车上的线束重量居然占到整车重的4%。因此,无论从降低材料成本还是从提高工作效率、节约资源,提高可靠性和经济性来考虑,汽车上的电子装置增加后使线束增多反而不适应汽车的发展。

5.2 车载电器可能间接成为肇事者

我们生活中日常使用的手提电话、互联网等通信工具和电视、DVD等娱乐工具,现在这些工具被搬到了汽车上。试想如果一边开车一边收发E―mail或者一手持电话一手握方向盘,是不是很有可能发生交通事故呢?尤其有些汽车在副仪表台上面安装了小巧玲珑的液晶屏幕器,声称是用来接受卫星导航的,但这些装置同样可以播放VCD或DVD光碟,很容易分散司机的注意力。虽然在行车过程中不使用这些电器可以抑制司机分散注意力,但是难保所有司机在行车中不使用。故此,这些车载电子装置存在很大的安全隐患,很有可能间接的成为肇事者。

总之,由以上的论述,可知电子装置在汽车运用上利大于弊。

参考文献:

[1] 中国机械工业教育协会组编.汽车电器与电子设备[M].北京:机械工业出版社,2001.5.

[2] 孙余凯.田其贵.新型汽车电子电器原理与故障检修方法[M].北京:人民邮电出版社,2002.8.

11.氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇十一

关键词：电收尘器,锌精矿氧化焙烧炉,制酸

近10年来我国锌产量迅速增长, 2005年即达到271.1万吨, 从2002年起我国的锌产量, 消费量均居世界第一, 是名符其实的锌生产和消费大国。

我国锌冶炼工艺技术, 以湿法冶炼为主, 火法冶炼其次, 现存的火法炼锌工艺有三种, 即竖罐炼锌、ISP鼓风炉炼锌、电炉炼锌。竖罐炼锌以葫芦岛锌厂为典型, 该厂经多年努力, 开发了高温沸腾焙烧、大型蒸馏炉等技术, 将竖罐炼锌提高到一个新水平, 先后建成了20万t/a竖罐炼锌产能。

锌精矿通过沸腾炉焙烧, 取得SO2和SO3的含酸烟气后, 必须将其中的粉尘和杂质去除, 才能送入转化工序制成硫酸。硫酸是化学工业的基础, 广泛地应用于化肥、石油、搪瓷粘胶纤维、合成药物和合成染料等工业部门, 而电收尘器的运行效果好坏直接影响着硫酸的纯度和品质, 是制酸生产工艺流程中非常重要的一环。采用锌精矿作为原料的沸腾焙烧炉, 出口含尘量可达300 g/Nm3, 故在焙烧炉出口需装一级旋风除尘器, 使其出口浓度降低至30 g/Nm3左右, 再送至电收尘器进行二次净化。

某工程选用电收尘器及设计参数如下:处理烟气量:30000 Nm3/h;入口含尘浓度:20 g/Nm3, 最高30 g/Nm3以上;烟气温度:350, 最高400℃;出口含尘浓度:≤150 mg/Nm3;烟气流通面积:47.6 m2;烟气流速:0.4 2~0.4 5 m/s;总收尘面积:2 5 9 3 m2;电场数:3;通道数:1 7;同极距:4 0 0 mm;极板有效高度:7 m;电场有效长度:1 0.9 m;灰斗数量:3;高压电源:GGAJ02K-0.3 A/6 6 k V;、低压控制系统:D D P X-3。

1 设备使用条件

1.1 地理、气候条件

当地海拔:13 m;当地大气压:99.47 kPa;极端最低温度:-25℃, 极端最高温度:41.5℃;最高平均湿度:8 2%, 最低平均湿度:52%。

1.2 工艺条件

烟气性质:锌精矿氧化焙烧冶炼烟气;烟气量:30000 Nm3/h。

烟气成分 (%) : (如表1) 。

入口含尘量:2 0 g/Nm3, 最高可达30 g/Nm3以上。

粉尘成分 (重量%) ; (如表2) 。

粉尘比电阻:≥1011Ω·cm。

粉尘平均粒径:0.0 53 mm;真比重:4.9 t/c m3;堆比重:0.9 3 t/c m 3;安息角:60°~65°。

烟气入口温度:350℃, 最高400℃;设备承受压力:+1500~-2000 Pa;收尘效率:≥99.25%, 即出口含尘≤0.15 g/Nm3。

2 烟尘特点

烟气温度高, 最低都在300℃以上;粉尘粒径小, 粒度小于3.3μm的占60%, 酸雾粒径小于2μm的占71%;烟气中含有大量的SO2和SO3, 酸露点温度高, 可达220℃;粉尘中的硫酸盐含量高, 吸湿性强, 粘性大, 腐蚀性强。粉尘中含有比电阻较高的PbO和CdO。

3 设计要点

3.1 确保结构安全

由于烟气温度长期在300℃~400℃之间, 而碳钢在300℃以上时会造成机械强度等性能急剧下降, 故钢结构强度必须按高温型电收尘器的要求来设计, 确保设备的结构安全。

3.2 绝缘子抗高温措施

长期高温运行对绝缘件也是个严峻的考验, 阴极承重采用“挑担子”的结构即两个支柱绝缘子上加支承梁的形式, 每个支柱绝缘子各承受该区域阴极一半的载荷支承梁的下方采用能够耐受800℃的石英套管进行高温烟气的隔离;对于振打绝缘子, 则采用南京泰龙所生产的95瓷刚玉轴, 材质要求Al2O3>95%, 耐温500℃, 抗压强度≥2000 MPa, 抗弯强度≥150 MPa;另外在保温箱内的壳体顶板上敷设一层岩棉, 确保绝缘子的工作环境温度长期<300℃, 有助于提高使用寿命。

3.3 慎选主要设计参数, 确保收尘效果

粉尘粒径小, 比表面积大, 收尘效率要求≥99.25%, 电场风速宜取低值为0.45 m/s驱进速度为4.5 cm/s。

3.4 绝缘子抗结露措施。

烟尘中SO2、SO3含量高, 分别可以达到9%和0.3%, 酸露点高, 绝缘子容易结露引起爬电, 保温箱采用保温效果较好的岩棉, 容重为100 kg/m3, 顶板和侧板均按三层敷设绝缘子电加热器采用大功率, 每件为2 kW保证电收尘器刚投运时在烟温较低的情况下, 绝缘子初始工作环境温度较高, 不易爬电击穿, 造成破损;石英绝缘子下部增设防尘罩, 减少烟尘进入绝缘子内壁。

3.5 有效的振打清灰效果

烟尘中硫酸盐含量高, 吸湿性强、粘性大, 故振打器均采用加强型电磁锤配断电振打功能。阴极采用吊打分开结构, 阴极线前两个电场均采用不易积灰且电晕十分强烈的大三角芒刺线, 其芒刺仅为1 mm厚度的长三角, 比呈圆锥状的常规针刺 (φ2) 更不容易结瘤封闭, 电晕线体则比常规φ8粗, 为φ9.3冷拉圆钢, 每根阴极线的长度不超过2 m, 保证高温下阴极线仍保有较高的强度和刚度, 有利于振打力的传递。降低阳极板的高度, 减小高宽比, 控制在1.1以内, 一方面有利于阳极板的清灰, 另一方面有利于电场的气流均布。进口喇叭加长并设置三层孔板, 在顶板上配置两台电磁锤振打器, 底板上增设灰斗, 起到预收尘的作用, 降低电场负担, 确保气流分布均匀且不堵孔而造成局部的高风速;出口喇叭设迷宫型双层槽形板排, 配置一台电磁锤振打器, 提高收尘和气流分布效果。

3.6 确保卸、输灰通畅十分重要, 否则电场容易漫灰造成短路

灰斗溜角>65°, 每个灰斗配电加热器, 防止刚投运时因灰斗壁温较低而结露造成的下灰不畅;每个灰斗配两件仓振电机, 以帮助下灰通畅;每个灰斗均配置高、低料位计, 严密监视灰斗的储灰状态, 高料位防止灰斗漫灰, 低料位保证灰斗底部存有适当的灰封;卸灰阀采用500×500的大口径电动锁气器, 输灰系统采用抗高温、密封性能良好的埋刮板机, 外敷保温性能良好的硅铝板;进、出口喇叭底板溜角>65°, 确保喇叭底部粉尘不易堆积。

3.7 壳体气密性良好, 防腐措施到位

壳体保温均采用厚重、保温效果较好的岩棉, 容重为100 kg/m3;壳体钢板厚度为6 mm, 出厂前刷两道环氧富锌底漆及一道云铁环氧中间漆, 现场再涂刷氯化橡胶面漆;阳极板加厚, 材质为SPCC板, 厚度为1.5 mm。

3.8 末级电场阴极线的选用

第三电场采用针刺线, 有效对付难收的比电阻较高的氧化镉、氧化铅等粉尘。

4 结语

通过对锌精矿氧化焙烧炉配套工艺型电收尘器的烟尘特点及生产工艺流程进行充分的分析和论证, 采取针对性技术措施电收尘器在特殊行业的应用是可以得到延伸和拓展的。该设备在刚投运时, 曾因烟温较低时就投电收尘器而造成石英绝缘子的破裂, 需要引起注意, 需要和用户加强沟通, 改善工艺条件, 尽量在烟温达到250℃以上时投入使用较为妥当, 另外控制烟气中SO3的含量<0.1%也是电收尘器稳定运行的一个重要条件, 此时沸腾炉宜进行弱氧焙烧。

参考文献

[1]黎在时.静电除尘器[M].冶金工业出版社, 1993, 12:383-386, 391-395.

12.氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇十二

成立上饶市汽车经济服务中心，这是我市经济建设中的一件大事。是我市“掉头向东、通江达海、对接长珠闽，实现大发展，把上饶建设成为赣浙闽皖四省交界区域中心城市和快速发展地区”的一个重要的战略步骤。也是市委市政府高瞻远瞩，高起点规划经济发展模式的重要决策。在此，我首先代表市委、市政府，向上饶汽车行业的广大业主，向月亮湾汽车城表示热烈的祝贺。向为汽车经济服务中心的成立提供了全部办公场所和办公设施的吉阳集团，向为汽车经济成立而积极支持参与的市交警、稽征、运管、金融、保险等行政服务部门，向为汽车经济服务中心的成立做出了大量工作的市经济发展服务中心表示衷心的感谢！

汽车经济是当今中国最为活跃、最富有生气的经济。也是在社会主义市场经济条件下又一次重要的发展机遇。市委市政府从建设区域中心城市出发，敏锐地觉察到汽车经济将给上饶带来的新的经济增长因素，同时也预计到汽车市场竞争的激烈程度，为抢抓机遇，抢占市场制高点，建设区域汽车中心销售市场，决定成立汽车经济服务中心。旨在全面优化汽车经济发展环境，做大做强汽车经济，大力推进汽车经济的产业化发展。市场的竞争也是环境的竞争。作为赣浙闽皖四省交界的区域中心，我们具备了发展汽车经济所必需的地理、交通环境，但仅有这些是远远不够的。“区位优越不如服务优质”，没有一个好的市场服务环境，既

使再有得天独厚的发展优势，也最终会被市场竞争所淘汰。相反，一个好的市场服务环境，既使市场硬条件差一些，也会促成市场的发育发展。我们现在面对汽车经济的到来，有了天时，地利，加上汽车经济服务中心的成立，又有了人和。天时、地利、人和，有了这样一个好的环境，相信上饶的汽车经济一定会腾飞。

希望进驻汽车经济服务中心的各个职能部门和服务机构，从建设区域中心城市的高度，从发展区域经济的高度认识成立汽车经济服务中心的重要性。以服务为先，以效率为重，为汽车经济的发展搭建好最优质的服务平台。要关心爱护派驻到汽车经济服务中心工作的同志。汽车经济服务中心离市区较远，到这里来工作，在生活上会带来许多的不便。汽车经济服务中心要想方设法为他们提供好各种保障，使他们不仅能安心地工作，而且能心情愉快地工作。

13.氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇十三

老师们、同学们：

大家早上好！

今天，我们在这里举行“汽车发动机拆装竞赛”开幕式，首先，我代表学校对此次竞赛活动表示热烈的祝贺！对为准备这次活动付出辛勤劳动的教师表示衷心的感谢！对积极报名参加此次竞赛活动的各位选手表示热烈的欢迎！

这次汽车发动机拆装竞赛是面向市场、面向企业、贴近实际、提高技能、服务社会的一次非常有意义的活动；是一次德育品牌创建，践行“四个一工程”活动的重要举措；也是我校近期广泛开展的系列竞赛活动之一。这次汽车发动机拆装竞赛共有四个班，近20名选手参赛，体现了广泛性和参与性，是该专业组建以来的第一次规模最大的校内竞赛活动。

汽车运用与维修是我校的骨干专业，随着社会的进步和发展，汽车维修市场将有着广阔的前景。今年以来，我们进一步规范了专业管理，调整充实了教师队伍，增添了实训设备和工具，购买了原辅材料，自制了发动机维修台，重点加强了对学生动手能力的实训，激发了学生的学习积极性。前不久在市教育局举行的职业教育学生技能竞赛中，我校参赛选手在高手如林的“汽车发动机拆装”竞赛中，一次点火成功，展示了我校学生的实力，受到了专家评委的好评，为学校争得了荣誉。

我希望参加汽车发动机拆装竞赛的学生，要充分认识这次活动的重要意义，不断增强责任感和使命感，把竞赛阵地作为互相学习、互相交流、取长补短、大显身手的舞台，不断创新工作思路，创造鲜活的经验和好的做法，培养更多的技能型人才。

希望全体同学，都要珍惜难得的在校学习机会，“从现在做起，只争朝夕”，做到“人人学知识，个个展技能”，为投身社会、走向市场、走向企业、迎接挑战打下坚实的基础，在未来的人生历程中书写属于自己的骄傲，实现人生的理想。希望同学们正确规划自己的人生目标，在选择职业生涯发展过程中做出科学的抉择，“读职校，学技能，兴创业，早成才”。

最后预祝本次竞赛活动取得圆满成功！

14.粉末冶金在汽车上的应用 篇十四

关键词：粉末冶金,汽车,零件,展望

0 引言

随着汽车产量的攀升,汽车产业的节约材料、节能、减排以及降低生产成本,毫无疑问成为汽车产业目前面临的重要挑战。粉末冶金是节能环保、节材的金属加工制造工艺,在现代汽车制造中无疑扮演着不可或缺的角色。

1 粉末冶金技术介绍

粉末冶金技术是先进的金属成形加工技术。1910年美国的Coolidge W D发表论文“The Production of Ductile Tungsten”,是近代粉末冶金的诞生的标志。目前粉末冶金已经发展逾百年,应用领域也在不断拓展。粉末冶金包括三个重要技术步骤,分别是原料粉末的制备、粉末成型为所需形状的坯块、坯块的烧结、产品的后序处理。粉末冶金可以直接制造出尺寸准确、表面光洁的零件,减少了金属切削过程,节约材料和加工工时,可以加工形状复杂普通铸造难以加工的金属零件。

2 粉末冶金在汽车上的应用

最早利用粉末冶金批量生产的零件即为粉末冶金自润滑轴承,该轴承是由通用公司研发制造,1922年开始用于汽车发动机当中,这是粉末冶金自润滑轴承的起源。在很长一段时间内,粉末冶金自润滑轴承都是粉末冶金主要的零部件。1940年,因其低廉的价格、优异的机械性能,美国汽车公司率先采用粉末冶金油泵齿轮,这一事件标志着粉末冶金在汽车工业已经扎根。粉末冶金的起源与发展均与汽车产业密不可分,由于粉末冶金巨大的潜力,美国汽车三巨头早在1941年就建立了粉末冶金部门用于研发自身需要的粉末冶金零部件。目前据统计,粉末冶金的主要市场一直是汽车产业,在北美为70%~75%,西欧为80%,而在日本接近90%,这充分表明了粉末冶金与汽车产业的紧密性。

汽车产业使用的粉末冶金制品主要有两类,一种是自润滑轴承,另一种是粉末冶金结构零件,前者主要是由90Cu-10Sn青铜生产的,后者基本上是由铁粉为基本原料制造的。从粉末冶金的发展史上看,粉末冶金结构零件在一定程度上是有粉末冶金自润滑轴承发展起来的。粉末冶金自润滑轴承,又称为烧结金属含油轴承,构造简单但因其多孔性自行供油特性所以必须才有粉末冶金制造。铁基自润滑轴承经济实用,已经被汽车行业广泛采用。而粉末冶金结构零件的产生之初就是为了替代已有的齿轮、链轮、凸轮及各种形状的铸件,锻造件以及需要切削加工的零件和开发新种类的零件。

2.1 同步器锥环

同步器作为汽车机械式变速器的重要部件起到使换挡迅速方便,减轻换挡冲击的作用。而同步器锥环作为同步器的核心部件,经常受到换挡拨环力矩、摩擦力矩的冲击以及磨损,一旦其失效,变速器将不能换挡。过去同步器锥环多采用耐磨的铝锰黄铜精锻而成,而现在国内外汽车企业为降低成本、提高寿命,往往采用粉末冶金制造该零件。同步器锥环需要搞得尺寸精度及良好的耐磨损性能,目前国内外已经有成品面世。日本Aichi Machine Industry Co.制造的粉末冶金钢同步器锥环获得了美国MPIF(金属粉末工业联合会)组织的粉末冶金零件设计大赛优秀奖,该零件比拉削的钢零件可节约成本25%。

2.2 曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮

曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮是用于发动机控制点火、喷油、气门开闭等动作的关键部件,对于发动机最大功率、最大扭矩、燃油消耗率起重要作用。过去汽车采用45钢或40Gr经调质处理作为曲轴正时齿轮和凸轮轴正时齿轮使用,现在从降低成本和减少切削加工两方面考虑,许多新型发动机已经采用粉末冶金材料制造以上两类零件。正时齿轮的主要制造要求是尺寸精度,这就需要模具在设计和制造过程中严格,国外有采用电火花加工的工艺,能够比较精确地将模具加工出来,然后研磨降低粗糙度。

2.3 曲轴连杆

发动机连杆是连接曲轴和活塞的连接件,将活塞产生的动力传递给曲轴,将活塞的往复运动转变为曲轴的旋转运动,工作中承受活塞销的作用力和活塞的往复惯性力,这些力大小、方向随时间快速变化,所以连杆承受压缩、拉伸等交变载荷的作用,故连杆必须有足够的刚度和疲劳强度。疲劳强度不足,往往会造成连杆体或连杆螺栓断裂,进而产生整机破坏的重大事故。若刚度不足,则会造成杆体弯曲变形及连杆大头的失圆变形,导致活塞、汽缸、轴承和曲柄销等的偏磨。汽车发动机连杆多采用锻造或铸造工艺,锻造生产的连杆分为调质钢和非调质钢。美国通用公司、德国宝马公司等企业已经在其生产的发动机中采用粉末冶金连杆,该项应用前景广阔。

2.4 凸轮轴

凸轮轴是活塞发动机里的一个部件。它的作用是控制气门的开启和闭合动作。虽然在四冲程发动机里凸轮轴的转速是曲轴的一半,不过通常它的转速依然很高,而且需要承受很大的扭矩,因此设计中对凸轮轴在强度和支撑方面的要求很高。由于气门运动规律关系到一台发动机的动力和运转特性,因此凸轮轴在发动机中占据着十分重要的地位。近年来,研究人员提出了新型组合式中空凸轮轴,具有重量轻、能耗低、中空结构可做润滑油路的优点。首先把粉末冶金凸轮压坯套入中空管,然后进行烧结工艺,巧妙地利用了烧结后粉末冶金收缩的特性。该工艺具有广泛的应用前景。

3 粉末冶金在汽车产业应用的展望

15.氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇十五

关键词：启发式教学；媒体启发；实物启发；设疑启发

汽车材料课程是汽车专业基础课程，课程内容包括汽车工程材料、汽车运行材料、汽车美容材料等三个大方向的内容。而材料性知识本身就带有“杂、散、乱”的特点，很多材料的力学性能各具特色，记忆时没有可以依凭的规律，彼此间容易混淆，逻辑关系也很淡漠，使得课程本身就很枯燥。为了使枯燥的课堂变得生动起来，促使学生由“不愿意学”转为“我要学”，我尝试在教学中应用“启发式教学”。

一、启发式教学在汽车材料课程中的应用

所谓的“启发式教学”就是以教学目的、内容、学生现有知识水平、学生接受知识的能力和发展需求为依据，合理应用各种有效的教学手段和知识规律，通过启发诱导的方法传授知识、激发潜能、培养能力、全面发展。启发式教学是“启”和“发”的完美结合，教师开启，学生发挥。正如教学，“教”是教师导向，“学”是学生发展，教与学协调统一。启发式教学是教学改革中一种科学的、人性化的方法，也是一个有建设性的思路，更是一种顺应中国教育发展的趋势。下面结合本人教学经验，谈谈启发式教学在汽车材料课程教学过程中的应用。

1.媒体启发

所谓媒体启发主要是指运用现代化教学手段——多媒体进行启发，如电化教学、电脑、幻灯片、录音等现代化教学工具，化抽象为具体，化静为动，化远为近，化复杂为简单，图文并茂，形声结合。

一般来说，每门课程的第一堂课就是对本门课程的概述，讲好第一堂课非常重要，第一堂课讲得好就能激发学生学习本课程的兴趣和积极性。本人在讲解“汽车材料概述”时，我先向学生播放法拉利轿车的生产过程视频，由于这一款车的性能和外形上都给人留下了非常深刻的印象，并接近于完美的车型，所以大大激发了学生的好奇心和求知欲，也调动了学生的积极性和能动性。看完视频后我提问：常用汽车的基本构造是怎样的？汽车的每个部分由哪些材料构成的？为什么要用这些材料？这些材料有什么特性和性能？这些材料可以用其他材料替代吗？

随着这些问题的提出，课堂气氛活跃起来，学生开始互相讨论这些问题。最后本人总结概述以上问题的答案就是本门课程所要学习的主要内容，汽车材料分为汽车工程材料、汽车运行材料、汽车美容材料三大部分。在以后的教学中，与同学们共同学习这三部分的内容，以此激发了学生学习本课程的兴趣和积极性。

2.实物启发

通过实物举例，分析产品结构特点，启发学生思路，巧设问题，层层衔接，步步推进，从感性认识过渡到理论掌握，再通过多媒体演示，将理论和实际联系起来，强化学习效果。这种方式充分调动了学生学习的自主性和积极性，引导学生从“学会”知识的层面上升到“会学”的境界，在潜移默化中授之以渔。

学习是一个积极主动的过程，对学生来说，积极主动地学习是至关重要的。教师结合学生的情况和材料课程的特点，开展特色教学将会显著提高教学效果。例如，在学习“常用金属材料在汽车上的应用”这一节时，我先拿一个铝合金制造的活塞放在讲台上，让学生仔细观察，并提出问题：这个活塞跟我们前面学习用铸铁材料制造的活塞有什么不同？大家都知道铝是软的，那它为什么也能做承受巨大冲击载荷的活塞？铝有什么性能？学生各抒己见，课堂气氛活跃起来。由于求知心切，因此学生在自主学习教材时会表现出极高的积极性、自觉性和独立性。在有限的课题时间里，一般学生难以独立地解决学什么和怎么学的问题，如果教师不能有计划地提供学习内容，恰当地引导，就不能形成有效的自学。

最后，用简洁明晰、逻辑性强的语言进行总结归纳，帮助学生理解和记忆。这样的教学，课堂气氛活跃，充分调动了学生的积极性和主观能动性，体现了“教师主导，学生主体”的启发式教学思路，教与学互长，效果显著。

3.设疑启发

在教学中，教师要尽力去打破学生头脑中的“平静”，激起学生思维活动的“波澜”，也就是激发学生的疑问，引发他们在生疑—置疑—释疑的循环往复中探求新知，发展智能。设疑的作用不可低估，它使学生在寻疑中产生求知欲望，形成探索和发现知识的动力，使学生学习具有自觉探索性、积极性和创造性。

如讲授“发动机的润滑油”一节，在授新课前设计几个问题要学生预习、思考：（1）为什么要定期更换发动机润滑油？（2）如何确定发动机润滑油已经失效？（3）发动机润滑油的性能指标有哪些？（4）发动机润滑油牌号的含义？（5）发动机润滑油如何选择？要求学生带着这些问题边看书边思考，并解决以上问题。这样就不会觉得空虚和枯燥无味，这比上课不作任何预习，一上课就讲，效果更佳。

二、在课堂教学中运用启发式教学时应注意以下几点要求

1.实行启发式教学要抓住关键

2.实行启发式教学启发要适时适度

3.实行启发式教学启发要有针对性

4.实行启发式教学要创设民主和谐的氛围

通过多年课堂教学实践，我发现对于高职学生来说，启发式教学的实施是非常必要的。高职学生的学习积极性不高，基础知识薄弱，用传统的教学方法不能让学生具有足够的积极性、适应能力、竞争意识、知识更新能力等。这样的教学方法值得在教学实践中大力推广。

参考文献：

[1]吴茂华.问题教学法在汽车材料教学中的尝试.新课程研究，2009（09）.

[2]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京：教育科学出版社，2007.

[3]陈永芳.职业技术教育专业教学论[M].北京：清华大学出版社，2007.

16.氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用 篇十六

班级：材料工程111 学号：205110137 姓名：张宇

摘要：本文对中国风能现状及资源分布，近年来中国风力产业的发展状况以及复合材料在风电叶片上的应用进行论述。

关键词：风力发电；发展状况；复合材料；风电叶片

Abstract:This review concerns about the stituation and resource distribution of windy energy in China,the development status of chinese wind power-generation enterprises and the application of composites in wind power-generation.Key words:Wind power-generation；Development status；Composites；Wind turbine blade 引言

社会经济的持续发展导致能源消耗不断增加，我们正面临日益严峻的能源形势。全球范围的石油、天然气能源逐渐枯竭，环境恶化等因素迫使我们寻找更加清洁、可持续发展的新能源，风力发电应运而生。中国风能资源非常丰富，主要集中在三北地区及东部沿海风能丰富带。

风力发电产业市场巨大，竞争激烈。据估计，2006到2010年之间，我国风电叶片的需求量大约在7000多片，2011到2020年的需求量则将达到惊人的50000片。巨大的市场前景使得目前风机行业的竞争空前激烈。整机方面，目前国际市场格局已初步成型。2005年全球超过75％的市场份额被丹麦Vestas、西班牙Gamesa、德国Enercon和美国GE WIND四家企业占据，新进入企业的生存空间不大；国内的整机生产企业中，新疆金风、浙江运达、大连重工集团、东方汽轮机厂等几家的市场前景被业界看好，这其中又以新疆金风科技在国内品牌中的市场份额最大。叶片市场的情况与整机基本类似，单是丹麦LM Glasfiber公司一家就占据了国际市场40%以上的份额，其产品被GE WIND、西门子、Repower、Nordex等公司全部或部分采用；另外Vestas和Enercon公司也拥有各自的叶片生产部门。国内的叶片生产企业主要有中航保定惠腾、连云港中复连众复合材料集团等。

风电叶片作为风力发电机组系统最关键、最核心的部件之一．叶片的设计及其采用的材料决定着风力发电机组的性能和功率，也决定着其电力成本及价格。复合材料在风力发电上的应用，实际上主要是在风电叶片上的应用。风电叶片占风力发电整个系统成本的20%到30%。制造叶片的材料工艺对其成本有决定性影响，因此材料的选择、制备工艺的优化对风电叶片十分重要。

1.中国风能资源及其分布

1.1中国风能资源

据有关研究成果预测，我国风能仅次于俄罗斯和美国，居世界第三位，理论储32260GW，陆地上离地10m高可开发和利用的风能储量约为2.53亿kw(依据陆地上离地10m高度资料计算)，近海(水深不超过10米)区域，离海面10米高度层可开发和利用的风能储量约为7.5亿kW，共计10亿kW，风能资源非常丰富。

1.2中国风能资源分布

风能资源丰富的地区主要分布在东南沿海及附近岛屿以及“三北”(东北、华北、西北)地区。另外，内陆也有个别风能丰富点，海上风能资源也非常丰富。“三北”地区包括东北3省、河北、内蒙古、甘肃、青海、西藏和新疆等省自治区近200km宽的地带，风功率密度在200~300W/m2以上，有的可达500W/m2以上，可开发利用的风能储量约2亿kW，约占全国陆地可利用储量的79%。该地区风电场地形平坦，交通方便，没有破坏性风速，是我国连成一片的最大风能资源区，有利于大规模的开发风电场。包括山东，广西和海南等省市沿海近10km宽的地带，年有效风功率密度在200W/m2以上，沿海岛屿风功率密度在500W/m2以上，风功率密度线平行于海岸线，可开发利用储量为0.11亿kW，约占全国陆地可利用储量的4%。东南沿海及其岛屿是我国风能最佳丰富区。我国有海岸线1800km，岛屿6000多个，大有风能开发利用的前景。

2.近年来中国风电产业发展

2.1产业发展现状

2000至2009年10年间，中国风能产业飞速发展，风能累计装机的容量平均的怎张速度高达72.8%。从2005年起，总装机容量的增长速度超过了100%。截止到2009年12月31日，中国（不含台湾省）风电累计装机超过1000MW的省份超过9个，其中超过2000MW的省份4个，分别为内蒙古(9196.2MW)河北(2788.1 MW)辽宁(2425.3MW)吉林(2063.9MW)内蒙古2009年当年新增装机5545MW，累计装机9196.2MW，实现150%的大幅度增长。

从风电零部件制造方面来看，据统计，2004年中国仅有6家风力涡轮机制造商，2009年这一数字已提高到80家以上。已开始生产的内资叶片企业52家，轴承企业16家，齿轮箱企业10家，变流器企业12家，塔筒生产企业则有近100家。其中，叶片制造企业中复连众、中材科技年供货已超过500套，中航惠腾年供货超过2000套；轴承制造企业洛轴、瓦轴、天马等已具备批量主轴轴承生产供应能力齿轮箱制造企业中南高齿年产超过3000台，大重减速机超过2000台、重齿超过1000台；

从风电整机制造方面来看，2009年，华锐风电、金风科技和四川东汽继续保持市场前“三甲“的位置，华锐新增装机34.5万kW，金风新增装机272.2万kW，东汽新增装机203.5万kW。联合动力以装机容量768MW，占中国新增市场5.6%的优势，排名全国第四。随着国产整机产能释放及零部件配套能力增强，产业链瓶颈将消除，产业发展迅速；风电设备市场呈现寡头垄断格局，避免了市场无序竞争，有利于领头企业做大做强。2009年我国新增风电装机及累计装机排名前10名制造企业市场份额。内资变流器制造企业供应能力增强，质量获得客户认可。可见，国内风电零部件产业发展的繁荣景象。

2.2国家的优惠政策

中国颁布的政策主要从两个方面扶持风电行业，一方面是通过财政补贴、电网全额收购、确定风电并网价格，以保证风力发电项目合理盈利，从经纪商进行促进；另一方面是在国内市场启动的同时，扶持风机制造业发展，为中长期的风电产业发展奠定基础。归纳为一下四大点：

(1)风电全额上网

2006年1月1日开始实施《可再生能源法》。该法要求电网企业为可再生能源电力上网提供方便，并全额收购符合标准的可再生能源电量，以使可再生能源电力企业得以生存，并逐步提高其能源市场的竞争力。

(2)财税扶持

考虑到现阶段可再生能源开发利用的投资成本比较高，《可再生能源法》还分别就设立可再生能源发展专项资金为加快技术开发和市场形成提供援助，为可再生能源开发利用项目提供有财政贴息优惠的贷款，对列入可再生能源产业发展指导目标的项目提供税收优惠等扶持措施作了规定。

(4)上网电价

当前风电定价采用特许权招标方式，导致一些企业以不合理的低价进行投标。风电特许权招标先后作出了三次修改，总的看来，电价在招标中的比重有所减少；技术、国产化率等指标有所加强；风电政策已由过去的注重发电专项了注重扶持中国企业风电设备制造。目前，有关部门正在抓紧研究风电电价调整的具体办法，调整的原则将有利于可再生能源的开发，特许权招标的定价方式有可能改变，2008年1月第五期风电特许权招标采取中间价方式，就是一个最新的尝试和探索，避免了恶性低价的竞争局面，有助于风电电价开始向理性回归，有利于整个风电产业的发展。

(4)国产化率要求

2005年7月国家出台了《关于风电建设管理有关要求的通知》，明确规定了风电设备国产化率要达到70%以上，为满足要求的风电场建设不许建设，进口设备要按章纳税。2006年风电特许权招标原则规定：每个投标人必须有一个风电设备制造商参与，而且风电设备制造商要向招标人提供保证供应复合75%国产化率风电机组承诺函。投标人在中标后必须并且只能采用投标书中所确定的制造商生产的风机。在政策扶持下，2007年风机国产化率已经达到56%，2010年风机国产化率也达到85%以上。

2.3风电产业发展趋势

我国海上资源丰富，发展海上风电，将依托于风能资源丰富的海域，同时以“建设大基地、融入大电网”的方式进行整体规划和布局。目前，我国海上风电开发已经启动，国内对大容量风电机组的需求也在增加，国内风电制造企业纷纷开发大容量海上风电机组。华锐、金风、东汽、联合动力、湘电、明阳等都已开始5MW及以上风力发电机组研发。相信随着整机及零部件技术的不断进步，大容量海上风电的规模化化发展。

3.复合材料在风电叶片上的应用

风力发电装置最核心的部分是叶片，叶片的结构与性能将直接影响到风力发电的效率及性能。风电叶片的成本占整个风力发电装置成本的20%左右，因此采用廉价、性能优异的复合材料成为了许多企业研究的方向。现在使用比较多的复合材料有玻璃纤维增强聚酯树脂、玻璃纤维增强环氧树脂，局部采用玻璃纤维或者碳纤维增强环氧树脂作为主承力结构。

3.1碳纤维增强复合材料及其优点

碳纤维是由有机纤维经碳化及石墨化处理而得的微晶石墨材料。碳纤维是一种力学性能优异的新材料。它的比重不到钢的1/4。碳纤维树脂复合材料抗拉强度一般都在3500MP以上，是钢的7~9倍。抗拉弹性模量为材料的强度与其密度之比可达到2000MPa/(g/cm3)以上，而A3钢的比强度仅为59MPa/(g/cm3)左右，其比模量也比钢高。材料的比强度愈高，则构件自重愈小，比模量愈高，则构件的刚度愈大。碳纤维的轴向强度和模量高、无蠕变。耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。

使用碳纤维增强复合材料能大幅度减少叶片的重量，而且比一般的玻璃纤维的增强体模量高3到8倍，可以用于大型风机叶片。碳纤维复合材料具有优异的抗疲劳特性，与树脂混合后能够抵抗恶劣的天气条件。

3.2TM玻璃纤维增强复合材料

TM玻璃纤维具有高强度、高模量的性能，具有较高的抗拉强度、弹性模量、耐疲劳强度、耐性和耐化学腐蚀性。其密度为2.59-2.63g/cm3，拉伸强度为3000~3200MPa,模量为84～86GPa。是大型风电叶片的首选，但是其密度相比于上述的碳纤维增强体要高，所以其缺点是重量太大。TM玻璃纤维中不含硼和氟，是一种环保型的材料。

4.结论

我国是最早利用风能的国家，国家对风能这种清洁的可再生能源的高度重视，新型复合材料在风电叶片上的应用有利于风电产业的发展，我国风电业将进入一个崭新的大规模高速发展阶段。