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大咖谈汽车新材料:碳纤维、稀土永磁和纳米钢材
2017年10月28日 发布 分类:行业要闻 点击量:4018
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10月26日,新材料资本技术秋季峰会在广东珠海高栏杆海泉湾开幕,小编发现峰会上有好几个高频词,其中两个便是“汽车”“成本”。毕竟汽车作为人类出行最方便的工具之一,自从被发明以来,先进的科技成果便都会源源不断地在汽车上运用,可以说,汽车的制造工艺变迁一定程度上反映了人类科学的进步。时至今日,新能源、新材料都与汽车产品逐渐融合,不管是产品形态还是生产方式都在发生了深度改革。因此本篇小编便就此谈谈会上提到的与之相关的新材料应用。

 

汽车上的新材料

 

众所周知,受国家政策影响,环保节能已经成为了工业生产的一个必然走势,十九大也再次重申了坚持节约资源和保护环境乃是基本国策。因此无排放污染的新能源汽车近年大火,也是受到了国家政策和人们环保意识改变的极大影响。

 

但是很多专家觉得现在的新能源汽车水平仍然还还不够,主要就体现在新能源汽车的续航能力上。续航能力的话,在汽车配置的锂电电池的能量密度一定的情况下,若想用更少的能源,跑更远的路,那就要办到这几点,一是减轻车本身的重量,二是提高汽车的动力效率。

 

碳纤维复材

碳纤维复材,是自石器时代以来,比强度最高的材料,而轻量化技术正是制造业核心技术之一。余木火教授发表的报告中便重点提到了碳纤维在汽车制备中的应用,其中便有一点是将碳纤维用在汽车部件或车身上,大幅降低车身重量,从而达到减少能耗的目的。

         

 

2015年,运用了碳纤维复材制造而成的车身的BMW i3,i8电动车的成功商业化(价格与金属车相当),也证明了其技术和工程经济可行性。如今全球大型碳纤维厂家纷纷开始扩产,想必也预示着碳纤维复材大规模应用的时代就要到来了。

 

 

宝马i3车身车间的机器手完成检查和其他功能

 

宝马i3电动车:成功建立碳纤维在汽车应用技术体系和产业链

 

但碳纤维复材目前仍未被大范围推广的原因,那就是成本偏高。但制造成本是一时的,后续节省却是难以估算的,不可因咽废食的道理大家都明白。因此余木火教授在报告时,也讲到这一点,并提出了低成本化是碳纤维复材的一个重要发展方向,而自动化量产技术将是其中重点,以达到降低生产成本,提高质量稳定性和提高生产节拍的目的。

 

稀土永磁材料

关于稀土材料,李卫院士的报告中提到了它在汽车行业中一个很重要的应用,那就是稀土永磁电机。永磁同步电机具有效率高、功率密度高、体积小等优势,与其主要竞争对手——异步感应电机相比,由于后者能耗较大,一般而言永磁同步电机都比异步电机节能20%以上,在续航能力上较之优秀。

 

有句话叫“中东有石油,中国有稀土”,而我国在稀土方面,全球范围内资源与产量都是第一,那么只要运用好这个优势,想必我国在稀土永磁电机方面能走得更远。

 

纳米钢材

香港城市大学副校长吕坚在他的报告中提到,机动性性价比的优化将成为新材料今后发展的一个挑战。关于如何做出高附加值产品,他特别提到了一种新型材料——纳米钢。

 

它是一种拥有纳米结构的钢铁合金。纳米钢材在环境温度下具有很好的延展性,普通高强度钢在环境温度下非常脆,也就是说,纳米钢材拥有高强度钢所没有的冷成型(cold-forming)属性。

 

上面已经提过碳纤维复材在汽车上的应用,纳米钢材用于车辆减重的想法也早有研究,而吕坚教授则将目光放在了汽车的吸能盒上。他认为找到汽车中附加值最高的零部件,再用纳米钢对该零部件进行优化,便能将传统材料做到最佳,达到一加一远大于二的效果。

 

吸能盒作为一种金属薄壁构件,在碰撞时容易发生褶皱变形,这正好满足了车辆在低速碰撞时能有效吸收碰撞能量,并尽可能减小撞击力对车身纵梁损害的目的。

 

以上便是小编本次比较关注的地方,材料是一个既古老又活泼的科技领域,每一步前进都在有效地提高着制造业的水平。新材料用在汽车上只是沧海一粟,除此之外还有更广阔的天地。未来也一定会正如汤森路透所言:“材料研究中的革命性发现会使21世纪人类社会和人们生活方式发生深远的变化。”

 

 粉体圈 作者:小榆


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