应用于汽车工业的特种陶瓷材料及其研究进展.pdf

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1、第)0卷第)期!!!!中国陶瓷4567)0"7)"%%)年&月9:;<=9>?=@;9A89:;"%%)应用于汽车工业的特种陶瓷材料及其研究进展邢世凯!!"!吕世君!!闻德生!!潘景昇!#!$燕山大学机械工程学院!秦皇岛%&&%%’""河北师范大学职业技术学院!石家庄%(%%)!*摘要!陶瓷材料由于具有良好的综合性能!近几年在汽车上的应用愈来愈广#本文介绍了汽车用陶瓷材料的分类以及陶瓷材料在汽车上的应用情况!并探讨了陶瓷材料在汽车上应用存在的主要问题#关键词!汽车"陶瓷材料"应用中图分类号$+,!-’文献标识码$.文章编号$!%%!/0&’"%"%%)&%)/%%)(/%’可用

2、于制造泵的机械密封环’高温轴承’阀门等零件"!前言热压反应烧结氮化硅可用于制造切削刀具#随着内燃机技术的不断改进和发展!传统的内燃"#"碳化硅陶瓷机材料已很难满足高强度’耐腐蚀’低导热及耐磨性等碳化硅陶瓷是用碳化硅粉#把石英’碳和木屑装入方面的要求#特种陶瓷材料由于具有优良的综合性能电弧炉中!在!0%%/"%%%!的高温下合成*利用粉末冶而越来越受到业内人士的关注#将其应用于汽车上可金经反应烧结和热压烧结工艺制成#碳化硅陶瓷的最以有效地降低整车的质量’提高发动机的热效率’降低大特点是高温强度好#在!’%%!时抗弯强度仍保持油耗’减少排气污染#本文介绍了汽车用陶瓷材料的分(%%/

3、&%%123*’传热能力强’热稳定性好并且耐磨#可类’性能特点’制备方法以及在汽车上的应用现状和发用于制作火箭尾部喷嘴’浇注金属用喉嘴’轴承’燃气展前景#轮机的叶片’高温热交换器材料及各种泵的密封圈等#氮化硅和碳化硅属于非氧族陶瓷!其零件制备过程如"汽车用特种陶瓷材料分类及特点图!所示#特种陶瓷不是传统意义上的陶瓷!它属于精细陶瓷的一个分支!也可称为新型陶瓷’高技术陶瓷或工程陶瓷#汽车用特种陶瓷可分为功能陶瓷和结构陶瓷两大类#功能陶瓷利用其绝缘性’介电性’半导性和磁性等功能来制造各种传感器!以满足汽车电子化的迅猛发展"结构陶瓷具有高温工况下强度高’耐磨性好’隔热性好’低密度和低

4、膨胀系数等性能!广泛用于发动机和热交换零件的制造#现对结构陶瓷的性能特点和生产步骤作简单介绍#"#!氧化硅陶瓷氮化硅陶瓷是新型特种陶瓷材料!它原料丰富’加工性能好!在化工机械和现代尖端技术等方面均有应用#制备方法有反应烧结法和热压烧结法#主要性能特点是强度高’化学稳定性好’抗温变性能好’耐磨’绝缘’制品精度高#可用于制造耐磨’耐蚀’耐高温及绝缘零部件#用氮化硅陶瓷材料制造发动机!工作温度从理论上可提高到!)-%!左右#温度提高可使燃烧充分!图!非氧族陶瓷零!部件制备方法发动机热效率提高!并降低排气污染#反应烧结氮化硅$%&#!’()*+(+,%-.,)/0.-1-&%)23-(

5、/)(+4%/2/-4*-.).,+.5*+(,2-3.-.6-78&).收稿日期!"##"$%%$"&作者简介!邢世凯’%&()"*男#工学硕土$讲师$河北赵县人$主要从事汽车新材料%新技术的科研与教学工作&!!"!中国陶瓷!""#年第#期!!#氧化铝陶瓷响应和减小振动"表#为汽车用高温结构陶瓷的主要氧化铝陶瓷的原料是工业氧化铝!性能好但工艺性能参数"复杂!成本高"制备方法是在工业氧化铝中加入少量添#特种陶瓷材料在汽车上的应用加剂!然后经制坯#烧结而成!对表面粗糙度和尺寸精从理论上分析!汽车上能用特种陶瓷材料制造的度要求高的制品!还应进行研磨和抛光处理"主要性能零件很多!但由

6、于受到生产价格#制备工艺#可靠性等特点是高强度#高硬度#耐磨#耐高温和具有良好的绝条件的限制!实际大批投入生产!应用到汽车上的零#缘性能"可用于喷砂用的喷嘴#纺织用的导热器及火箭部件并不多!大部分仍处于研究开发阶段"现将作者所用倒流罩!也可作高温实验仪器及化工零件#轴承#内了解的国内#外汽车上已经应用或正在开发的陶瓷零燃机火花塞#活塞和触媒载体"运动零件!活塞#活塞销部件作如下简单介绍"等"减小质量后可使内燃机减少摩擦#节约能源#加快#$%陶瓷绝热发动机表%汽车用高温结构陶瓷的主要性能&’()*%&+*,’-./01/*02-*314+-5+62*,/*0’270*320782

7、70’)8**0’,83-.’721,1(-)*密度弹性模量断裂韧性抗弯强度!,-+"导热系数热膨胀系数材料$$%&’"$)*+"$,-+’%#%."#./(0#1/(0!2%’%0"$!#345%0"(烧结氧化硅$667&(8."(8./.93"(.3:"/:;3"/93(;3":13#(".#(8("(8:热压氮化硅$<*67&(8."(8((#3"(.35";993";93:;3"993.:"(3(8."(81热等静压氮化硅$<=*67&(8((33:/93:;3(3(烧结碳化硅$66