特種陶瓷有氧化鋯陶瓷和氧化鋁陶瓷等幾種,它們的機械性能都特別優越,所以可以加工成為汽車零件使用,以下具體介紹下特種陶瓷在汽車零件方面的運用吧。
一、陶瓷在汽車引擎上的應用
新型陶瓷是無機非金屬燒結而成。與以往使用的氧化鋁陶瓷相比,強度是其三倍以上,能耐1000攝氏度以上高溫,新材料推進了汽車上新用途的開發。例如:要將柴油引擎的燃耗費降低30%以上,可以說新型陶瓷是不可或缺的材料。現在汽油引擎中,燃燒能量中的78%左右是在熱能和熱傳遞中損失掉的,柴油機熱效率為33%,與汽油機相比已十分優越,然而仍有60%以上的熱能量損失掉。因此,為減少這部分損失,用隔熱性能好的陶瓷材料圍住燃燒室進行隔熱,進而用廢氣渦輪增壓器和動力渦輪來回收排氣能量,有試驗證明,這樣可把熱效率提高到48%。同時,由於新型陶瓷的使用,柴油引擎瞬間快速啟動將變得可能。採用新型陶瓷的渦輪增壓器,它比當今超耐熱合金具有更優越的耐熱性,而比重只有金屬渦輪的約三分之一。因此,新型陶瓷渦輪可以補償金屬渦輪動態響應低的缺點。其他正在進行研究的有:採用新型陶瓷的活塞銷和活塞環等運動部件。由於重量的減輕,引擎效率可望提高。
二、特殊敏感陶瓷在汽車感光元件上塗抹
對汽車用感測器的要求是能長久適用於汽車特有的惡劣環境(高溫、低溫、振動、加速、潮濕、噪音、廢氣),並應具有小型輕量,重複使用性好,輸出範圍廣等特點。陶瓷耐熱、耐蝕、耐磨及其潛在的優良的電磁、光學機能,近年來隨著製造技術的進步而充分利用,敏感陶瓷材料製成的感測器完全能夠滿足上述要求。
三、陶瓷在汽車煞車上的使用
陶瓷煞車是在碳纖維煞車的基礎上製造而成的。一塊碳纖維制動碟最初由碳纖維和樹脂構成,它被機器壓製成形,之後經過加熱、碳化、加熱、冷卻等幾道工序製成陶瓷製動器,陶瓷製動器的碳矽化合物表面的硬度接近鑽石,碟片內的碳纖維結構使它堅固耐衝擊,耐腐蝕,讓碟片極為耐磨。目前此類技術除了在F1賽車中應用,在超級民用跑車中也有涉及,例如賓士的CL55 AMG。
四、陶瓷在汽車減振器上的應用
高級轎車的減振裝置是綜合利用敏感陶瓷正壓電效應、逆壓電效應和電致伸縮效應研製成功的智慧減振器。由於採用高靈敏度陶瓷元件,這種減振器具有識別路面且能做自我調節的功能,可以將轎車因粗糙路面引起的振動降到最低限度。
五、陶瓷材質在汽車噴塗技術上的應用
近年來,在航太技術中廣泛應用的陶瓷薄膜噴塗技術開始應用於汽車上。這種技術的優點是隔熱效果好、能承受高溫和高壓、製程成熟、品質穩定。為達到低散熱的目標,可對引擎燃燒室部件進行陶瓷噴塗,如活塞頂噴的氧化鋯,缸套噴的氧化鋯。尺寸、減少燃油消耗量。
六、智慧陶瓷材質在汽車上應用
作為特種陶瓷產品分類的智慧陶瓷材料,其中包括在汽車製造中使用的對環境敏感且能對環境變化作出靈敏反應的材料,目前已成為材料科學及工程領域中研究的焦點。