經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，陶瓷材料因?yàn)槠洫?dú)特的良好綜合性能，近年來(lái)在汽車(chē)行業(yè)逐漸得到了廣泛的應(yīng)用。因?yàn)榭萍嫉倪M(jìn)步，納米陶瓷材料的出現(xiàn)更是推動(dòng)了汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，使得汽車(chē)工業(yè)走到了一個(gè)新的領(lǐng)域中。此文將對(duì)陶瓷材料在汽車(chē)上的應(yīng)用情況進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析，從新興科技方面對(duì)陶瓷材料在汽車(chē)工業(yè)上的應(yīng)用及未來(lái)方向進(jìn)行探討和研究，并且指出陶瓷材料在汽車(chē)工業(yè)上應(yīng)用依然存在的一些問(wèn)題，并且就這些問(wèn)題進(jìn)行分析。

　　關(guān)鍵詞：陶瓷材料；汽車(chē)工業(yè)；納米

　　內(nèi)燃機(jī)技術(shù)在時(shí)間的推移下，在不斷的實(shí)驗(yàn)中得到了改進(jìn)，并且時(shí)至今日已經(jīng)趨于完善，傳統(tǒng)用在內(nèi)燃機(jī)上的材料已經(jīng)不能適應(yīng)新時(shí)代對(duì)高強(qiáng)度耐腐蝕等更加嚴(yán)格的需求。陶瓷材料因?yàn)槠洫?dú)有的特性，在綜合性能上符合新時(shí)代汽車(chē)各方面的需求，因此，將其應(yīng)用于汽車(chē)上不僅可以將車(chē)的整體重量降低，同時(shí)相對(duì)傳統(tǒng)的汽車(chē)，材料耗費(fèi)和成本也會(huì)得到降低，同時(shí)因?yàn)樘沾刹牧暇哂械奶匦裕�發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率也會(huì)得到加強(qiáng)。本文對(duì)各種陶瓷材料在汽車(chē)上的應(yīng)用，其所擁有的性能特點(diǎn)、汽車(chē)上的應(yīng)用現(xiàn)狀以及陶瓷材料在汽車(chē)工業(yè)的應(yīng)用未來(lái)前景進(jìn)行詳細(xì)的介紹和分析。

　　1陶瓷材料的類(lèi)別以及相應(yīng)的特點(diǎn)

　　1.1氮化硅陶瓷

　　氮化硅陶瓷便是特種陶瓷材料的其中一種，制作它的原料十分的眾多且類(lèi)別豐富，可以運(yùn)用在化工機(jī)械和現(xiàn)代尖端技術(shù)等多個(gè)領(lǐng)域。通常制備氮化硅使用的方法是反應(yīng)燒結(jié)法和熱壓燒結(jié)法。同時(shí)，氮化硅具有強(qiáng)度高、化學(xué)穩(wěn)定性好、抗溫變性能好等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)，對(duì)于制造耐磨、耐蝕、耐高溫的零部件十分的適合，而采用用氮化硅陶瓷材料作為發(fā)動(dòng)機(jī)的原料，工作溫度甚至可以高達(dá)1370℃而不出現(xiàn)任何問(wèn)題。

　　1.2碳化硅陶瓷

　　碳化硅陶瓷的形成，是先需要通過(guò)石英、碳和木屑制備碳化硅粉，具體的方法是將這些材料裝入電弧爐中，在近2000℃溫度下進(jìn)行反應(yīng)，從而合成碳化硅粉，之后再通過(guò)反應(yīng)燒結(jié)法和熱壓燒結(jié)法，利用粉末冶金便可以制成碳化硅陶瓷。碳化硅陶瓷最顯著的特點(diǎn)是耐高溫。即便是1400℃都難以發(fā)生形變且其擁有很好的熱穩(wěn)定性并且極為耐磨。

　　1.3氧化鋁陶瓷

　　制備氧化鋁陶瓷需要用到工業(yè)氧化鋁，雖然其有著很好的性能，但是，制備的過(guò)程比較復(fù)雜，需要花費(fèi)高昂的成本。制備氧化鋁陶瓷的方法是首先在氧化鋁中添加適當(dāng)?shù)奶砑觿�，之后�?duì)其進(jìn)行制坯處理，之后進(jìn)行燒結(jié)。氧化鋁陶瓷具有高強(qiáng)度、高硬度、耐磨、耐高溫等諸多優(yōu)點(diǎn)，且在絕緣上面還有著顯著的效用。根據(jù)其所具有的特性，氧化鋁陶瓷可以用在噴砂用的噴嘴、紡織用的導(dǎo)熱器及火箭用倒流罩。

　　2特種陶瓷材料在汽車(chē)上的應(yīng)用

　　2.1陶瓷絕熱發(fā)動(dòng)機(jī)

　　通過(guò)上述研究我們可以得知，陶瓷材料具有耐熱、耐磨、耐腐蝕、低密度、強(qiáng)隔熱性多種優(yōu)點(diǎn)，將陶瓷材料用在制備陶瓷絕熱發(fā)動(dòng)機(jī)上，我們發(fā)現(xiàn)，很好地防止了氣缸內(nèi)部熱能的損失。發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造也一改傳統(tǒng)模式下的復(fù)雜多變．發(fā)動(dòng)機(jī)也不再如之前那般沉重，很用在其中主要的陶瓷零部件有以下幾種。（1）陶瓷活塞。一般情況下，陶瓷活塞是用在柴油機(jī)中的，之前都是使用貴重金屬，現(xiàn)在用陶瓷材料進(jìn)行代替，在渦流室柴油機(jī)的制備中大大地節(jié)省了成本。通過(guò)利用陶瓷材料的耐高溫性能，我們可以在直噴式柴油機(jī)的活塞頂部鑲?cè)胍粔K陶瓷塊，這樣一來(lái)，將會(huì)有著更好的熱效率，產(chǎn)生的噪音也會(huì)得到減少。而活塞當(dāng)中的鑲塊大小以及形狀，也需要與活塞的要求相符合，不能有著太大的差異，否則，會(huì)產(chǎn)生一種應(yīng)力作用在活塞鑲塊，對(duì)于活塞的使用會(huì)產(chǎn)生極大的影響，另外，陶瓷纖維活塞的原材料便是氮化硅。它的耐磨能力也十分強(qiáng)，所以可以有效地防止由于熱膨脹系數(shù)大，鋁合金活塞中出現(xiàn)“冷敲熱拉”現(xiàn)象。（2）陶瓷氣缸套。①陶瓷汽缸套可以分成以下的形式，這是為了迎合不同的需要，其中第一種是在汽缸套內(nèi)表面全部由陶瓷材料覆蓋。日本小松發(fā)動(dòng)機(jī)便是一個(gè)典型的例子；第二種是僅在制備缸套上圈時(shí)用到陶瓷材料：而第三種是將金屬同陶瓷材料進(jìn)行復(fù)合制備，從而將一個(gè)全陶瓷缸套制作出來(lái)。全陶瓷缸套相對(duì)傳統(tǒng)的陶瓷缸套，對(duì)于氣缸內(nèi)熱能損失有著很好的解決辦法。發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也會(huì)得到簡(jiǎn)化，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率也會(huì)得到相應(yīng)的提升。②陶瓷傳感器。隨著汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展和社會(huì)的不斷進(jìn)步，人們的生活質(zhì)量也日益提高，因此，在汽車(chē)上，人們對(duì)汽車(chē)的要求也更高更嚴(yán)苛，而為了響應(yīng)保護(hù)生態(tài)的世界共識(shí)，汽車(chē)的尾氣和噪音也要得到限制。而為了降低成本，保證經(jīng)濟(jì)效益，將功能陶瓷材料制備成調(diào)控敏感元件運(yùn)用在汽車(chē)上越來(lái)越廣泛，品種和規(guī)格也同樣逐漸完善。這些元件主要被人們需要的有溫度傳感器、空燃比傳感器、稀薄空燃比傳感器、廢氣傳感器、爆震傳感器等各種保證人們安全、舒適需求的傳感器，這些通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，用陶瓷來(lái)制備各方面的傳感器，不僅可以滿足人們對(duì)于各方面的需求，還可以節(jié)省成本，減少污染（如圖1）。

　　2.2材料取代后帶來(lái)的好處

　　事實(shí)證明，將陶瓷材料應(yīng)用在汽車(chē)上后，經(jīng)過(guò)對(duì)10輛汽車(chē)的實(shí)驗(yàn)，在其性能經(jīng)濟(jì)性上，汽車(chē)行駛了12.5～35萬(wàn)千米之間不等，陶瓷氣門(mén)可降低發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部摩擦力約30%，氮氧化物排放量降低約80%，燃油消耗降低約3%～4%，傳統(tǒng)材料下的氣門(mén)能用5年之久，而陶瓷材料的卻是這個(gè)時(shí)間的2～3倍，從性能上更加的優(yōu)等，避免了對(duì)氣門(mén)的屢次更換，而以往，2017年，全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)污染物排放總量4359.7萬(wàn)噸，這是一個(gè)龐大的數(shù)據(jù)，對(duì)環(huán)境的危害也是巨大的，但是經(jīng)過(guò)粗略的統(tǒng)計(jì)，如果將陶瓷材料運(yùn)用在汽車(chē)上，可以減少污染物的排放，由此可見(jiàn)，將陶瓷材料普遍應(yīng)用到汽車(chē)上很有必要，對(duì)于環(huán)境的保護(hù)有著重大的意義。

　　3納米陶瓷材料技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)上的應(yīng)用

　　納米陶瓷材料是新興的一種材料，經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，這種新材料在硬度、韌性上均具有非常好的效用，并且它的可塑性也很強(qiáng)，還可以抵抗腐蝕、抵抗磨損，即便是高溫高壓也可以輕易地進(jìn)行抵抗，因?yàn)槠淇伤苄院芎茫�結(jié)合其他的特性，所以使得汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用得到了拓展。并且將納米陶瓷材料用來(lái)制造用于燃料電池汽車(chē)中的高溫燃料電池也可以起到很好的效果。而當(dāng)我們使用納米陶瓷為氣缸內(nèi)襯時(shí)，其耐高溫的特點(diǎn)能夠加快燃料燃燒；將其涂在汽車(chē)玻璃上面，可以防霧防塵，并且還可以起到很好的隔熱效果，還具有保潔殺菌功能。

　　4陶瓷材料在汽車(chē)工業(yè)中的未來(lái)前景和存在的問(wèn)題

　　4.1應(yīng)用前景

　　陶瓷材料在汽車(chē)工業(yè)的應(yīng)用，可以通過(guò)加快化學(xué)反應(yīng)從而大幅度提高發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率，并且降低了耗油的成本，同時(shí)還減輕了傳統(tǒng)汽車(chē)對(duì)環(huán)境造成的污染。因?yàn)樘沾刹牧系膹V泛應(yīng)用，對(duì)陶瓷零部件應(yīng)用在汽車(chē)上這一項(xiàng)目非常值得開(kāi)發(fā)。

　　4.2存在的主要問(wèn)題

　　目前，陶瓷材料在汽車(chē)上應(yīng)用出現(xiàn)的問(wèn)題有以下這些。（1）陶瓷材料的成本過(guò)于高昂，甚至金屬價(jià)格都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不及。（2）陶瓷材料具有很強(qiáng)的脆性，所以難以進(jìn)行后續(xù)的加工。（3）特種陶瓷材料除了方法，對(duì)原料的選用也十分的嚴(yán)苛，對(duì)其中具有的工藝方法進(jìn)行掌握是困難的，因此，在量產(chǎn)上會(huì)出現(xiàn)一些問(wèn)題。

　　4.3針對(duì)問(wèn)題需要采取的措施

　　要解決以上問(wèn)題，就要考慮到陶瓷是脆性材料，在對(duì)陶瓷材料進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使零件承受的載荷盡量只受到壓力而不受到拉力，應(yīng)力集中的情況必須得到減少，零件體積要小，形狀也必須簡(jiǎn)單，這也是為了避免零件受到機(jī)械的沖撞，加工和裝配精度要高。此外，應(yīng)對(duì)生產(chǎn)工藝過(guò)程進(jìn)行改進(jìn)和完善，防止出現(xiàn)能夠?qū)е聰嗔训目斩春颓锌诔霈F(xiàn)。

　　5結(jié)語(yǔ)

　　由上文分析得知，隨著時(shí)代的變革，雖然陶瓷材料還存在著各種問(wèn)題，但是，已經(jīng)可以用在汽車(chē)上，但是存在不足的是，由于筆者的自身學(xué)識(shí)尚淺，對(duì)于研究的內(nèi)容和研究的圖1陶瓷材料運(yùn)用在傳感器上方法存在一定誤差，對(duì)于探討陶瓷材料在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用方面沒(méi)有一定的深入研究，在方法與措施中，沒(méi)有對(duì)于相關(guān)問(wèn)題和相關(guān)措施提出一定方法，而研究的陶瓷材料在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用也僅僅是根據(jù)自身的研究作為基礎(chǔ)，在領(lǐng)域上不能夠廣義地包含每種情況和設(shè)計(jì)，在本文中，可能存在著紕漏，學(xué)者在后續(xù)的研究中，應(yīng)該了解自身的研究?jī)?nèi)容，謹(jǐn)慎參考意見(jiàn)，但是，筆者相信陶瓷材料在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用可以有更大的發(fā)展，擁有更好的發(fā)展前景。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　作者:周錫文