环氧复材:汽车代钢材料

  环氧复合材料是汽车工业以塑代钢的理想材料。复合材料是两种或两种以上不同物质的组合,它可以发挥各种材料的优点,克服单一材料的缺陷,扩大合成材料的应用范围,并提高了该材料的综合性能。由于复合材料具有重量轻、强度高、加工成型方便、弹性优良、耐化学腐蚀和耐候性好等特点,已逐步取代木材及金属合金,广泛应用于航空航天、汽车、电子电气、建筑、健身器材等领域,在近几年更是得到了飞速发展。
      
  随着科技的发展,树脂与玻璃纤维在技术上不断进步,生产厂家的制造能力普遍提高,使得玻纤增强复合材料的价格成本已被许多行业接受,但玻纤增强复合材料的强度尚不足以和金属匹敌。因此,碳纤维、硼纤维等增强复合材料相继问世,使高分子复合材料家族更加完备,已经成为众多产业的必备材料。另外,纳米技术逐渐引起人们的关注,纳米复合材料的研究开发也成为新的热点。以纳米改性塑料,可使塑料的聚集态及结晶形态发生改变,从而使之具有新的性能,在克服传统材料刚性与韧性难以相容的矛盾的同时,大大提高了合成材料的综合性能。
      
  环氧高性能复合材料在各行业应用中具有非常明显的优势,主要体现在以在几个方面:一是充分利用和发挥了复合材料各向异性的特点,实现了在更高层次上的材料可设计性,按受力状态铺层从而合理地、有效地使用了原材料的性能,减轻了制品的重量,得到非常高的比强度和比模量;二是通过精心设计和细心制作,高度实现了材料的复合效应,从而充分发挥了各组成材料的潜在能力,获得了原材料所没有的优异性能和新用途;三是耐疲劳性和减振性优异,即使在已有损伤的情况下也很难观察到损伤在疲劳下的扩展,这是环氧复合材料在航空、航天领域广泛应用的重要原因;四是材料设计和结构设计,材料成型和构件成型是同时一次完成、不可分开的;五是由于上述特点,环氧高性能复合材料的设计和制造必须从结构设计、材料、工艺和模具等方面综合考虑,并由这几方面的技术人员协调配合才能完成。随着科学技术的飞速发展,现代汽车制造材料的构成发生了较大的变化,高密度材料的比例下降,低密度材料有较大幅度的增加,可以说从90年代开始,汽车材料向轻量化、节省资源、高性能和高功能方向发展。
      
  时下汽车工业的化时代已经来临,汽车厂家难以在一国范围内完成汽车产业的全部采购,必然从过去依赖自身生产能力,转向在范围内配置资源。在汽车零部件采购的背景下,我国汽车零部件产业发展的春天来了。而目前受资源和环境因素的瓶预制约,轻量、节能的零部件一直是国际汽车工业的研究方向。其中,开发具有较高强度的轻质高性能新材料及设计新的轻量化结构,必然成为汽车零部件材料的佳选择。
  环氧玻璃钢复合材料因明显具有轻质高强、设计自由度大、不锈蚀、成型工艺性好等优点,成为汽车工业以塑代钢的理想加工材料。目前,我国越来越多的车型采用了环氧树脂基复合材料部件,而且作为以塑代钢的理想材料已被汽车工业部门逐步认识,尽管手糊成型工艺依然在生产某些汽车零部件领域尚占主导地位,但SMC、RTM、GMT等先进材料和工艺的应用推广十分迅速。目前全民用复合材料的年产量已达550多万吨,年产值达1300亿美元以上,若将欧美的军事航空航天的高价值产品计入,奠产值将更为惊人。从范围看,复合材料的生产主要集中在欧美和东亚地区。近几年欧美复合材料产需均持续增长,而亚洲的日本则因经济一直不景气,发展缓慢。
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