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汽車中的金屬基復(fù)合材料
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MMC用于汽車工業(yè)主要是顆粒增強(qiáng)和短纖維增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料。MMC具有高的比強(qiáng)度和比剛度、耐磨性好、導(dǎo)熱性好及熱膨脹系數(shù)低等特性，已在工業(yè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用于汽車工業(yè)的MMC為鋁或鎂基質(zhì)加粉末或碎屑纖維增強(qiáng)。在汽車制動(dòng)盤、制動(dòng)鼓、制動(dòng)鉗、活塞、傳動(dòng)軸以及輪胎螺栓上，采用MMC制造。
目前，鋁基復(fù)合材料一般采用鋁硅合金。常用的填充增強(qiáng)劑有陶瓷纖維和微粒等。它與鋁合金相比具有質(zhì)量輕、比強(qiáng)度高和彈性模量高、耐熱性和耐磨性好等優(yōu)點(diǎn)，是汽車輕量化的理想材料。
活塞是發(fā)動(dòng)機(jī)的主要零件之一，它在高溫高壓下工作，因而選合適的活塞材料是至關(guān)重要的。目前，應(yīng)用于活塞的復(fù)合材料由低密度金屬和增強(qiáng)陶瓷纖維組成，主要用于高性能鋁活塞。近年來(lái)，有所發(fā)展的是纖維增強(qiáng)金屬(FRM)，鋁合金基FRM具有抗拉強(qiáng)度高和耐磨耐熱特性。纖維增強(qiáng)的輕金屬能用于僅靠輕合金不能滿足強(qiáng)度和耐磨性的部位上，是很有發(fā)展前途的材料。在此基礎(chǔ)上，圍外又推出了氧化鋁纖維增強(qiáng)活塞頂?shù)匿X活塞及氧化鋁增強(qiáng)的鎂合金制造的活塞等，進(jìn)一步擴(kuò)大了它在活塞上的應(yīng)用。
美國(guó)已將鋁基復(fù)合材料應(yīng)用于剎車輪。其特點(diǎn)是鋁基復(fù)合材料使質(zhì)量減輕了30%～60%，導(dǎo)熱性好，使用溫度叫達(dá)到450℃，其熱性能己達(dá)到原先使用的鑄鐵水平。MMC必須用新的方法制造，限制應(yīng)用的原理是是必須研制匹配的制動(dòng)踏板。制動(dòng)鉗采用金屬基復(fù)合材料制造時(shí)，除了降低質(zhì)量外，主要的益處是剛度。MMC制動(dòng)鉗應(yīng)用于高性能體育賽車上，由于高成本而限制了其大量應(yīng)用。MMC活塞主要用于柴油機(jī)上，但也可用于汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。因氧化鋁和氧化硅短纖維增強(qiáng)，但是熱疲勞易導(dǎo)致斷裂。采用陶瓷纖維預(yù)型坯可弱化這一問(wèn)題，提高活塞壽命。
輪胎螺栓采用MMC制造，質(zhì)量減輕50%。2000年世界汽車工業(yè)對(duì)金屬基復(fù)合材料的用量達(dá)到0.6萬(wàn)t。隨著復(fù)合材料制備技術(shù)、性能的不斷提高，以及價(jià)格的日益下降，MMC必將在汽午上得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
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