汽车轻量化与化工新材料应用发展分析

1、    汽车轻量化与化工新材料应用发展分析    摘 要：当前，世界正处于大发展大变革大调整时期，全球治理体系正在加速推进，坚持环境保护，合作应对全球气候变化，保护好全人类赖以生存的地球家园成为世界各国的共识，其中，节能减排是重要的方式，而汽车的轻量化发展是实现节能减排重要的手段，在提高环保方面有着极其重要的作用。要想实现汽车的轻量化发展，化工新材料的应用必不可少。接下来，本文就对此展开详细的阐述。关键词：汽车轻量化;化工新材料;应用发展前言：随着社会经济的发展，人们生活水平日益提升，在出行方面，对汽车的舒适性、安全性和环保性方面提出了更高的要求，在汽车

2、上安装了安全气囊、空调、gps导航、隔音隔热、废气净化等装置，这样就增加了汽车自身的重量。根据世界铝业协会发布的报告，每降低汽车自重的10%，燃油消耗就会降低7%左右，排放量也会相应降低4%左右，而燃油消耗减少1升，二氧化碳的排放量就会相应减少2.45公斤，因此，当前汽车的发展方向就是轻量化，这也是21世纪汽车技术发展的前沿。一、汽车轻量化发展实现的途径汽车轻量化发展实现的途径主要有以下三个方面：（一）采用先进设计理念优化汽车结构为了实现汽车的轻量化，设计人员应采用先进的设计理念，借助现代化的信息技术，在汽车关键的零部件上，进行优化和创新，通过综合整合，将多余的零部件进行复合化，使汽车零部件的

3、结构更加科学、合理，从而切实减轻汽车的重量，实现轻量化发展。（二）研究更先进的化工新材料为了实现汽车的轻量化发展，还必须研究更先进的化工新材料，只有材料更加轻量化，才能降低汽车的重量，真正实现轻量化。随着材料工程学的发展，当前，我们在汽车制造方面采用的化工新材料主要是航空铝材、镁材以及高强度的钛合金等金属材料，此外，还有新型塑材聚合物、碳纤维材料、陶瓷材料高强度、轻质材的化工材料。（三）利用更科学的制造工艺和技术在实际的汽车制造过程中，要想实现汽车零部件的轻量化，除了采用先进的设计理念和化工新材料外，还必须采用更科学的制造工艺和技术，研制出更科学、有效的材料加工设备以及工具，这样才能更好地实现

4、汽车的轻量化发展。二、几种化工新材料在汽车轻量化发展方面的应用（一）铝合金铝合金在实际的应用中，具有十分广阔的应用，特别是航空铝材合金，材质较轻但十分坚固，在航天航空和高铁中应用十分广泛，将其应用到汽车制造领域，与传统的钢铁材料相比较，能极大地减轻汽车的重量，同时还能保证汽车的质量，因此，航空铝材合金在汽车轻量化发展方面具有极大的应用。（二）镁合金镁合金是以镁材为基础，在其中加入其他元素，特别是稀土元素而构成的合金材料。这种化工新材料的特点是：密度较小，强度很高，而且具有较大的弹性模量和极高的消震性能。因此，这种材料在承受冲击和载荷方面的能力较铝合金更强，此外，由于加入了稀土元素，其耐有机物与

5、碱的腐蚀性能更加强大。（三）钛合金钛合金是以钛金属材料为基础，添加了稀土元素而构成的合金材料。这种材料具有更好的综合性能，不仅密度小，同时强度极高。其密度介于铝材和铁器之间，强度高于铝合金，在韧性方面又与钢材相仿，而且抗腐蚀性能良好，比不锈钢更具抗腐蚀性。同时，钛合金还具有极强的耐热性能，在工作温度方面较铝合金与镁合金更强。此外，钛合金还有一个明显的优势，即其具有良好的加工性能和焊接性能。（四）塑材聚合物塑材聚合物是一种非金属性材料，是一种塑料聚酯化合物，这种化工新材料具有密度小的优点，但其在导热、导电、耐酸、耐碱和防老化方面的性能较差，易随着天气变化和时间的推移而变化，因此，我们要加强这种材

6、料在导热、导电、耐酸碱和防老化方面的性能，以便于将其更好地应用到汽车制造领域，更好地降低汽车的重量。（五）碳纤维材料随着现代科学技术的发展，更轻质的碳纤维材料逐渐被人们发现并大规模使用，尤其是石墨烯这种化工材料，不仅重量轻，性能还十分高强，在航天航空和军事领域具有重要的用途。在汽车制造领域，采用石墨烯这种化工材料，在发动机、底盘、车顶和翼子板等结构件中融入石墨烯，能有效降低这些零部件的重量，從而有效降低汽车整体的重量，使其实现轻量化的发展。但石墨烯这种材料的制作过于困难，在当前条件下，还无法大规模使用，我们只能采用比石墨烯差一层次的碳纤维材料。以cfrp材料为例，据通用汽车公司发布的数据，采用

7、cfrp制作的汽车零部件，相应重量会降低一半以上（见下表）。（六）其他新型化工材料陶瓷材料是继金属材料、塑质材料之后被广泛应用的一种新型化工材料。在实际的应用中，陶瓷材料具有优越的化学性能和力学性能，不仅质轻，还具有良好的耐热、耐磨和耐腐蚀的特性，将其应用到汽车制造领域，尤其是汽车的发动机制造中，不但能减轻发动机的重量，同时还能极大地提高发动机的工作效率。此外，还有蜂窝夹层等新型化工材料，都是焗油膏强度、高硬度的轻质材料，在汽车制造领域都具有很好的市场前景。三、化工新材料的发展展望随着全球治理体系的加速推进，坚持可持续发展理念，保护环境，合作应对全球气候变化，保护好全人类赖以生存的地球家园成为

8、世界各国的共识。在此基础上，开发研究更轻质、更环保，同时还具有高强度和高硬度的化工新材料，就得到了有识之士的广泛认同。目前，国内外各个地区和政府都加强了对新材料工艺的重视，各大材料行业都投入了大量的人力、物力和财力，积极开展了新材料的研究工作，而其中很多材料都涉及到了稀土元素，因此，我们应加强对稀土元素的研究，不断借助稀土元素，在降低材料重量的同时，强化其硬度和强度。此外，我们还要深入研究石墨烯制作工艺，使其能够大规模工业化生产，从而降低生产成本，大规模地运用到工业生产和制造领域。四、结束语汽车轻量化发展是历史的必然趋势，发展的前景十分光明，但发展的道路必然十分艰巨，化工新材料是实现汽车轻量化发展的重要基础，我们必须充分认识到化工新材料在这方面的重要作用，谨慎选择化工新材料，深入研究新材料、新工艺，使我国的汽车在朝着轻量化发展的过程中，不断大踏步前进。参考文献：1何燕.化工新材料应用推动汽车轻量化分析j.化工管理，2