2016汽车材料（劳动版）多媒体课件：模块五课题三其他非金属材料

1、模块五 汽车用非金属材料课题一 橡胶课题二 塑料、玻璃课题三 其他非金属材料 课题三 其他非金属材料 1.熟悉车用摩擦材料、复合材料、陶瓷材料和胶粘剂的性能特点及应用 3.能合理使用车用摩擦材料、复合材料和胶粘剂 汽车上的离合器摩擦片，点火系统中的分电器盖和火花塞的绝缘局部，汽车修理中使用的胶粘剂都是非金属制品。那么，这些非金属制品分别是由哪些材料制成呢？在现实生活中应该怎样使用呢？离合器摩擦片分电器盖火花塞胶粘剂要掌握车用非金属材料的应用，必须做到： 1了解车用非金属材料的性能特点2熟悉非金属材料在汽车上的应用3根据汽车的使用要求，合理选择，正确使用一、车用摩擦材料11 汽车用摩擦材料主要用

2、于汽车传递动力、制动减速、停车制动，它是汽车制动系统与行车系统的重要组成局部，对汽车的平安性，使用性及操纵稳定性起着十分重要的作用。 1.车用摩擦材料的组成和性能要求 车用摩擦材料的组成 汽车摩擦材料，主要由增强材料、黏结材料及填充材料等组成。一、车用摩擦材料12 增强材料 增强材料是对摩擦材料的摩擦、磨损性能有着重要的影响，增强材料主要有石棉、钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、有机纤维和混杂纤维几种。 黏结剂 良好黏结剂的性能包括结构强度高、模量低，贴合性好，分解温度高，分解物少，分解速度慢及分解残留物有一定的摩擦性能等。目前，国内外大都采用酚醛树脂和改性树脂。 填充材料 填充材料在摩擦材料中主要起

3、改善材料的物理与力学性能，调节摩擦性能及降低本钱的作用。目前，填料常用重晶石、硅灰石、氧化铝、铬铁矿粉、氧化铁、轮胎粉及铜、铅等粉末等。 一、车用摩擦材料13 车用摩擦材料的性能要求 摩擦元件的主要功能是将动能转变成热量，然后将热量吸收或散发掉，同时通过摩擦减低摩擦材料和被它贴合部件之间的相对运动。 对汽车用摩擦材料要求： 有足够高而稳定的摩擦系数 有良好的耐磨性 有较好的物理、力学性能 不产生过重的噪声一、车用摩擦材料14 2.摩擦材料在汽车上的应用 在汽车上，摩擦材料主要用于汽车制动摩擦片，汽车离合器摩擦片，手制动摩擦片。 离合器摩擦片 自动变速器中的制动器摩擦片 钳式制动器摩擦片 鼓式制

4、动器摩擦片 二、车用复合材料21 1.车用复合材料的种类和性能特点 车用复合材料的种类 按性能分为功能复合材料和结构复合材料。 按基体分为非金属基复合材料和金属基复合材料。 按增强剂的种类和形状分为颗粒复合材料，层状复合材料，纤维增强复合材料等。 目前使用最多的是纤维复合材料。二、车用复合材料22 复合材料性能特点 复合材料的优点： 复合材料强度、比强度、比模量高，质量轻，抗疲劳性能好，减振能力强，耐高温性能好，断裂平安性好 ，化学稳定性好，能耐酸碱腐蚀，还具有一些特殊性能，如隔热性、特殊的电、磁性能等。 复合材料的缺点： 断裂伸长率较小，抗冲击性低，横向拉伸和层间抗剪强度较低，尤其是本钱高，

5、工艺成型方法尚需改进。二、车用复合材料23 2.复合材料在汽车上的应用 纤维增强塑料(FRP) FRP主要由纤维、树脂、和填充料三局部组成。CFRP制件的最大优点是轻量化效果显著，节能效果胜于钢和铝制件。 利用FRP制作的汽车部件有： 车身外板零件挡泥板、行李箱盖、散热器前装饰护栅、带加强筋的发动机罩、车顶盖、保险杠、侧密封、下盖板、车箱后围板的装饰、前照灯壳体等。 发动机室内的蓄电池槽、汽缸盖罩、配电盘、轴承盖、空气调节阀等。 驾驶室内的仪表板芯、仪表罩壳等。二、车用复合材料24 纤维增强金属基复合材料(FRM) FRM是利用纤维的特性制造轻质的结构材料，有优点比强度、比刚性高，耐热性好；热

6、传导和电导性优良，耐磨性高。 FRM材料在汽车上用来制造的活塞环、连杆、汽缸体、活塞销等。 颗粒、晶须增强金属基复合材料 FRC 颗粒及晶须增强金属基复合材料的金属基大多数是采用密度较低的铝、镁和铁合金，增强材料采用碳化硅、碳化硼、氧化铝颗粒或晶须，其中以碳化硅为主。 颗粒、晶须增强金属基复合材料主要用于气车工业，如发动机汽缸活塞、喷油嘴部件、制动装置等。三、车用陶瓷31 汽车上使用的陶瓷材料主要是精细陶瓷。 1精细陶瓷的分类及性能特点 精细陶瓷的分类 精细陶瓷按性能可分为高强度陶瓷、高温陶瓷、耐磨陶瓷、耐酸陶瓷、压电陶瓷、电介质陶瓷、光学陶瓷、半导体陶瓷、磁性陶瓷、卫生陶瓷。 精细陶瓷的性能

7、 精细陶瓷热性能：耐热、隔热、导热、集热等特性；力学性能：硬质、耐磨、高温强度高、润滑性、耐热低膨胀性；化学性能：化学稳定性、耐强酸强碱等腐蚀性、催化剂作用；电磁性能：绝缘性、导电性、压电性、半导体性、磁性、介电性、离子导电性、电子发射性等。三、车用陶瓷32 2.精细陶瓷在汽车上的应用 精细陶瓷应用于汽车上，可以有效地降低车辆的重量、提高发动机的热效率、降低油耗，减少排气污染、提高易损件寿命、完善汽车智能性功能等。 氮化硅陶瓷材料陶瓷纤维活塞 精细陶瓷制作气门、气门座、摇臂等零件 精细陶瓷汽油机点火系火花塞 功能性精细陶瓷汽车调控系统、燃烧传感器、传动装置传感器等三、车用陶瓷33日本、美国绝热

8、发动机上采用的结构陶瓷 零 件 名 称要求的性能适用的陶瓷材料耐热耐磨低摩擦轻量耐蚀膨胀小活塞Si3N4、PSZ、TTA活塞环SSN、PSZ涂层汽缸套Si3N4、PSZ涂层预燃烧室Si3N4、PSZ气门头SSN、PSZ复合材料气门座SSN、PSZ气门挺杆Si3N4、PSZ、SiC气门导管PSZ、SiC、SSN进排气管ZrO2、Si3O4、Al2O3TiO2三、车用陶瓷34日本、美国绝热发动机上采用的结构陶瓷 零 件 名 称要求的性能适用的陶瓷材料耐热耐磨低摩擦轻量耐蚀膨胀小排气口/进气口ZrO2、Si3O4、Al2O3TiO2机械密封Si3N4、PSZ、SiC涡轮增压器叶片Si3N4、SiC涡

9、轮壳LAS隔热板LAS、ZrO2轴承SST四、车用胶粘剂41 胶粘剂又称粘合剂或粘接剂，俗称胶。它是一类通过黏附作用，使同质或异质材料连接在一起，并在胶接面上有一定强度的物质。 1常用胶粘剂的种类和性能特点 胶粘剂分为合成胶粘剂、天然胶粘剂和无机胶粘剂三大类。合成胶粘剂按照其基料的组成不同分为树脂型胶粘剂、橡胶型胶粘剂和混合型胶粘剂。 树脂型胶粘剂 树脂型胶粘剂包括热塑性树脂型胶粘剂和热固性树脂型胶粘剂两种。 四、车用胶粘剂42 热塑性树脂胶粘剂 这类胶粘剂使用方便、容易保存、具有柔韧、耐冲击性，初粘能力良好。但耐溶剂性和耐热性较差，强度和抗蠕变性能低。 聚醋酸乙烯酯胶粘剂是一种常用的热塑性树

10、脂胶粘剂。 热固性树脂胶粘剂 环氧树脂胶粘剂是一种常用的热固性树脂胶粘剂。环氧树脂的突出优点是粘附力强，内聚力强，工艺性能好，收缩率低，机械强度高，蠕变性和吸水性小，有较好的化学稳定性和电绝缘性能。 环氧树脂胶粘剂的主要缺点是耐热性不高，耐候性较差，局部添加剂有毒，适用期短。四、车用胶粘剂43 橡胶型胶粘剂 橡胶胶粘剂是以氯丁、丁腈、丁苯、丁基等合成橡胶或天然橡胶为基料配制成的一类胶粘剂。主要适用于柔软或膨胀系数相差很大的材料的胶接。 橡胶胶粘剂的主要品种有以下几种： 氯丁橡胶胶粘剂 氯丁橡胶胶粘剂可用于极性或非极性橡胶的胶接，非金属、金属材料的胶接。 在汽车、飞机、船舶制造和建筑等方面应用广

11、泛。 丁腈橡胶胶粘剂 丁腈橡胶胶粘剂适用于金属、塑料、木材 织物以及皮革等多种材料的胶接。四、车用胶粘剂44 混合型胶粘剂 混合型胶粘剂又称复合型胶粘剂。它是由两种或两种以上高分子化合物彼此掺混或相互改性制成。 酚醛-聚乙烯醇缩醛胶粘剂 酚醛-聚乙烯醇缩醛胶粘剂胶接强度高，抗冲击和耐疲劳性好，耐大气老化和耐水性好。 酚醛-缩醛胶粘剂适用于金属、陶瓷、玻璃、塑料及木材等，可用于汽车刹车片、轴瓦、印制线路板及导波元件等的胶接。 酚醛-丁腈胶粘剂 酚醛-丁腈胶粘剂综合了酚醛树脂和丁腈橡胶的优点，既有良好的柔韧性，又有较高的耐热性，是综合性能优良的结构胶粘剂。 酚醛-丁腈胶粘剂可用于金属和大局部非金属

12、材料的胶接，如汽车刹车片的粘合、飞机结构中轻金属的粘合，印制线路板中铜箔与层压板的粘合以及各种机械设备的修复。四、车用胶粘剂45 2.汽车胶粘剂的种类、胶结位置及胶粘剂的选用 汽车上使用胶粘剂的种类、胶结位置 我国已开发并应用于生产中的汽车胶粘剂品种约有40余种，如点焊密封胶、焊缝密封胶、折边密封胶、风挡玻璃胶粘剂等。胶粘剂在汽车上的典型应用四、车用胶粘剂46密封部位与密封胶的种类部 位密封零件密封胶种类ABCDEFGHIJKLMNOPQRS汽缸盖垫片密封螺栓密封绝热隔板接缝密封绝热隔板密封外层窗玻璃密封后窗玻璃密封后窗外层辅助密封顶篷排水槽外密封顶篷至车舷后部位塑料挡板胶接密封油箱输油管密封

13、行李箱接缝密封后排水槽外缝密封非膨胀性焊接内缝密封可膨胀性焊接密封挡泥板高低板填充密封底板内缝密封罩板总装的膨胀性焊接密封缝减振器垫片密封油漆下的外缝密封半干性粘弹性密封胶氯丁橡胶乳液或厌氧胶再生胶环氧树脂胶或聚氨酯胶丁基橡胶-聚异丁烯胶丁基胶软性丁基橡胶-聚异丁烯胶聚氯乙烯塑料溶胶高含固量聚氯乙烯塑料溶胶高含固量、可膨胀性、热固化氯丁胶高含固量聚氯乙烯塑料溶胶高含固量热固化聚氯乙烯塑料溶胶高含固量热固化聚氯乙烯塑料溶胶可膨胀、热固化丁苯胶高含固量聚氯乙烯塑料溶胶以沥青为基料的高含固量胶粘剂丁苯胶热固化氯丁胶高含固量四、车用胶粘剂47 胶粘剂的选用 胶粘剂的选用通常应综合考虑胶粘剂的性能、胶接

14、对象、使用条件、固化工艺和经济本钱等各方面的因素，合理地选用。 胶粘剂的性能 不同品种的胶粘剂，其性能差异较大，适用范围也不相同。胶粘剂的各种性能，与所参加的填料、固化剂、稀释剂、增韧剂等的性能与数量密切相关。四、车用胶粘剂48 胶接对象 在实际工作中经常会遇到各种各样的被胶接材料，同一种胶粘剂对不同材料的粘接力各不相同，所选用的胶粘剂也就不可能完全一样。因此在选用胶粘剂时，必须认真考虑胶接对象的种类与性质。 使用条件 被胶接件的使用环境和用途要求是选用粘接剂的重要依据。如果用于受力结构件的胶接，那么需选用强度高、韧性好、抗蠕变性优良有结构型胶粘剂；如果用于在特定条件下使用 (如耐高温、耐低温

15、、导热、导磁等)的被胶接件的胶接，那么应选用特种胶粘剂。一、摩擦材料、复合材料、陶瓷材料在汽车上的应用11 应用案例： 在汽车修理厂，有许多维修人员对磨擦材料、复合材料、陶瓷材料了解很少，在零件选用时往往不能准确把握，甚至选择错误，严重的影响了修理质量。针对这种情况应该如何处理？ 1案例分析 处理上述情况的最好方法是要求维修人员必须对磨擦材料、复合材料、陶瓷材料有一个清晰的认识，把握每种材料的种类、性能特点和在汽车上的应用。一、摩擦材料、复合材料、陶瓷材料在汽车上的应用12 2问题解决 要求维修人员能快速的掌握这些内容，只有将每种材料的种类、特点和应用进行高度的浓缩，列出表格进行学习。材料名称

16、材料种类材料的性能和特点材料在汽车上的应用摩擦材料1.增强材料：石棉、钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、有机纤维混杂纤维2.粘结剂：酚醛树脂或改性树脂3.填充材料：重晶石、硅灰石、氧化铝、铬铁矿粉、轮胎粉及、铅等粉末1.有足够高而稳定的摩擦系数2.优良好的耐磨性3.有较好的物理、力学性能4.不产生过重的噪音主要用于汽车制动摩擦片，汽车离合器摩擦片，手制动摩擦片一、摩擦材料、复合材料、陶瓷材料在汽车上的应用13材料名称材料种类材料的性能和特点材料在汽车上的应用复合材料1.纤维增强塑料：玻璃纤维增强塑料、碳纤维增强塑料等2.金属基复合材料：纤维增强金属基复合材料；颗粒、晶须增强金属基复合材料等3.纤维增强

17、陶瓷1.比强度和比摸量高2.抗疲劳性能好3.减振能力强4.耐高温性能好5.断裂安全性好6.化学稳定性好车身外板零件挡泥板、行李箱盖、散热器前装饰护栅、带加强筋的发动机罩、车顶盖、保险杠、侧密封、下盖板、车箱后围板的装饰、前照灯壳体等；发动机室内的蓄电池槽、气缸盖罩、配电盘、轴承盖、空气调节阀等；驾驶室内的仪表板芯、仪表罩壳、发动机气缸活塞、喷油嘴部件、制动装置等陶瓷材料1.氧化铝陶瓷2.氮化硅陶瓷3.碳化硅陶瓷4.氮化硼陶瓷5.氧化物陶瓷1.高硬度、高耐磨性、高弹性模量、较高抗压强度2.高熔点，热膨胀系数低，导热性小3.化学稳定性高，耐蚀性好4.电绝缘性好用于制造活塞、活塞环、汽缸套、预燃烧室

18、、气门头、气门座、气门挺杆、气门导管、进排气门管、涡轮增压器等二、胶粘剂的选用21 应用案例： 一台发动机由于天气寒冷，驾驶员忘记排放冷却水，导致机体内冷却水结冰，在机体上一缸和二缸之间和第六缸的位置胀出裂纹，使发动机不能正常运行。请问如何进行修理恢复？1-汽缸体上的裂纹；2-一缸的汽缸套 二、胶粘剂的选用22 1案例分析 修理发动机机体的裂纹要根据具体情况而定，大的裂纹需要先在裂纹处进行点焊，然后采取胶结修复的方法，小的裂纹直接采用胶结法就可以了。而修复工作最重要的一环就是要正确选用胶粘剂，否那么就会导致修理无效。 2胶粘机剂的选用 发动机机体的材料是铸铁，发动机处于高温、震动很大工作环境。酚醛-丁腈胶粘剂既有良好的柔韧性，又有较高的耐热性，胶接强度高、耐振动、冲击韧度大，抗剪强度随温度变化不大，可用于金属和大局部非金属材料的胶接。 根据这些具体情况，决定选用酚醛-丁腈胶粘