节能减排背景下,轻量化汽车材料面临新发展_bt电影

发布时间:2019-12-05 09:36 编辑:西极电力网

近年来,随着经济的稳定发展和人民生活水平的提高,我国汽车销量每年保持稳定增速,汽车保有量不断攀升。2017年,我国汽车销量达到2888万辆,同比增长3%。其中乘用车销量为2472万辆,同比增长1.4%。我国汽车保有量也节节攀升,截止2016年底,全国汽车保有量为1.94亿辆,同比增长13%,其中私家车保有量达到1.46亿辆,同比增长18%,占全部汽车保有量的75%。

但近年来,我国汽车油耗指标日趋严厉,国六排放标准比国五基础上严格30%,而汽车轻量化是最直接有效的节能减排措施,汽车质量每下降10%,油耗下降8%,排放下降4%,因此轻量化汽车材料的发展受到越来越多的重视。

碳纤维是目前工程上可以大规模应用的比强度最高的材料,其比铝轻30%、比钢轻50%,强度却是钢的7至9倍,最早用于航空、航天、军工等高精尖领域。随着碳纤维工艺的成熟和成本的下降,碳纤维复合材料(CFRP)在汽车领域也得到广泛应用,,同时也成为汽车轻量化减重的一大选择,根据测算,碳纤维的应用最终可使汽车减重30%-60%,因此也被誉为“轻量化之王”。但碳纤维成本高产业化推广较为困难。

镁合金是未来一段时间内汽车轻量化材料的较优选择。相比传统合金材料,镁合金为常用金属结构材料中最轻的一种,密度约为1.79g/cm3,为铝的2/3,钢的1/4,同时具备比强度高、比弹性模量大等优点,其减震性能和铸造流动性也较好,散热性也比较优异,非常适合汽车轻量化使用,同时与性能优异但价格昂贵的碳纤维比,镁合金生产成本具有巨大优势,因此在汽车中的应用比例不断上升,成为未来发展潜力极好的金属材料。

目前现代家庭轿车的主要材料中,钢材料占54%、铸铁为10%、塑料为8%-12%、铝合金占8%-10%、镁合金约为1%-2%、碳纤维则处于起步阶段。钢铁类材料既能满足轻量化需求,又能保障汽车安全性能,仍将是汽车的基础性材料;铝合金则满足了汽车特殊性能提高的需求;塑料类材料是汽车内饰以及外部部分结构的重要组成;镁合金则相对年轻,对汽车轻量化和性能的提升也起到很大作用。从发展趋势来看,目前高强度钢、铝合金在技术上更容易实现,未来一段时间在汽车中仍将占有较大比例,镁合金则随着配套企业规模的扩张,替代部分钢、铝的比例将不断提升;复合材料如碳纤维随着国内技术的成熟和成本的下降,在部分中高端车型上也将开启产业化道路。

近年来,我国出台各项政策鼓励汽车轻量化材料的发展,《“十三五”材料领域科技创新专项规划》中,高性能碳纤维被明确定性为我国核心关键材料、《新材料产业发展指南》强调要加快推动先进基础材料工业转型升级,镁合金属于其中之一、《化工新材料补短板工程实施方案》,要推动碳纤维、电子化学品、膜材料、工程塑料在下游的应用、《重点新材料首批次应用示范指导目录(2018年版)》,车用型大卷重高性能宽幅镁合金卷板、镁合金轮毂赫然在列,成为未来重点推广材料。国家政策的大力支持,汽车轻量化材料的产业化应用将不断加速推进。



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