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智能陶瓷材料在汽车中应用

 

智能陶瓷材料在汽车中应用
 
       作为特种陶瓷产品分类的智能陶瓷材料,其中包括在汽车制造中使用的对环境敏感且能对环境变化作出灵敏反应的材料,目前已成为材料科学及工程领域中研究的焦点。
 



       汽车上使用的智能陶瓷产品,包括功能材料、驱动系统与反馈系统相结合的智能材料系统或结构。由于其综合性功能的发挥,可使汽车产品在行驶时感知与响应外界环境的变化,使汽车产品拥有自检、自测、自诊断、自修复、自适应等诸多性能。当前有些功能陶瓷制品已具有智能化的功能,如半导体钛酸钡正温度系数热能电阻及氧化锌变阻器,它们对于温度和电压具备自身诊断、候补保护与自身修复的功能,可以使材料本身拥有抵抗环境突然变化的能力,并可重复多次使用。在智能陶瓷系统中,压电陶瓷是重要的品类。现在已经普及使用及正拟开发研制的压电类智能陶瓷制品及材料系统如下:
 

       汽车减震装置:利用智能陶瓷产品的正压电效应、逆压电效应研制出的智能减震器,具有识别路面并自我调节的功能,可将粗糙路面对汽车形成的震动减到低限度,整个感知与调节过程只需要20秒。另外,采用智能陶瓷材料制成的减震装置还可以推广应用在汽车产品之外的领域,如使用到精密加工的稳固工作平台等。
 
      汽车智能雨刷:利用钛酸钡陶瓷的压阻效应制成智能陶瓷雨刷,可以自动感知雨量,自动将雨刷调节到佳速度。
 
      汽车有源消声陶瓷材料:由压电陶瓷拾音器、谐振器、模拟声线圈和数字信号处理集成电路组成的有源消声陶瓷材料,可把汽车的震动频率降低到500赫兹以下。
 
       此外,还可以利用智能陶瓷材料开发出智能安全系统与智能传输系统,如在安全气囊中,也使用了智能陶瓷元件。现代智能陶瓷材料的开发研究与市场,已经处在方兴未艾时期,同时它的应用已经不仅限于汽车工业,而且对造船、建筑、机械、家电、航天、国防等工业领域产生重要影响,将大大提高各类机械与电子产品的智能与自动化水平。
       总之,特种陶瓷是一种正在不断开发中的陶瓷材料产品,但原料的制取、材料的评价和利用技术等许多方面都有尚待解决的课题。目前,特种陶瓷在汽车的应用并不广泛,其中的主要原因有:制造工艺复杂、要求高;因特种陶瓷对原材料要求比较严格、工艺难以掌握,使得各批制品的性能难以保持均匀一致;成本较高,可加工性差、脆性大、使用可靠性差。不过,人们有充分理由相信,随着科学技术的飞速发展,在未来的汽车制造业中将会有更多的特种陶瓷、智能陶瓷制品被引入和采用到汽车上,而且一定会在汽车制作中得到广泛的应用。

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