对(duì)于(yú)汽車行業来(lái)说(shuō),使用特(tè)殊材料打(dǎ)造汽車並(bìng)不(bù)是(shì)什麼(me)新(xīn)鮮事(shì)了,早(zǎo)就(jiù)有(yǒu)廠(chǎng)商使用过(guò)碳纤維、鋁(lǚ)鎂等材料来(lái)裝(zhuāng)點(diǎn)前(qián)衛时(shí)尚的(de)高(gāo)性(xìng)能(néng)轎車。但是(shì)陶瓷不(bù)是(shì)用来(lái)做精细(xì)瓷器和(hé)衛浴産品的(de)麼(me)?
这(zhè)輛獨一(yī)無二(èr)的(de)陶瓷版布(bù)加迪威龍白(bái)金(jīn)跑車是(shì)法國(guó)超級跑車制造商布(bù)加迪與(yǔ)柏林(lín)皇家(jiā)瓷器建造廠(chǎng)去(qù)年(nián)联合推出(chū)的(de)。它(tā)采用陶瓷材質(zhì)進(jìn)行整車制造,油(yóu)箱蓋、車标(biāo)和(hé)輪蓋部(bù)位(wèi)由特(tè)殊材料制成(chéng)。它(tā)由一(yī)个(gè)8升(shēng)W16引擎提(tí)供動(dòng)力,可(kě)産生(shēng)1000馬力,由于(yú)動(dòng)力十(shí)足,时(shí)速從0加速到(dào)62英里(lǐ)(約100公(gōng)里(lǐ))僅需2.5秒(miǎo),最(zuì)大(dà)时(shí)速可(kě)达(dá)253英里(lǐ)(約407公(gōng)里(lǐ)),出(chū)廠(chǎng)售價为(wèi)160万(wàn)英鎊。強(qiáng)迫症的(de)我(wǒ)真(zhēn)擔心(xīn)听(tīng)到(dào)“嘩啦”一(yī)聲,这(zhè)下(xià)再也(yě)不(bù)用擔心(xīn)别人是(shì)不(bù)是(shì)来(lái)碰瓷的(de)了。
新(xīn)型陶瓷是(shì)碳化矽和(hé)氮化矽等無機(jī)非(fēi)金(jīn)屬燒結而(ér)成(chéng),是(shì)氧化鋁(lǚ)陶瓷強(qiáng)度(dù)的(de)三(sān)倍以(yǐ)上(shàng),能(néng)耐1000℃以(yǐ)上(shàng)高(gāo)温(wēn)。要(yào)将柴油(yóu)機(jī)的(de)燃耗費降低(dī)30%以(yǐ)上(shàng),新(xīn)型陶瓷是(shì)不(bù)可(kě)缺少(shǎo)的(de)。現(xiàn)在(zài)汽油(yóu)機(jī)中(zhōng),燃燒能(néng)量(liàng)中(zhōng)的(de)78%左(zuǒ)右(yòu)是(shì)在(zài)热(rè)能(néng)和(hé)热(rè)傳遞中(zhōng)損失掉的(de),柴油(yóu)機(jī)热(rè)效率为(wèi)33%,與(yǔ)汽油(yóu)機(jī)相比已十(shí)分(fēn)優越,然而(ér)仍有(yǒu)60%以(yǐ)上(shàng)的(de)热(rè)能(néng)量(liàng)損失掉。
因(yīn)此(cǐ),为(wèi)減少(shǎo)这(zhè)部(bù)分(fēn)損失,用隔热(rè)性(xìng)能(néng)好(hǎo)的(de)陶瓷材料圍住燃燒室(shì)進(jìn)行隔热(rè),進(jìn)而(ér)用廢气(qì)渦輪增压器和(hé)動(dòng)力渦輪来(lái)回(huí)收(shōu)排气(qì)能(néng)量(liàng),有(yǒu)試验(yàn)證明(míng),这(zhè)樣(yàng)可(kě)把(bǎ)热(rè)效率提(tí)高(gāo)到(dào)48%。同(tóng)时(shí)由于(yú)新(xīn)型陶瓷的(de)使用,柴油(yóu)機(jī)瞬間(jiān)快(kuài)速起(qǐ)動(dòng)将變(biàn)得可(kě)能(néng)。采用新(xīn)型陶瓷的(de)渦輪增压器,它(tā)比當今超耐热(rè)合金(jīn)具有(yǒu)更(gèng)優越的(de)耐热(rè)性(xìng),而(ér)比重(zhòng)卻只(zhī)有(yǒu)金(jīn)屬渦輪的(de)約三(sān)分(fēn)之(zhī)一(yī)。因(yīn)此(cǐ),新(xīn)型陶瓷渦輪可(kě)以(yǐ)補償金(jīn)屬渦輪動(dòng)态響應(yìng)低(dī)的(de)缺點(diǎn)。
对(duì)汽車用傳感(gǎn)器的(de)要(yào)求是(shì)能(néng)长久适用于(yú)汽車特(tè)有(yǒu)的(de)惡劣环(huán)境(高(gāo)温(wēn)、低(dī)温(wēn)、振動(dòng)、加速、潮(cháo)湿(shī)、噪聲、廢气(qì)),並(bìng)應(yìng)當具有(yǒu)小型輕(qīng)量(liàng),重(zhòng)複使用性(xìng)好(hǎo),輸出(chū)範圍广等特(tè)點(diǎn)。陶瓷耐热(rè)、耐蝕、耐磨及(jí)其(qí)潛在(zài)的(de)優良的(de)電(diàn)磁、光(guāng)學(xué)機(jī)能(néng),近年(nián)来(lái)随着制造技術(shù)的(de)進(jìn)步而(ér)得到(dào)充分(fēn)利用,敏感(gǎn)陶瓷材料制成(chéng)的(de)傳感(gǎn)器完全(quán)能(néng)夠滿足上(shàng)述要(yào)求。
陶瓷制動(dòng)器是(shì)在(zài)碳纤維制動(dòng)器的(de)基礎上(shàng)制造而(ér)成(chéng)的(de)。一(yī)块(kuài)碳纤維制動(dòng)碟(dié)最(zuì)初由碳纤維和(hé)樹(shù)脂構成(chéng),它(tā)被(bèi)機(jī)器压制成(chéng)形,之(zhī)后經(jīng)过(guò)加热(rè)、碳化、加热(rè)、冷(lěng)卻等幾(jǐ)道(dào)工序制成(chéng)陶瓷制動(dòng)器,陶瓷制動(dòng)器的(de)碳矽化合物(wù)表(biǎo)面(miàn)的(de)硬(yìng)度(dù)接近鑽(zuàn)石(dàn),碟(dié)片(piàn)內(nèi)的(de)碳纤維結構使它(tā)堅固耐沖擊,耐腐蝕,让碟(dié)片(piàn)极为(wèi)耐磨。目前(qián)此(cǐ)類(lèi)技術(shù)除了在(zài)F1賽車中(zhōng)應(yìng)用,在(zài)超級民用跑車中(zhōng)也(yě)有(yǒu)涉及(jí)。
高(gāo)級轎車的(de)減振裝(zhuāng)置是(shì)綜合利用敏感(gǎn)陶瓷正(zhèng)压電(diàn)效應(yìng)、逆压電(diàn)效應(yìng)和(hé)電(diàn)致(zhì)伸縮效應(yìng)研制成(chéng)功的(de)智能(néng)減振器。由于(yú)采用高(gāo)靈敏度(dù)陶瓷元(yuán)件(jiàn),这(zhè)種(zhǒng)減振器具有(yǒu)識别路(lù)面(miàn)且(qiě)能(néng)做自(zì)我(wǒ)調节(jié)的(de)功能(néng),可(kě)以(yǐ)将轎車因(yīn)粗(cū)糙路(lù)面(miàn)引起(qǐ)的(de)振動(dòng)降到(dào)最(zuì)低(dī)限度(dù)。
近年(nián)来(lái),在(zài)航天技術(shù)中(zhōng)广泛應(yìng)用的(de)陶瓷薄膜噴塗技術(shù)開(kāi)始(shǐ)應(yìng)用于(yú)汽車上(shàng)。这(zhè)種(zhǒng)技術(shù)的(de)優點(diǎn)是(shì)隔热(rè)效果(guǒ)好(hǎo)、能(néng)承受高(gāo)温(wēn)和(hé)高(gāo)压、工藝成(chéng)熟、質(zhì)量(liàng)穩定(dìng)。为(wèi)达(dá)到(dào)低(dī)散热(rè)的(de)目标(biāo),可(kě)对(duì)發(fà)動(dòng)機(jī)燃燒室(shì)部(bù)件(jiàn)進(jìn)行陶瓷噴塗,如(rú)活塞頂噴的(de)氧化锆,缸套(tào)噴的(de)氧化锆。經(jīng)过(guò)这(zhè)種(zhǒng)處(chù)理(lǐ)的(de)發(fà)動(dòng)機(jī)可(kě)以(yǐ)降低(dī)散热(rè)損失、減輕(qīng)發(fà)動(dòng)機(jī)自(zì)身(shēn)質(zhì)量(liàng)、減小發(fà)動(dòng)機(jī)尺寸(cùn)、減少(shǎo)燃油(yóu)消耗量(liàng)。
總(zǒng)之(zhī),特(tè)種(zhǒng)陶瓷是(shì)一(yī)種(zhǒng)正(zhèng)在(zài)不(bù)斷開(kāi)發(fà)中(zhōng)的(de)陶瓷材料産品,但原料的(de)制取(qǔ)、材料的(de)評價和(hé)利用技術(shù)等許多(duō)方(fāng)面(miàn)都有(yǒu)尚待解(jiě)決的(de)課題(tí)。目前(qián),特(tè)種(zhǒng)陶瓷在(zài)汽車的(de)應(yìng)用並(bìng)不(bù)广泛,其(qí)中(zhōng)的(de)主(zhǔ)要(yào)原因(yīn)有(yǒu):制造工藝複雜、要(yào)求高(gāo);因(yīn)特(tè)種(zhǒng)陶瓷对(duì)原材料要(yào)求比較嚴格、工藝難以(yǐ)掌握,使得各(gè)批制品的(de)性(xìng)能(néng)難以(yǐ)保持(chí)均勻一(yī)致(zhì);成(chéng)本(běn)較高(gāo),可(kě)加工性(xìng)差、脆性(xìng)大(dà)、使用可(kě)靠性(xìng)差。不(bù)过(guò),人们(men)有(yǒu)充分(fēn)理(lǐ)由相信(xìn),随着科學(xué)技術(shù)的(de)飞速發(fà)展(zhǎn),在(zài)未来(lái)的(de)汽車制造業中(zhōng)将会(huì)有(yǒu)更(gèng)多(duō)的(de)特(tè)種(zhǒng)陶瓷、智能(néng)陶瓷制品被(bèi)引入和(hé)采用到(dào)汽車上(shàng),而(ér)且(qiě)一(yī)定(dìng)会(huì)在(zài)汽車生(shēng)産中(zhōng)得到(dào)广泛的(de)應(yìng)用。
1905年(nián),德國(guó)人率先(xiān)開(kāi)始(shǐ)了氧化鋁(lǚ)刀(dāo)具的(de)研究,1912年(nián),首款氧化鋁(lǚ)陶瓷刀(dāo)具率先(xiān)由英國(guó)人發(fà)明(míng),20世纪20年(nián)代(dài)后期(qī),先(xiān)進(jìn)陶瓷材料逐步走(zǒu)進(jìn)研究人員的(de)研究視線(xiàn)。從最(zuì)初的(de)主(zhǔ)要(yào)用于(yú)軍事(shì)領域的(de)結構陶瓷發(fà)展(zhǎn)到(dào)軍事(shì)、民用結構陶瓷、功能(néng)陶瓷的(de)研究;從最(zuì)初偏重(zhòng)與(yǔ)陶瓷材料的(de)制備發(fà)展(zhǎn)到(dào)对(duì)陶瓷粉體(tǐ)、顯微結構的(de)系(xì)統分(fēn)析,先(xiān)進(jìn)陶瓷材料的(de)種(zhǒng)類(lèi)和(hé)應(yìng)用在(zài)各(gè)領域取(qǔ)得了重(zhòng)大(dà)突破。
20世纪60年(nián)代(dài)美(měi)國(guó)材料顾問(wèn)委員会(huì)对(duì)材料制備領域進(jìn)行了調研得出(chū)的(de)重(zhòng)要(yào)結論是(shì):“为(wèi)了實(shí)現(xiàn)材料均勻的(de)、可(kě)重(zhòng)複的(de)無缺陷顯微結構,提(tí)高(gāo)材料性(xìng)能(néng)的(de)可(kě)靠性(xìng),陶瓷制備科學(xué)研究十(shí)分(fēn)必要(yào)”。
20世纪70年(nián)代(dài)以(yǐ)陶瓷發(fà)動(dòng)機(jī)为(wèi)背景,各(gè)國(guó)競相加大(dà)了对(duì)陶瓷材料研究與(yǔ)開(kāi)發(fà)的(de)投入,对(duì)先(xiān)進(jìn)陶瓷材料的(de)研究取(qǔ)得了长足的(de)進(jìn)步。從技術(shù)上(shàng)講,陶瓷材料已經(jīng)能(néng)夠基本(běn)滿足各(gè)種(zhǒng)苛刻(kè)条(tiáo)件(jiàn)下(xià)(包(bāo)括陶瓷發(fà)動(dòng)機(jī)部(bù)件(jiàn)在(zài)內(nèi))使用的(de)要(yào)求, 陶瓷材料的(de)研究轉(zhuǎn)向材料性(xìng)能(néng)穩定(dìng)性(xìng)、結構與(yǔ)功能(néng)性(xìng)一(yī)體(tǐ)化、低(dī)成(chéng)本(běn)制備工藝等方(fāng)面(miàn),各(gè)國(guó)仍在(zài)繼續增加对(duì)陶瓷材料的(de)研究與(yǔ)投入。進(jìn)入21世纪以(yǐ)来(lái),各(gè)國(guó)競相開(kāi)發(fà)不(bù)同(tóng)陶瓷材料在(zài)不(bù)同(tóng)領域的(de)應(yìng)用,随着裝(zhuāng)備水(shuǐ)平的(de)提(tí)高(gāo),通(tòng)过(guò)不(bù)斷地(dì)實(shí)验(yàn)、研究和(hé)質(zhì)量(liàng)控制等成(chéng)功實(shí)現(xiàn)了陶瓷材料産品的(de)批量(liàng)化穩定(dìng)生(shēng)産與(yǔ)制備。
從材料産業上(shàng)講,先(xiān)進(jìn)陶瓷已形成(chéng)一(yī)个(gè)巨大(dà)的(de)高(gāo)技術(shù)産業,目前(qián)全(quán)球各(gè)類(lèi)先(xiān)進(jìn)陶瓷材料及(jí)其(qí)産品的(de)市场(chǎng)銷售總(zǒng)額超过(guò)500亿(yì)美(měi)元(yuán),年(nián)增长率达(dá)8%。美(měi)國(guó)、法國(guó)、德國(guó)與(yǔ)日本(běn)在(zài)該領域整體(tǐ)上(shàng)處(chù)于(yú)領先(xiān)地(dì)位(wèi),而(ér)歐洲(zhōu)其(qí)它(tā)各(gè)國(guó)、韓國(guó)、中(zhōng)國(guó)大(dà)陸與(yǔ)台(tái)灣地(dì)區(qū)正(zhèng)從不(bù)同(tóng)的(de)研究領域展(zhǎn)現(xiàn)出(chū)各(gè)自(zì)的(de)優勢。