车用复合材料三大分类及应用

随着科学技术的发展,具有轻质、高强度、耐腐蚀、易合成型等优点的非金属材料越来越多的取代传统的金属材料,在汽车上得到了应用.其中汽车用复合材料在汽车工业中越来越得到广泛的重视和应用,而且有着一定的市场开发前景.树脂在固化成形时一般需要添加填充物以增加其强度和韧性,除了粉末,以纤维材料作为增强体形成复合材料是较为常用的方法.车用复合材料按增强体的类型可分为短纤维增强复合材料、连续纤维增强复合材料和薄片增强复合材料三大类.

短纤维增强复合材料:一般指20mm以下的短切纤维作为增强体形成的复合材料.纤维无规则的分布在树脂基体内,增强效果较差,但制造成本相对较低.

连续纤维增强复合材料:包括20mm以上的长纤维、丝束、非织造布、二维编织物、多向编织物等增强体与树脂复合而形成的复合材料.其中,非织造布、二维编织物、多向编织物等由于织物本身具有骨架结构,与树脂复合时需要考虑树脂的浸润性,一般用来制作汽车顶棚.长纤维和丝束作为增强体材料由于具有较好的增强、增韧效果,近年来受到普遍欢迎.但是由于纤维长度较长,与树脂复合时纤维的分布、伸直状态等工艺较难控制,制造成本较高.目前,以长玻纤、碳纤为增强体的复合材料除了传统内饰件外,在外覆盖件、底盘等多部位均有应用.

薄片增强复合材料:增强体是长与宽尺寸相近的薄片,以平面二维为增强材料与基体复合而成的复合材料.

常用塑料材料普遍存在韧性不足、脆性高等缺点,以树脂材料为基体、纤维为增强体的复合材料具有质量轻、强度高、韧性好等优点,是汽车实现轻量化的重要途径.与传统材料相比,车用复合材料具有比强度高、质量轻、比模量高、抗疲劳性能好及减振性能好等诸多优点.复合材料的各个组成材料在性能上起协同作用,具有单一材料无法比拟的优越综合性能.因此,在汽车工业中,复合材料被广泛应用于车身、灯壳罩、前后护板、保险杠、板弹簧、座椅架及驱动轴等部件的设计与制造.