当前位置:首页 > 党建与创新文化 > 创新文化 > 趣味科普

第十三期:石头能生产汽车,还能助力汽车减轻重量,这款材料真硬核!

时间:2021-04-20        来源:

由于环保和节能的需要,汽车工业向着轻量化方向发展。


所谓的汽车轻量化,就是在保证汽车的强度和安全性能的前提下,尽可能地降低汽车的整备质量,从而提高汽车的动力性,减少燃料消耗,降低排气污染。


实验证明,汽车自重每减少10%,燃油效率可提高6%~8%,汽车每减重100公斤,百公里油耗可降低0.3-0.6升、二氧化碳排放可减少1公斤。采用轻量化材料是汽车轻量化的主要途径之一。


01

玄武岩纤维

是一种轻量化的材料


我们在【趣味科普】第四期:“点石成金”的硬核材料——玄武岩纤维一文中,曾针对玄武岩纤维材料有过科普说明。


玄武岩纤维是一种绿色环保的高性能纤维材料,行业内常用“点石成金”来形容其生产过程,也就是将天然的玄武岩矿石粉碎后在1450~1500℃温度范围内熔化,拉丝制备成玄武岩纤维。


图片


玄武岩纤维具有力学性能佳、耐高温性能好、化学性能稳定、生产过程环保等等一系列优点,综合性能优异。以其与树脂复合,制备的纤维增强复合材料是一种性能优异的轻量化材料。


02

玄武岩纤维

助力汽车轻量化


近年来,应用玄武岩纤维复合材料打造的轻量化汽车频频亮相各大国际车展。


德国Edag公司 Light Car概念车,采用玄武岩纤维复合材料打造车体,兼具轻巧、稳定等优点,100%可回收再利用。


图片


意大利Roller Team房车公司环保概念房车Triaca230,采用玄武岩纤维复合材料墙板,相比玻璃钢减重30%。


图片


俄罗斯Yo-motor公司推出的城市电动车,采用玄武岩纤维复合材料车身,该车总重量只有700kg。


图片


03

玄武岩纤维

在汽车轻量化上的未来展望


①在乘用车上的应用展望


近年来随着纯电动汽车轻量化的迫切需求,以及高压RTM、模压加注塑一体成型等先进成型工艺的发展,连续纤维增强复合材料开始在汽车上实现批量应用。连续纤维增强复合材料已被广泛应用于车门模块、引擎盖、电池箱、防撞梁、板簧、底护板等部件。


图片

复合材料在乘用车上的应用实例


目前,乘用车用复合材料以玻璃纤维增强为主,碳纤维由于其价格昂贵,还难以在乘用车上大批量使用。玄武岩纤维抗拉强度接近T300碳纤维水平,价格只有T300碳纤维的1/5左右,是一种非常有潜力的汽车轻量化材料,可以代替玻璃纤维制造乘用车覆盖件、结构件和功能件,助力乘用车进一步实现轻量化。


②在商用车上的应用展望


近年来复合材料在商用车上应用拓展很快,尤其在重型卡车方面,玻璃纤维复合材料被广泛应用于驾驶室顶盖、导流罩、导流板、前围面罩、保险杠、翼子板、侧围护板、脚踏板、轮罩及其装饰板、门下装饰板、前围装饰罩、侧裙板等。欧曼ETX上复合材料应用实例如下图所示。


图片

欧曼ETX上复合材料应用实例


玄武岩纤维复合材料具有比玻璃钢更为优异的综合性能,有望在商用车上述部件上实现量产应用。


04

武汉先进院实现

“制造”向“智造”的转变


技术的优化提升,往往对于产业具有里程碑式性的意义。对于玄武岩纤维的制造,武汉先进院一直在不断探索创新模式。


在基于等离子体的玄武岩纤维表面改性等方面,武汉先进院做了大量原创性探索,相关工作A Versatile Solar-Powered Vapor Generating Membrane for Multi-Media Purification发表于化工领域的权威期刊Separation and Purification Technology。团队还面向市场应用需求,致力于玄武岩纤维及其复合材料应用技术和产品的开发与产业化,已在隔热防火、摩擦材料、车船制造、结构功能复合材料等方面开展应用研究,申请了多项发明专利。真正做到了从“制造”向“智造”的转变。

 


最新资讯

热烈祝贺中科院成立72周年

2021-11-11

王忠林出席2021年全国“双创”活动周湖北会场活动 提供...

2021-10-21

兴发集团与武汉先进院就战略新兴材料开发等领域达成战...

2021-10-12