纳米技术在过去十几年已引起人们极大的兴趣,纳米材料作为纳米技术的一个分支领域,也获得了广泛的研究,并导致了新材料的发展、生产和商业化。汽车工业正是纳米复合材料的众多应用领域之一,纳米复合材料的零部件正在汽车工业中得到应用。
(一)综合研究
纳米复合材料被定义为在固体基体(通常是聚合物)中含有纳米级填充物,这些填充物被称为纳米物质(如纳米颗粒、纳米管、纳米纤维等)。纳米物质是汽车制造业中纳米复合材料部件的基础。
1、纳米物质的特征
①增加了颗粒和它周围环境的接触面积,加剧了颗粒和周围基体之间的相互作用,提高了材料的力学、化学和热学性能(1g25nm大小的颗粒具有20m2的表面积)。
②透明性:当颗粒粒径小于30nm时,可见光的反射可以忽略不计。
2、纳米材料的获取途径
一是从上至下的途径,其特点在于从“大”开始使其变“小”,例如在半导体工业中采用的方法;另一种从下至上的途径,其特点在于将原子或分子组装为物质,如化学工业采用的方法。
3、纳米材料产品在汽车工业中各种不同功能的应用:
①用于制备微粒过滤器中的燃料催化剂载体以防止烟雾;
②纳米颗粒增强的轮胎具有更好的耐磨性和透气性;
③用于汽车涂层,显示了极好的防刮擦性能,提高表面光泽;
④用于头灯和挡风玻璃的高亲水性防雾涂层,形成水膜而不是水滴;
⑤用于具有力学性能更好而重量更轻的结构塑料零部件。