1.4非金属材料及其在汽车上的应用 (课件）-高一《汽车机械基础》同步教学（北京理工大学出版社）

（一）塑料； （二）橡胶； （三）复合材料； 目录 任务四 非金属材料及其在汽车上的应用 任务导入 随着科学技术的飞速发展，现代汽车制造材料的构成发生了较大的变化，高密度材料的比例下降，低密度材料大幅度增加，汽车材料在向轻量化、节省资源、高性能和高功能方向发展，而非金属材料在这些方面具有显著的优势。什么是非金属材料，常用的非金属材料的种类有哪些，在汽车上的应用体现在哪些方面？ 任务四 非金属材料及其在汽车上的应用 任务分析 在汽车工业中，除了使用金属及其合金材料外，还使用很多非金属材料。各种仪表板壳、座垫、转向盘、轮胎、传动皮带、连接软管、塑型齿轮等都是用各种非金属材料制作的，由于非金属材料的原料来源广泛，自然资源丰富，成型工艺简单，又具有许多优良性能和某些特殊性能，因而其应用日益广泛，已经成为汽车工业不可缺少的组成部分。 非金属材料种类繁多，主要包括橡胶、塑料、陶瓷、玻璃、胶粘剂、摩擦材料、合成纤维、涂装材料等。 任务四 非金属材料及其在汽车上的应用 1.了解各种非金属材料的的类型及特点； 2.掌握常用非金属材料的性能特点； 3.掌握常用非金属材料在汽车上的应用。 学习目标 任务四 非金属材料及其在汽车上的应用 （一）塑料 相关知识 塑料是一种以有机合成树脂为主要组成的高分子材料，它通常可在加热、加压条件下被塑造或固化成型，得到所需的固体制品，故称为塑料。 1、塑料的组成 塑料的主要成分是有机合成树脂，也可加入各种增强材料、填料、增塑剂、固化剂、稳定剂、着色剂和阻燃剂等。 任务四 非金属材料及其在汽车上的应用 2、常用的工程塑料 常用的工程塑料分为热塑性工程塑料和热固性工程塑料两类。 1）热塑性工程塑料 热塑性工程塑料在成型前即是高分子状态。加热时材料会软化并熔融，可模塑成型，冷却后即成型并保持既得形状，并具有重复性。其树脂结构为线形或支链型结构。这类塑料的优点是加工成型简便，具有较高的力学性能。缺点是耐热性和刚性比较差。 2）热固性塑料 热固性塑料是把相对分子质量在1 000以下的一次树脂加热融化，浇入模中加热，使一次树脂连接而成高分子的成型品。其特点是初加热时软化，可塑造成型，但固化后再加热时将不再软化，也不溶于溶剂。它们具有耐热性高、受压不易变形等特点。缺点是力学性能不好，但可加入填料来提高其强度。 任务四 非金属材料及其在汽车上的应用 3、塑料在汽车上的应用 汽车用塑料按照用途可分为包装用塑料、外装用塑料和工程塑料。汽车内饰用塑料要求具备吸振性能好、手感好、耐用性好的特点，以满足安全、舒适、美观的目的。内饰用塑料品种主要有聚氨酯(PU)、聚氯乙烯(PVC)、聚丙烯(PP)和ABS等。它们用于制作坐垫、仪表板、扶手、头枕、门内衬板、顶棚衬里、地毯、控制箱、转向盘等内饰塑料制品。 汽车用工程塑料在汽车上主要用作结构件，要求塑料具有足够强度、抗蠕变特性以及尺寸稳定性。汽车上常用的工程塑料有聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚苯乙烯(PS)、.ABS、聚酰胺、聚甲醛、聚碳酸酯、酚醛树脂等。 采用工程塑料取代金属制造汽车配件，可以直接取得汽车轻量化的效果，还可以改善汽车的某些性能，如防腐、防锈蚀、减振、抑制噪声、耐磨等。例如在汽车上，采用聚乙烯(PE)制造汽油箱等。 汽车的外装件及结构件如传动轴、车架、发动机罩等，要求具备高强度，因而多采用纤维增强塑料复合材料制造。 任务四 非金属材料及其在汽车上的应用 （二）橡胶 橡胶是指在使用温度范围内处于高弹性状态的高分子材料。橡胶广泛地应用于弹性材料、密封材料、减振防振材料和传动材料，在工业生产中有着重要的地位，是一种重要的工业材料。 1、橡胶的特性 橡胶最显著的特点是具有高的弹性和回弹性。在一50℃～1 50℃的温度范围内，橡胶能保持较好的弹性，而且它受外力作用发生的变形是可逆的高弹性变形，伸长率可达100%～1000%；橡胶具有良好的回弹性，天然橡胶的回弹程度可达70%～80%；橡胶在高弹变形时，弹性模量低，只有IMPa左右，仅为软质塑料的1/30左右。同时，橡胶还有一定的强度，优异的抗疲劳性，还具有良好的耐磨性、绝缘性、隔声、防水、缓冲、吸振等性能。因此，橡胶材料被广泛用于生产的各个方面。 2、橡胶的基本组成 橡胶是以生胶为原料、加入适量的配合剂、经硫化以后得到的一种材料。 任务四 非金属材料及其在汽车上的应用 3.常用橡胶材料的品种、性能和一般用途 生产上常用的橡胶材料有天然橡胶、合成橡胶和再生胶。 1）天然橡胶 天然橡胶材料是指以天然橡胶为生胶制成的橡胶材料，属于通用橡胶。它具有优良的弹性；较高的强度和优异的抗疲