第一篇：表面工程技术在汽车制造中的应用
表面工程技术在汽车制造中的应用举例
周金旭
(太原科技大学 材料科学与工程学院 030024)摘要：表面工程中防锈、电镀、表面强化及改性技术、涂装是汽车工业中应用最广泛的的技术，而喷丸技术和热喷涂技术也广泛应用于汽车的零部件，利用喷丸强化和热喷涂技术来提高、改善、修复汽车关键部件的抗疲劳寿命、耐腐蚀顿、耐高温氧化、耐磨等。喷丸技术是用来提高金属零部件疲劳断裂和应力腐蚀（氢脆）断裂抗力，并在实际使用中证明效果显著的表面强化工艺[1]而热喷涂技术利用了表面强化和表面改性来改善零件表面的性能它也有一定效果。
关键词：表面工程 喷丸技术 热喷涂技术 汽车零部件制造与修复 序言
汽车制造业越来多仰赖喷丸强化技术来和热喷涂技术改善、修复和提高汽车关键部件的抗疲劳寿命与抗腐蚀、耐高温氧化、耐磨等，并将这些因素在轿车、卡车、摩托车等设计的最初就加以充分考虑和重视。喷／抛丸强化技术和工艺热喷涂技术的应用现亦含括几乎大部分零件的设计中，包括：曲轴（去氧化皮和强化）、连杆（强化）、传动齿轮和其它轴类零件、齿圈、活塞，太阳齿和行星齿、板簧和圆簧、活塞杆、气门等
大量的汽车零部件无论是铸/锻件压铸件，机械切削件，焊接件都需要不同类型的喷抛设备与热喷涂技术进行表面处理。有确凿的数据证明(早在七十年代东风汽车公司就用喷丸强化解决了气阀弹簧和变速箱1-倒挡齿轮的早期断裂问题，该工艺已成为汽车悬挂弹簧的常规工艺方法[3].1975年美国P＆W公司就有2800件发动机零件采用热喷涂技术通用电气公司的一个发动机工厂热喷涂零件也有2000多个美国RR公司斯贝发动机有八种热喷涂涂层应用于近200多个零件[4]),通过喷丸强化,能让板簧的抗疲劳寿命延长600%,传动齿轮的抗疲劳寿命延长1500%,曲轴的抗疲劳寿命延长900%,毫无疑问,通过喷丸强化让抗疲劳性能和耐腐蚀性能的提高无论是对零件的使用寿命、使用安全性都意义重大。零件依赖该工艺，零件可以设计的更轻巧，一些原来因工艺规格要求不得不使用的昂贵材质的零件现在也可以被替换为价格低廉的材料，通过喷丸强化处理，达到同等甚至更好的性能标准[2].而热喷涂技术运用也不乏期例，QA19-2（铝青铜）喷涂层制造或修复活塞及轴瓦等车用部件；在活塞环和铝合金气缸表面喷Mo,形成减摩工左层已形成活塞环和铝合金气缸的制造和修复和修复工艺，用3Cr13电弧喷涂层修复曲轴美国Cummins公司在汽缸内壁喷涂0.5mm厚的ZrO2和0.2mmCrO2制造成耐磨耐蚀陶瓷涂层取得良好的效果在活塞表面涂Mo基中混有NiCrSi及2-Al2O3喷涂层其寿命比镀铬环更长可靠性更高，将ZrO2喷涂在内燃机燃烧室的内壁可提高内燃机的燃烧工作温度节省燃料，简化结构等[4].一、喷丸技术
1、试验方法步骤。1.1抛丸处理
作为制造流程的一环节，热处理过的曲轴需要经由抛丸处理来取出表面的热氧化皮。曲轴被置于旋转滚轮上，在滚动时曲轴所有表面被充分暴露在多个抛头抛射出的丸流下，多角度的丸粒冲击使曲轴外表面得以彻底清洗。1.2曲轴强化
由于曲轴在交变应力下工作，曲轴截面变化转接圆角处发生应力疲劳和应变破坏的危险性极大，目前，通过喷丸强化来改变曲轴抗疲劳性能已在相当广泛的范围内应用，效果让人满意。
相较于传统的滚压工艺的缺陷，即由于受曲轴加工工艺限制，各轴颈圆角很难与滚轮相吻合，往往造成圆角啃切现象，而且滚压后的曲轴变形大，效果不佳。而喷丸强化的机理是利用严格控制直径并具有一定强度的丸粒，在高速气流下，形成弹丸流，连续向曲轴金属表面喷射，犹如小锤锤击，使曲轴表面产生极为强烈塑性变形，形成冷作硬化层，由于轴在加工中受各种机械的切削力加工作用，其表面，特别是曲轴截面变化转接圆角处，应力分布极为不均匀，工作中又受交变硬力作用，因此很容易产生应力腐蚀而使曲轴疲劳寿命降低，而喷丸强化工艺就是通过引入一个预压硬力来抵消零件在以后工作周期会受到拉应力，从而提高工件抗疲劳性能和安全使用使用寿命。
对于喷丸处理，有两个重要参数，一个是应力强度，这通常采用“阿尔门试片”进行强度检测多个试片固定在曲轴不同表面特别是应力最集中的曲轴截面变化转接圆角处，一同进行喷丸试片上产生的压应力影响导致试片弓曲曲率的扩大变化与丸料冲的能量成比例，另一个喷丸质量的主要参数是覆盖率，所谓覆盖律是指强化后表面弹坑占据的面积与强化表面的比值，该参数通常在100％~200％ 有些曲轴应用可能要求覆盖率大于200％
根据曲轴的硬度和理想的导入压应力强度，通常曲轴喷丸强化使用的丸粒硬度在HRC50~55,大小在S280~S300(0.7~0.84mm),这样产生在阿尔门试片上的强度范围约在0.008~0.010C相较于抛丸清理，喷丸强化的工艺参数监控更为严苛，就曲轴强化应用，需要监控的参数包括: • 喷丸速度 • 喷丸强度 • 丸粒直径 • 喷丸的间隔 • 强化的时间 • 覆盖率这些参数中任意一个的变化，都会不同程度地影响曲轴表面强化的效果。
正确应用可控的喷丸强化技术，能使曲轴和其他在高载荷条件下工作的零件疲劳强度大大提高，大大提高了零件抗疲劳寿命，先进的喷丸设备，保证了喷丸质量的恒定行，和重复性被广泛应用于汽车等行业[2]。
二、热喷涂技术
1、热喷涂技术应用意义
随着汽车工业的发展，对零部件的性能提出了愈来愈高的要求，零件的使用寿命亦成为突出的问题，修理工作的作用不单是消极地将损坏了的零件恢复到新品的技术性能，而且还可以用比较经济的手段使零件修复后的性能超过新品。
延长汽车使用寿命的主要障碍，是零件因磨蚀早期失效，磨蚀失效的特点与零件的断裂破坏或过量变形失效不同，后者多造成整个零件报废，其原因常常是由于零件本身材料的机械性能差、或设计不合理、以及制造工艺选择不当所致。这需要从材料、设计、工艺等方面进行解决。而零件磨蚀却只是表面层的损坏及尺寸超限，就其本身而言，仍有继续使用的可能，仅需将表面磨蚀部分修复，使之在尺寸和性能上恢复到原来的状态。对于价格昂贵的重要零件，尤应注意修复，不能只靠更换配件。特别是进口汽车，由于零件品种多，标准不统一，组织配件生产困难较多，有些零件少量配制经济上也不尽合理，因而修复强化的意义更大。
2、实施方法
通常采用耐磨蚀材料覆盖磨蚀表面，修复旧件，这样不但可以使失效零件迅速恢复使用，而且可以成倍提高寿命。一般金属材料经过表面强化处理以后，在很多场合可以代替贵重的优质材料，甚至性能和工艺性方面较后者更优越。现代汽车日益向高速、高压、大功率发展，汽车零件的使用工况更加恶劣，在此情况下，只有更多的利用各种表面强化技术，提高零件的表面性能才能解决这一问题。
热喷涂技术（热喷涂加工）正是适应这种需要的一种金属表面强化技术。应用热喷涂技术在零件表面喷敷各种性能的材料(例如镍基、铁基、铜基合金以及铝、钼、锌等金属、或陶瓷等材料)，就可以使零件表面其有一些特殊性能如耐磨、耐蚀、扰氧化、绝热、导电、绝缘、密封等。这样可以简便地、大幅度地改善零件表面的工作性能。例如曲轴是汽车发动机的重要零件，当曲轴主轴颈及连杆轴颈磨损超过允许的极限时，就不能再用修理尺寸法修复了，此时如果采用喷涂法修复，不仅可以恢复原来的尺寸，而且其耐磨性还远远大于新曲轴。这不仅可以为国家节约大量钢材，井能提高社会的经济效益，特别是对于某些进口车辆的曲轴，经济效益就更为显著。汽车发动机排气门是一种用量大、易损耗的零件，也是保证发动机工作的可靠性和耐久性的零件之一。其失效形式是磨损、斑腐蚀和局部烧伤等，致使气门关闭不严，发动机动力性下降，油耗增加。目前国产汽车发动机的排气门多采用等钢材制作，这些耐热钢材、有些是要靠进口来供给的。为此，排气门的修复是很重要的。排气门的密封面采用氧乙炔焰喷焊后，其表面就可以获得一层耐高温，耐氧化、耐腐蚀的性能，使用寿命将大大超过新件，根据我们试验，经喷焊、修复后的排气门，装车使用行驶90000km的里程后，阀面仍然完好。
实践证明，热喷涂技术具有独特的优越性，在汽车修理方面有广阔的应用前景。除上述所例举的曲轴、排气门的修复之外，还有象汽车上的轴类零件、汽缸体、齿轮、键槽等都可以用热喷涂(焊)技术修复，以提高零件的使用寿命[5]。
三、结论与展望
表面工程技术对汽车制造修复意义重大，不但可以提高汽车的性能还能提高使用年限，节约资源，保护环境，而喷丸技术与热喷涂技术在汽车制造业中起到举足轻重的作用，我们应该予以重视，另外中国汽车行业发展迅速，更离不开表面工程技术。
表面工程技术在未来会有很大发展，近年来国内汽车市场的快速增长引起广泛关注，由此带来的汽车回收利用领域面临的问题日益突出。数据显示，作为世界汽车第一产销大国，我国2011年民用汽车保有量已突破1亿辆，汽车报废量超过400万辆，预计2020年报废量将超过1400万辆。
随着汽车报废数量增长，由此带来的环境资源问题日益严峻。在汽车报废后，如果不能及时拆解和回收，汽车产品中的有害物质如铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯和多溴二苯醚等将对生态环境和人体健康造成严重危害；而报废汽车在回收拆解、材料分离和再利用等环节，由于缺少相关的规范监管和引导，也使得报废汽车有可能造成二次污染。
然而，与欧美日等汽车发达国家相比较，我国在汽车回收利用方面还有着明显的差距，目前在我国还没有任何一部关于报废汽车回收利用的完整规范，另一方面，长期以来，由于报废汽车回收拆解行业采取粗放式经营，从而导致该行业技术手段落后，作业流程不规范，环境保护和资源利用水平低。
另外，报废厂不按规定交售报废车辆，非法回收拆解倒卖报废汽车的现象依然存在。据不完全统计，由于法定报废回收标准过低，我国每年近八成报废汽车流入了黑市，这不仅对正规的回收拆解企业造成了冲击，扰乱了回收拆解的正常秩序，更给道路交通安全、环境保护和资源利用带来了严重隐患。
事实上，对于报废汽车带来的危害，我国并非没有关注，只是相关政策早已不适应快速发展的形势。2001年国务院颁布了报废汽车回收利用办法；2006年，国家发改委等部门联合颁布了《汽车产品回收利用技术政策》，但缺乏具体要求和实施细则，可操作性不强。过时政策难以满足现状，并将严重制约中国汽车产业健康可持续发展，强化汽车回收利用管理已刻不容缓。
为改变行业现状，国家有关部门正组织力量对2001年颁布的《报废汽车回收管理办法》进行修订。近日，工业和信息化部节能与综合利用司副司长高东升透露，国家有关部门将采取多项措施加强汽车回收利用，其中包括制定强制性的汽车回收利用标准和法规，回收拆解的市场准入制度亟须健全。
据了解，目前国家相关主管部门一方面在大力推动修订后的《报废机动车回收拆解管理条例》尽快出台，另一方面要强化汽车制造商的责任，鼓励汽车制造商加强与回收拆解企业的合作和交流，要求汽车制造商为回收拆解企业提供必要的技术支持，同时要抓紧出台机动车强制报废标准，进一步明确报废条件，严格车辆年检和转移登记制度，从源头上防止报废汽车流向社会。而表面工程技术正可以解决此些难题，所以我们应予以重视，发展前景良好[6]。
四、参考文献
[1] 表面喷丸强化技术 航空航天部621研究所 王仁智 [2] 表面工程技术在汽车零部件生产中的应用 维尔贝莱特集团 [3] 杭州余杭永伟电器有限公司
[4] 热喷涂技术极其典型应用 钱强 俞韶华 徐林刚
[5] 陕西新兴热喷涂技术有限责任公司
[6] 腾迅网·腾讯汽车
第二篇：表面工程技术(电镀)
电镀的作用
表面处理的对象非常广泛,从传统工业到现在的高科技工业,从以前的金属表面到现在的塑料,非金属的表面.它使材料更耐腐蚀 ,更耐磨耗,更耐热,它使材料之寿 延长,此外改善材料表面之特性,光泽美观等提高产品之附加价值,所有这些改变材料表面之物理,机械及化学性质之加工技术统称为表面处理(surface treatment)或称为表面加工(surface finishing)
1.1.1 金属表面处理(metal surface treatment)
金属经初步加工成型后需修饰金属表面,美化金属表面 ,更进一步改变金属表面的机械性质及物理化学性质等之各种操作过程,称之为金属表面处理.或称之金属 表面加工(metal surface finishing)
1.2 表面处理的目的表面处理的目的可以分四大类:
(1)美观(appearance)
为了提高制品之附加价值,赋予制品表面美观,例如装饰性电镀(decorative plating)Au, Ag,Rh, Ni, Cr,黄铜等电镀(electroplating)
(2)防护(protection)
为了延长制品的寿命,再制品表面披覆(coating)耐腐蚀之材料,例如保护性电镀(protective
plating)Zn,Cd,Ni,Cr,Sn 等电镀.(3)特殊表面性质(special surface properties)
1.提高制品之导电性(electrical conductiuity),例如电镀Ag,Cu.2.提高焊接性(soderability)在通讯急电子工业应用,例如Sn-Pb 合金电镀.3.提高光线之反射性(light reflectivity)例如宇宙飞船,人造卫星的外壳需反射光线,Ag及
Rh的镀层被应用上.4.减小接触阻抗(contact resistance)例如在电子组件之Au及Pd电镀.(4)机械或工程性质(mechanical or engineering properties)
1.提高制品之强度(strenth),例如塑料电镀.2.提高制品之润滑性(bearing propertries)例如多孔洛电镀(porous chromium plating),内燃机之铝合金活塞(piston),镀锡Sn以防止汽缸(cylinder)壁刮伤.3.增加硬度(hardness)及耐磨性(wear resistance),例如硬洛电镀(hard chromium plating)
4.提高制品之耐热性,耐候性,抗幅射线,例如塑料,非金属之电镀.5.渗碳(carburizing),氮化(nitriding)之防止,例如钢铁表面硬化(case hardening)时在不要
硬化部份镀Cu.1.3 表面处理之重要性
表面处理工业虽然不是工业之主流,但只有透过表面处理,制品的特性及价值才能充份发挥出来.应用电镀(plating),阳极处理(anodizing),化成处理(convesion coating),涂装(coating)等工业技术,达到防蚀,增进可焊性,润滑性,耐磨性,附着性及钢材防止渗碳等的多项目的.所以表面处理为各种加工制造工业不可或缺的过 从传统工业到近代高科技,表面处理技术一直扮演非常重要性之角色.例如宇宙飞船,人造卫星,集成电路等之发展表面处理技术都有决定性之影响.由于表面处理对材料月异,带动相关科技工程之进步.1.4 表面处理技术之种类 从表面处理之特性可分类:
表面形成：
机械法：珠击法,切削,搪磨,撒砂,精磨,研磨,超加工
冶金法：表面硬化,(淬火,渗碳,氮化),扩散皮膜法
化学法：电解研磨,酸洗,化学研磨,酸蚀雕刻
表面披覆：
表面披覆：电镀,无电镀,热浸镀,熔射镀,真空蒸着,阴极喷溅
无机披覆：阳极处理,化成处理,着色,珐琅处理
有机披覆：涂装,橡胶加衬,塑料加衬
1.5 国内表面处理工业之状况及问题
依据民国70年行政院科技顾问组调查报告,有关表面处理工业,国内有约4000家,其中电镀工业约占1200家,分散全省各地,主要的生产项目有,工业电镀, 装饰电镀,热浸电镀, 阳极电镀,化成电镀,发色,涂装,从事表面处理的工作人员有15000至20000人,具有专业知识程度者约1000人至1500人.1.5.1 原料及设备之供应
大部分昂贵之原料依靠国外进口,生产设备多为国产,较贵重之检验仪器设备75% 是进口货.国内原料成本极高,业着负担沉重,应设法改善,防止贸易商操纵市场,更要鼓励研究开发及生产重要之原料.1.5.2 从业人员知识水平
一般从业人员的程度较低,科技短识及品管观念缺乏,难有研究开发新产品,唯赖低 廉劳力,以求生存.政府有关单位应定期举办研习会,使业者获得新知蔚为研究风气,提高技术水准,对在职工程人员,鼓励利用建教合作方式,进修或在职训练,亦应举办各类技术鉴定考试,并规定业者之工厂作业需由技术士担任.表面处理对材料之附加价值甚高,先进国家不惜投入庞大人力物力从事研究发展,使得表面处理技术日新月异,我国要并驾齐驱,迎头赶上,势必从教育做起,在大专院校设立正规教育之表面处理人才,才能有雄厚发展实力.鼓励学校与工业界间之建教合作,技术性问题需要由学校带动,学校要增添新设备,充实师资,积极培育专业人才,企业界要仅量聘用教育较高科技人员,以增加研究发展之潜力.1.5.3 生产及经营方式
一般专业厂商规模不大,主要为订货生产,小规模工厂没有管理制度,教育程度低,对人力,原料及能源造成无所谓的浪费.大厂则受到地下工厂恶性削价之竞争,影响 小厂应集中投资,合并经营,始合乎经济原则.就有生产设备应适时予以淘汰,换置自动化处理设备,能以简化经营管理,提高生产效率,稳定质量,节省人工,提高产品之国际声誉,促进工业升级.1.5.4 废物处理及公害
由于地下工厂甚多,使废物形成严重之公害问题,废物处理系统投资费用极高,非一般中小型表面处理工厂所能负担维持得起,根据经验及需要,认为设立
表面处理专业区,集中处理废物,废水,不但能减少公害,而且能管制地下工厂.1.5.5 表面处理公会
表面处理是工业发展中很重要的一环,避免或防止表面处理界之恶性竞争或市场 操纵,加强厂商彼此合作,联系与技术交流,应充份发挥公会功能,解决同业之困难.另应设有完整质量检验中心,集中检验,测定之服务,订定表面处理标准规范,作为厂 商质量改善或质量保证之依据.1.5.6 表面处理技术数据
根据业者的反映,国内技术资料的获得不亦且缺乏,技术难以突破, 应设置有健全的表面技术数据处理中心,对研究开发者适时提供新颖充份之信息,对引进国外技术者提供可参考数据.1.6 国内表面处理工业发展之方向
国内表面处理工业之技术自行开者很少,大多仰赖国外厂商之业务代表或代理商.往往引进之技术并非最前进者或只是局部的,因此使本国产品质量逊于外货乃为不可避免,产品之信誉及附加价值难以提升.国内学术机构也甚少做独立性长期性之研 究,国内欲求工业之升级,商品附加价值提高,必须大力提高表面处理技术,以达成支持各项金属制造业,机器工业,电子工业之任务.1.6.1 装饰电镀(decorative plating)
装饰电镀之主要目的改进产品之外观,提高产品附加价值,其主要产品如项链,胸 针,耳环等饰物,合法登记之装饰电镀厂不足十分之一,地下小厂不需付税捐,废水处里费用等,导致小厂吃大厂,劣币逐良币之反淘汰之恶性循环.所以发展之方向应为大厂增添新设备,提高技术水准,提高产品质量,加强取缔公害,自然促使非法及小厂淘或合并经营才能进一步发展.1.6.2 工程电镀(engineering plating）
工程电镀之目的是增加产品之耐蚀力,延长使用寿命,改进机械性质等.现在许多精密模具无法使用机械加工, 也使用电镀法, 称之为电铸
(electroforming 工之规模较大,许多操作采用自动化,多附属于大规模较大机器制造厂.独立之工程电 镀厂也大都与大型机器金属制造厂订有长期加工契约,其恶性竞争较装饰性电镀小,笋嵹禤a经济发展,工程电镀技术水准必须精益求精,力争上游,其发展是大有可为的工程电镀使用支持料数量巨大,因此废物处理之公害问题需特别重视,稍一不慎将 造成不可收拾的公害.一般中小厂为节省开支没有废物处理设备,或有也只供参观检 查时之用,浪费投资,罔顾员工及环境之安全与卫生.故今后发展方向为如何协助,促使这些小厂家合并始引进或研究开发更经济更有效新技术.工程电镀用之化学品如进镀成性质之添加剂,多为国外原料供货商之机密,利润甚高,若能长期研究必能研 就发展成功替代品,以减低本国电镀工业之成本.1.6.3 镀锡(tin plating)
镀锡生产应往高速率之连续生产方向发展,唯有使用高度自动化设备才能节省日益高涨之连续工资及能源.此种设备国内无法设计制造, 需向国外引进技术,近年来使用铝罐,铝箔,塑料瓶罐,腊纸盒,玻璃瓶等材料越来越普遍, 占去马口铁很大的市场尤其一些锡生产的开发国家如印度尼西亚,菲律宾,泰国,马来西亚等也开始生产马口铁,另外有逐渐改无锡铁皮(tin free steel)之趋势.1.6.4 热漫镀锌(zinc hot dip coating)
镀锌钢片主要有电镀式镀锌钢片及热浸式钢片,其中以热浸式占大多数,镀锌钢片具有优良耐蚀性与低廉价格.主要用途为建筑如用在顶板(roofing),侧板(siding),广告牌,风管等,其次为电器及机械业.国内镀锌钢片业者需淘汰更新陈旧设备,采用新式连续式热浸镀锌方式生产,产量大,质量佳,产品适用性广,成本低并加以配合耐高腐蚀力,镀层延性,抗热性,焊接性及美丽彩色涂装之需求提高制品之质量.如发展出来的铁锌合金镀面,差别镀锌,单面镀锌及铝锌合金镀面等.1.6.5 阳极处理(anodizing)
铝的阳极处理是铝金属表面藉由电流的作用形成一层氧化物膜,坚硬耐磨,抗蚀性极高,色泽优美.铝合金本身易于加工,强度高,用途很广,磥琐T阳处理产品为铝门窗,家具,照相机及仪表外壳另件.铝材制造极其加工业也日益扩展,铝阳处理有相当市场潜力.阳极处理之发展例如硬质阳极处理(hard anodizing),在低温电流亦有用交直流并用之阳极处理.这种硬化之阳极处理的铝材可用于活塞,汽缸,汽缸内衬,油压机及涡轮之另件,汽阀,齿轮,'枪械另件,离合器,煞车圆片,(brake disk),机器另见及工具等.浴温,电流密度, 溶液成份需自动控制才能严格管制成品之质量以达客户要求.自动化需引进国外技术及大量之资金,所以同时要深入了解国外市场之潜力循序达成自动化.1.6.6 涂装(coating)
涂装工业之成长仍应会继续扩大,应设法取缔地下工厂以减少公害保障合法厂商,避免恶性竞争.教育用户重视表面处理技术之价值,提高涂装质量之要求.大厂商应力争上游,自行发展高级产品而不能只埋怨小厂之低廉竞销.发展之趋势大多采用粉体涂装,以节省能源和溶剂并可减少公害.非溶剂之涂装和省能源型(紫外线硬化,低 温硬化)之新产品我国涂装工业当然应该迎头赶上.
第三篇：材料表面工程技术
材料表面工程技术
表面工程技术在运动装备的应用
摘要： 本文讲述表面工程技术在运动装备中的应用，并介绍了一下有关刀具的表面技术。在运动装备中主要选择介绍的为涂层布料，介绍及其分类和用途。还着重介绍牛仔裤的表面技术及其保养方法。还讨论了眼镜的表面工程技术。
关键词： 表面工程；道具；涂层布料；眼镜
Application of surface engineering technology in
sports equipment Abstract: This paper describes the application of surface engineering technology in sports equipment, and introduces the technology of tool surface.In the main choice of sports equipment for coating fabric, introduces their classification and application.Also introduces surface technology jeans and maintenance.Surface engineering technology glasses are also discussed..key words:
surface engineering;props;coating glasses cloth;
一、现代刀具材料的表面涂层
经常会有人问为什么现在很多刀具都没砂光表面处理了，本小组经过多天的查找得出，砂光表面处理不仅容易生锈，而且手工不好的员工会把刀具的线条打磨的变形（非常难看）主要的是日后很难保养，那些只是上世纪90年代的处理方法了，刀具材料的韧性和硬度一般不能兼顾，故一般刀具材料的寿命主要是受磨损的影响，而采用表面涂层处理的方法解决这一问题。
刀具材料的表面涂层是在高速钢和韧性较好的硬质合金等材料制成的刀具上，通过一定方法，在刀具表面上沉积极薄一层高硬度、高耐磨性和难熔的金属化合物碳化钛（TiC）或氮化钛（TiN），形成金黄色的表面涂层。由于涂层的硬度高，摩擦系数小，使刀具的耐磨性提高。涂层还具有抗氧化和抗粘结的特点，延迟了刀具的磨损。因此，切削速度可提高30%～50%，刀具寿命可提高数倍。
(圆网，刮刀或者滚筒）均匀的涂在布料上（有棉，涤纶，锦纶等基材），然后再经过烘箱内温度的固着，使在面料表面形成一层均匀的覆盖胶料，从而达到防水，防风，透气等功能。
1．涂层面料的原理
利用溶剂(现在的面料厂一般是用甲苯或丁酮)将所需要的涂层胶粒(有PU胶,A/C胶,PVC,PE胶)等溶解成流涎状(关系到胶料与溶胶的配比，粘度等)再以一种刮刀的方式均匀的涂在布料上(有棉，涤纶，锦纶等基材)，然后再经过烘箱内温度的固着，使在面料表面形成一层均匀的覆盖胶料，从而达到防水，防风，透汽等功能!
2．分类
PA涂层又叫AC胶涂层，即丙烯酸涂层，是目前最普通最常见的一种涂层，涂后可增加手感，防风，有垂感。
PU涂层即聚氨酯涂层，涂后织物手感丰满，有弹性，表面有膜感。
防绒涂层即指防羽绒涂层，涂后能防止羽绒跑绒，适合做羽绒服面料。但现在涂层中凡有水压要求的PA涂层也叫防绒涂层。
二、涂层面料
是一种经特殊工艺处理的面料。就是利用溶剂或水将所需要的涂层胶粒（有PU胶,A/C胶,PVC,PE胶）等溶解成流涎状,再以一种某种方式 材料表面PA白胶涂层即在织物表面涂一层白色的丙烯酸树脂，能增加布面的遮盖率，不透色，并使布面颜色更鲜艳
PU白胶涂层即在织物表面涂一层白色聚氨酯树脂，作用基本同PA白胶，但是PU白胶涂后手感更丰满，织物更有弹性，牢度更好。
PA银胶涂层即在织物表面涂一层银白色胶，使织物具有遮光，防辐射的功能，一般多用于窗帘、帐篷、服装。
PU银胶涂层基本功能同PA银胶涂层。但PU涂银织物具有更好的弹性、更好的牢度，对于帐篷等要求高水压的面料，PU涂银相对PA涂银更好。
珠光涂层通过对织物表面珠光涂层，使织物表面具有珍珠般光泽，有银白色和彩色的。做成服装非常漂亮。也有PA珠光和PU珠光之分，PU珠光比PA珠光更加平整光亮，膜感更好，更有“珍珠皮膜”的美称。
阻燃涂层是使用阻燃涂层胶在普通面料或全棉阻燃面料表面进行涂层处理达到位一定的阻燃效果及防水效果，此种涂层阻燃面料在帐蓬、车衣上使用较多，目前主要是新乡新星公司在开发推广。
3.涂层面料的用途
还可应用于国防、航海、捕鱼、海上油井、运输等领域。
防水涂层系列面料，具有防风防水，透湿等多种功能。
从时装市场看：有50%的休闲装都是由涂层面料制成，主要款式有背心、茄克衫，采用是的PU涂层，质地比较轻薄。色彩趋向淡雅、有浅蓝、浅灰、浅紫等，一眼望去好似一道清风，清新靓丽。涂层服装最大的优点就是手感柔滑、防雨水、易清洗，上市以来一直受到年轻人的喜爱，销路不错。涂层服装消费群主要是年轻的男女和中学生，这类服装价格不贵，款式变化多，迎合了年轻人的消费特点。
涂层织物的加工技术随着人类对防水材料要求的不断提高而不断完善，目前加工涂层织物最常用的有三种工艺方法:即:压延法、熔融法及刀刮法。刀刮法代表了目前最先进的涂层织物加工技术，其产品性能在诸多方面均比其他工艺方法生产的产品有着明显的优势，我们的工艺为刀刮涂层工艺。
工程技术
通常来讲，基布的织造，浆料的配制，生产工艺的控制是刀刮涂层产品质量好坏的关键因素。由于基布决定了产品的强度，且刀刮涂层的生产速度较快，幅面较宽，因此基布质量的任何过失都会导致产品质量的下降。浆料的配制直接决定了产品的绝大部分性能，因此它构成了刀刮涂层工艺的关键技术。我们拥有一条先进的刀刮PVC 涂层生产线，拥有专业的技术人员来保证我们的产品质量。
4.涂层牛仔裤
涂层牛仔裤外面有一层特殊的涂层，随着时间的流逝，这层涂层会磨损，这样就有了类似水洗的效果。因为每个人穿裤子的磨损不同，所以每一条牛仔裤最后会有不同的水洗效果，这样每一条都是独一无二的。
5.涂层牛仔裤保养方法
方法1如果是买回来第一次下水,那需要在水中倒一些白醋,同时把裤子翻转过来浸湿大约半小时,用来锁住颜色.因为深色的裤子必定会有少许的退色,而白醋可以让那种湛蓝色尽量保持原有的光泽.方法2将牛仔裤翻面放入水中手洗，避免不必要的清洗褪色；
方法3请千万别用热水浸泡裤子,那会有很大程度的缩水现象,水温应保持30℃以下。
方法4用温和的洗洁剂，切勿用漂白剂或任何添加含漂白剂或萤光剂的产品；
方法5如果牛仔裤不是有油污或其他肮脏情形时，尽可能减少洗衣粉用量，甚至可清水洗涤即可；
方法6晾干牛仔裤时，一定从腰部平整挂起（用夹子固定撑平，切勿拉紧）翻过来晾晒，晾在干燥通风处，避免阳光暴晒，容 易引发严重的氧化褪色或变硬。
三、涂层眼镜
屈光眼镜和太阳镜普遍存在的一个问题是回眩光。回眩光是光射到镜片的背面后，又反射到您的眼睛里而产生的。抗反光防护（AR）涂层（抗反射涂层）的作用在于减少镜片对光的这种反射。糟糕的情况下，您甚至会在镜片里看到自己眼睛的镜像。类似于防刮伤涂层，AR涂层也是涂在镜片上的一层很硬的薄膜。抗反光防护涂层物质的折射率
材料表面介于空气和玻璃之间。这使得薄膜内表面和外表面反射光的强度几乎是相等的。当薄膜的厚度约为光波波长的四分之一时，从薄膜内外表面分别反射出的光线会通过相消干扰互相抵消，从而最大程度地减少您看到的眩光。抗反光防护涂层也被涂在屈光隐形眼镜和一些太阳镜的前表面，以消除镜片反射强光所产生的“热点”。
除了AR涂层可以减轻镜片后表面反射的眩光外，还有几种途径可以减少或消除刺眼的光透过镜片。它们包括：
有色眼镜——镜片的颜色决定了镜片所吸收光谱的范围。制造商使用不同的颜色来产生特定的使用效果。
偏光眼镜——偏光滤镜通常是在透明的塑料或者玻璃表面涂上一层化学薄膜。通常，它所使用的化合物里的分子相互之间是自然平行排列的。当将它们均匀地涂在镜片上时，这些分子形成了微小的透镜，能够吸收所有与它们的排列方向相同的光。
镜面反射：反光太阳镜的镜片能象镜子那样反光。镜片上涂有一层非常稀薄的反光涂料——由于这层涂料非常稀疏，所以它被称为半镀银表面。
1.防刮伤保护层
玻璃是天然防刮伤的，但绝大多数的塑料都不是。为了解决这一问题，制造商研发出了一系列的方法，在镜片的表面镀一层透明而又坚固的薄膜。这类薄膜是由类钻碳膜和多晶钻石烧结体等物质组成的。通过电离工艺，在镜片表面上形成一层很薄但非常耐磨的薄膜
2.抗反射涂层
太阳镜一个普遍问题是出现后眩光，回炫光是光射到镜片的背面后，又反射到您的眼睛里而产生的。抗反光防护涂层的作用在于减少镜片对光的这种反射。
同防刮伤保护层一样，抗反射涂层是镜片上的一层很坚固、很薄的膜层。抗反射涂层物质的折射率介于空气和玻璃之间。这使得薄膜内表面和外表面反射光的强度几乎是相等的。当薄膜的厚度约为光波波长的四分之一时，从薄膜内外表面分别反射出的光线会通过相消干扰互相抵消，从而最大程度地减少你看到的眩光。抗反射涂层也被涂在屈光隐
工程技术
形眼镜和一些太阳镜的前表面，以消除镜片反射强光所产生的“热点”。
3.防紫外线涂层
一些最严重的眼睛疾病的致病原因之一是：紫外线。根据频率和波长不同，紫外线被分为两类：紫外线A和紫外线B。
作为一种天然的眼睛保护机制，人们眼睛的角膜能吸收所有的紫外线B和绝大部分的紫外线A。然而，还是有一部分紫外线A会到达眼睛的晶状体。长时间地吸收紫外线A可能导致白内障，少量穿过角膜到达视网膜的紫外线A能导致视网膜黄斑变性，而黄斑变性是致使65岁以上老人失明的主要原因。长期暴露在强烈的紫外线下会导致眼睛癌症或光化性角膜炎，也就是视网膜的灼伤。这种情况经常发生在冬天下雪后晴天的户外，雪面反射太阳眩光，因而通常被称为雪盲。
太阳镜有一个好的防紫外线涂层，可以消除紫外线辐射，您必须确保您的太阳镜能够百分之百地滤去两种紫外线。在太阳镜的标签上应该标明了该太阳镜能提供何种程度的紫外线保护，而你所需要的是100%的保护。
参考文献：
材料表面工程技术
王振延 孙俭峰 王永东
材
料表面工程技术
第四篇：表面工程技术简介
表面工程技术——喷涂项目
简介
表面工程技术是将材料表面通过表面覆膜、覆层式焊层（如热喷涂、堆焊、热浸镀、电镀等）或表面改性（如离子注入、渗透渗氮、激光处理等），或者兼有之复合处理，从而达到改变金属、非金属工件表面形态、化学成分或组织结构，使其获得所需的如耐磨、耐蚀、抗高温氧、绝热、导电、减摩、绝缘等各种功能特性，同时能有效改善使用性能与延长使用寿命。它具有二大特点：一是高度实用性；二是具有显著的优质、高效与低耗性与环保效益。
表面工程技术不仅应用于一般设备工件的表面强化、防护或修复再制造，而且还为高新技术的发展提供了材料与工艺支持。它已成为一门具有高新技术特色的、相对独立的新兴学科，并不断完善自身的学科体系。我国自“六.五”计划起，连续五个五年计划，将表面工程技术，特别是其中的热喷涂、堆焊技术列为国家重点推广应用项目。作为节能、节材的重大措施之一，表面工程技术早已被列为我国2005年长远发展规划的重要内容之中。
热喷涂、堆焊在钢铁、石油、电力、煤炭、矿山、航空航天、水泥、化工、轻工机械等方面具有广泛的应用市场和应用前景，不但是整个表面工程技术中的重要组成部分，而且也是表面工程发展的重要基础。
JP-8000型超音速火焰喷涂系统一套，按标准配置。该系统可喷涂辊形及平板类型工件。辊形工件最大尺寸Φ2000×6000mm、平板工件最大尺寸1500（高）×3000（宽）mm，工件最大重量为60吨。喷枪配置5220喷枪、8100CORONA控制柜、1264送粉器、PC35AC制冷式热交换器、5300型大流量氧气调压阀、1000小时损件备件以及配用管路、电缆等。
该系统主要辅助设备有：具备水平、垂直、框形及平面四种行走模式喷涂机械手，双动力工件转台承托车，隔音喷涂房及控制室，48滤芯反吹滤芯式除尘系统等。
JP-8000型喷涂系统所用材料为氧气和航空煤油，其中氧气耗用量很大，每小时约12瓶。因此需配置液氧供气装置一套。
如果将该系统隔音喷涂房由单开门改为双开门（可在订购合同注明），则可喷涂现代化大型造纸厂中长度8000~15000mm各类精密纸辊。
JP-8000是性能十分优秀的新一代超音速喷涂系统，独特的枪体结构产生3093℃高压燃气，经收缩/扩张燃烧喷最后的燃气焰流速度高达2194m/s。喷涂粉末在燃烧喷嘴下低压部位注入，因而使粉末混合更好，加热更均匀，氧气更少且一致，粉末粒子在燃气焰流中飞行速度可高达1000~1200m/s。JP-8000特别适合喷涂WC-Co、WC-Ni、WC-Co-Cr、Cr2C3-NiCr、MoB-Co-Cr以及金属和合金粉末，并可获得致密、结合强度高，而且生产结果重现性和稳定性非常好的高质量图层。
超音速喷涂：冷轧板连退炉（CAPL）与热镀锌生产线（CGL）立式炉低温段（≤520℃）和中温段（520~815℃）各种规定炉内辊：冷轧板、CAPL以及CGL生产线中各类工艺辊（张力辊、张紧辊、纠偏辊、夹道辊、转向辊、拉矫辊与去毛利辊等）；热镀锌生产线锌锅中沉浸辊与稳定辊；板坯结晶面铜板；拉丝盘、拉丝塔轮以及风机叶片、卷取机扇形板、高精度精度轴类工件等。此外，目前在钢厂中大量适用的镀络辊，超音速喷涂钴铬——碳化钨涂层是其最佳替代更新产品，而且肯定是一个合乎情理的发展趋势。
另外超音速喷涂可用于超音速喷涂：造纸厂卷纸轴、卷纸辊、引纸辊、压榨辊等纸辊以及瓦楞纸刀瓦楞辊；塑料挤螺杆、石油化工用各类球阀和阀闸、螺旋泵蛇形转子；飞机涡轮部件、水轮机叶片、核发电燃料芯棒、压塑机连杆和轴，田井下高磨损零件；飞机起落架注受力面——支承表面；火箭和喷气式引擎零件等。其它在机械制造行业需要增加耐磨、耐蚀、耐高温的部件等。
其技术参数：
燃烧焰流≥800-1500m/s；粉末颗粒飞行速度≥1200m/s-2400m/s；气孔率≤1%；结合强度高≥70MPa;涂层的致密度和硬度可控，其硬度可达HRC80以上；涂层厚度δ≥12.7mm（因粉末飞行速度高。喷涂时焰流压力高，涂层中的残余应力呈为压应力状态，适应大多涂层对厚度的要求，金属粉末的厚度可达1/2英寸），并且是连续喷涂，克服了爆炸喷涂的非连续缺陷，涂层结合强度均匀；喷后涂层表面光洁，符合CE。
超音速喷涂工艺流程如下：
工件预检——磨削或冲砂——缺陷修补——数磨加工——预热——喷砂——喷涂——砂带抛磨——封孔处理——动平衡测试——检验。
工件预测后的磨削与冲砂，主要是针对带有原喷涂层的返修旧辊而言。如能通过冲砂将其去除，则不需进行磨削加工。
将原涂层清除后，如辊面有气孔，裂纹等缺陷，一般采用TIG焊修补。如辊颈磨损而超差，则宜通过气保护焊或手工焊修复。修补、修复后，应进行精车加工。
确认辊面无缺陷、辊颈无超差后，在喷涂作业前须按图进行数磨加工。数磨加工很重要，无论平辊还是梯形辊，都是在高速运行条件下的高精度棍子（爆喷涂的炉辊也是如此），所以数磨加工实际上就是等于成品加工。
对直径较大的棍子，喷砂粗化前应适当预热，其目的一是给棍子一定的预膨胀量，最大限度地减小涂层应力；二是尽可能避免辊子表面吸附水气，以免影响涂层结合强度。
砂带抛磨工序主要是将涂层粗糙度抛磨至图纸或用户要求范围之内。砂带抛磨粗糙度在Ra1.6以上容易做到，若要求达到≤Ra0.8则比较困难。此时，需用振动研磨抛光机将涂层光洁度进一步加工到位。
对处于氧化或腐蚀环境条件下的喷涂辊，例热镀锌生产线中锌锅内的沉浸辊与稳定辊，需要采用相应的封孔剂进行封口处理。封孔处理后，还要相应地进行烘焙干燥和固化处理。
如动平衡试验结果超标，则按图纸指定部位进行配重。
同堆焊材料一样，超音速、爆炸、等离子与电弧喷涂材料，基本上在国内均能生产供货。但是，也有象在钢厂中使用的WC-12Co，CrC3-NiCr、WC-10Co4Cr、MoB-CoCr以及特殊的耐锌液腐蚀，WC-Co等超音速喷涂的金属—陶瓷粉末，在涂层质量及粉末喷涂收得率上存在着一定的差距，目前需要大部分或全部通过国内代理从国外进口解决。完全可以相信，无需几年国产粉将大部分或全部取代进口粉，充分满足对各种喷涂粉末的市场需求。
表面工程技术的最大优势在于，能够以多种技术工艺方法制备出优于本体材料性能的表面功能涂层，其厚度最薄时只需要几微米，仅为结构尺寸的几十分之一至几百分之一，都可获得比本体材料更加优良、甚至无法获得的所需特性。有些零部件制备表面涂层是唯一的选择。
表面工程技术的最大特点：一是高度实用性，二是灵活性，三是有显著快速
优质的重复性，四是高效率与低耗性。国际国内大量的实践证明，经表面技术处理后的设备工件，无论在技术指标的可靠性、产品质量的优良性、服役的长期性、价值的经济性等方面都是最佳的选择。
表面工程技术不仅仅应用于一般的工矿企业设备工件的强化预防护或修复再制造，而且还为高新技术的发展提供了材料与工艺的支持。大量事实表明，通过表面工程技术已解决了一系列工业、国防工业上的重大关键技术和高新技术发展所遇到的特殊技术难题。
表面工程技术现在已经成为一门具有高新技术特色（集材料技术装备、技术工艺于一体，应用极其广泛）相对独立的新兴学科，并不断完善自身的学科体系。正因如此，国外专家、国内学者纷纷预言，表面工程技术将成为二十一世纪工业发展现代化、可持续发展的关键技术。
我国政府高度重视这一技术的研发与使用，几代高层领导亲自过问并指导。自“六五”起，连续五个五年计划，将表面工程技术，特别是其中的喷涂、堆焊技术列为国家重点推广应用项目。表面工程技术作为节能、节材的重大技术措施之一，已经列入我国科技发展长期规划中。
本项目提出的技术范畴，归属于表面工程技术学科，系其中的表面覆层、覆膜技术。由于热喷涂、推焊技术相对于其它表面技术，在解决钢铁生产、石油化工、煤炭、海洋石油、电力、交通运输、矿山机械、航天航空、轻工机械、造纸、塑料机械等工程企业中的设备部件具有更为广泛、实用的效果和应用前景。因而，它不但是整个表面工程技术中的重要组成部分，更是表面工程发展的重要基础和技术的核心。
山东义豪重工科技股份有限公司引进美国普莱克斯公司的超音速喷涂设备和技术，美国美勒堆焊设备及俄罗斯大重型设备引进国内高端技术拔尖技术人才，建立了省内第一家工艺方法齐全、技术装备先进、质保系统完善，并且具有自主创新、研发能力的：大（大、重型）精（精致工艺辊）特（特异性轧辊）轧辊堆焊以及超音速喷涂、爆炸喷涂等高端表面工程技术的专业性加工生产企业，填补省内空白。
山东义豪重工科技股份有限公司
第五篇：陶瓷材料在汽车设计与制造中的应用
陶瓷材料在汽车工业中的应用
姓名：高洋洋
专业班级：机制0903班
学号：2011212010115 【Abstract】：Car of engineering materials and application of engineering materials choice has its own standards and plans, need to consider the cost, environment and user needs.The car key components, if bear load, temperature, fatigue stress and chemical role consideration, is located in the engine in the engine exhaust system.Some parts of engine performance play an important influence, such as spark plug, cylinder valve group and now use the camshaft catalytic convert agent, etc.In order to make these components meet engine performance requirements, people have been trying to application of ceramic materials.The application of ceramic is not only related to the selection of materials and the car manufacturing cost, also can affect to the car's performance.A ceramic material if used to make car parts, the fracture toughness values is low.But materials can be widely used as coating, especially metal matrix composites(MMC), to improve the stiffness of the high metal.【摘要】：汽车应用多种工程材料并对工程材料的选择有自己的标准与计划，需要考虑成本、环境和用户需求等问题。汽车上最关键的部件，若承受的载荷、温度、疲劳应力和化学作用等方面考虑，位于发动机内的发动机排气系统。有些部件对发动机的性能起到重要的影响，如火花塞、汽缸凸轮轴气门组和现在应用的催化转化剂等。为了使这些部件满足发动机的性能要求，人们一直在设法应用陶瓷材料。陶瓷的应用不仅关系到汽车的材料选择和制造成本，也会影响到汽车的使用性能。
【关键词】：汽车部件
陶瓷
金属基复合材料（MMC）应用
【引言】：在过去20年的时间里,为满足汽车功能多样化的要求，人们逐渐把更多的目光投向特种陶瓷方面。从最早开始采用陶瓷材料制作汽车用绝缘装置，到生产火花塞的绝缘子，又扩展到净化排气的氧传感器、蜂窝型催化剂载体、保护催化剂使用的温度传感器、提高热效率采用的爆燃传感器以及气门加热器、水泵用机械密封圈等，显示出特种陶瓷产品咄咄逼人的发展态势。近年来，人们对陶瓷发动机的研制开发兴趣不减，已经逾越不少科技方面的鸿沟与难题，据悉陶瓷发动机作为新一代汽车产品的心脏，即将投入正式使用。特种陶瓷在汽车零件与部件方面的运用将进一步扩大，从而有可能形成一大系列产品，从陶瓷产业结构与产品结构上引发一次革命性的骤变。【正文】
陶瓷材料的性能特点 由于陶瓷材料的结合键为共价键或离子键，因而陶瓷材料具有高熔点、高硬度、高化学稳定性，耐高温、耐氧化、耐腐蚀等特性。此外，陶瓷材料还具有密度小、弹性模量大、耐磨损、强度高、脆性大等特点。对于功能陶瓷，还具有电、光、磁等特殊性能。按化学成分分类
按化学成分可将陶瓷材料分为氧化物陶瓷、碳化物陶瓷、氮化物陶瓷及其它化合物陶瓷。氧化物陶瓷种类多，应用广，常用的有Al2O3、SiO2、ZrO2、MgO、CaO、BeO、Cr2O3、CeO2、ThO2等。碳化物陶瓷熔点高，易氧化，常用的有SiC、B4C、WC、TiC等。氮化物陶瓷常用的有Si3N4、AlN、TiN、BN等。陶瓷在汽车制造及设计中的应用
现代的陶瓷材料有极好的工程特性，陶瓷材料在汽车上的应用较好地提高了发动机的热效率、降低了油耗、减少了排放污染，符合节能、环保的要求。因此，汽车上陶瓷零部件的开发及应用前景将十分诱人。然而他们作为发动机部件，还需要有适当的断裂韧性。技术陶瓷已经取得令人惊喜的进步，但是应用于汽车还是有较高的成本。陶瓷首先在高温燃气轮机中可用于制造叶片、燃烧筒、套管、主轴轴承等，在燃气轮机中可试用陶瓷制造的零部件有：
叶片、燃烧筒、套管、主轴轴承等。在内燃机中可用陶瓷制造的零部件有：活塞内衬、气缸、预燃烧室、挺杆、阀门、喷嘴、涡轮增压器转子及轴承等零部件。但是关于陶瓷方面技术还未成熟，所以还没有应用到主要的运动件上。据测算，若汽车发图1陶瓷涡轮增压器叶片
动机的所有零部件都采用陶瓷制造，其重量可比合金发动机轻2/3，燃料费下降20%。这是很诱人的前景。此外陶瓷还有极好的耐久性，耐久性差会引起材料外表变化，金属的湿腐蚀和氧腐蚀是很常见的，腐蚀和氧化的组合作用会导致机械失效，这对汽车部件将是灾难性的。日照特别是紫外线辐射、氧化和一些化学剂造成塑料和其它聚合物的性能恶化。通常添加稳定剂，改善加工和提高使用寿命。相比之下，陶瓷比聚合物和金属更稳定，但脆性较大。可使陶瓷作为涂层材料，用在难熔金属上及金属和聚合物的复合材料中，可使它们潜在的优势最大化而限制最小。陶瓷复合材料
如前所述，陶瓷材料若用于制造汽车部件，其断裂韧度值较低。但材料可广泛用作涂料,特别是金属基复合材料（MMC)中，能够提高较高金属的刚度。
最关键的应用是发动机顶部活塞，其工作温度至少为350摄氏度，频率为600hz，速度为0-60mile/h，产生1000g的重力加速度。共晶成分的铝/硅合金便于采用重力法铸造，用于制造活塞体。在铝/硅合金中加入5%的铜，能够承受更高的温度。在工作的温度下，这样的合金强度高、膨胀系数低。多年来活塞的质量已经减小，这主要是由于先进的设计而不是材料的改进。活塞底部和气门底座区域现在用MMC离子涂层，用氧化铝基/二氧化硅晶须增强的铝合金组成。由于提前点火及敲缸问题，这些涂层一般不能用于汽油机，但它们在柴油机上的广泛应用，柴油机能够以更高的温度有效的运转。陶瓷缸套所用的材质是国际上最先进的增韧性氧化镐材料，其断裂性为传统陶瓷的10倍左右，耐磨、耐腐性极佳。用严格控制的工艺参数和烧成制度，可制成多种规格大尺寸一体陶瓷缸套。该种缸套寿命达到5000～6000h。
活塞环起到弹性密封的作用，防止气体在活塞燃烧室空间和承载油的曲轴之间漏气及损失功率，燃烧器体不能向下泄露，机油不能进入到燃烧室，否则产生排放问题。活塞环必须耐磨损，汽缸套也必须耐磨损。它们涂有MMC这样的高硬度的镀铬层，由超细的氧化铝颗粒来增强，氧化铝位于各微型裂孔中。相类似的有发动机的轴承，如主轴和大端连杆轴承常用氧化铝基MMC涂层，大大改进了耐磨性能。
汽车靠离合器摩擦盘来传递动力，离合器的使用寿命，主要取决于从动盘摩擦片的耐磨性，铝基复合材料的耐磨性，导热性好，可用它来做离合器摩擦片。美国DWA公司采用硅/铝复合材料制造摩托车活塞，解决了其耐磨性问题，在一年内100次以上的越野赛后仍无明显磨损。
Lotus公司生产的莲花Elise车，用MMC材料代替制动盘的铸铁，这样的制动盘通常用于一级方程式赛车和Grard prix摩托车，所有的欧洲制造厂正在评价MMC用于新车型的制动盘和制动鼓。有两种主要类型的MMC,基于粉末的和基于纤维的，基于粉末的材料（PMMC）在经济上具有更大的竞争力。熔融的金属混
图3Lotus生产的莲花Elise
图2陶瓷刹车盘
合物法是制造PMMC成本最低的方法。这将生产出铸块，通常是铝或锰基的，通过标准的铸造技术，为避免机体和颗粒之间产生化学反应，温度的控制最为关键。
在催化剂的设计和制造中，还有一些材料问题。汽油在燃烧过程中不能完全地将碳转化为二氧化碳和水，虽然正在开发稀薄燃烧
图4蜂窝陶瓷 发动机，但碳氢化合物、一氧化碳和氢化物仍然存在于废气中。催化转化剂可将90%的废气排放物转变成水、二氧化碳和氮。使用稀土金属铂、钯和铑，用镍或镉作为稳定剂，防止颗粒烧结，以减少催化剂活动造成的损失。昂贵的稀土催化转化剂承载在氧化铝基的涂层，这种涂层稳定且有效。复杂的氧化铝系统用于涂在挤压的陶瓷蜂窝状结构中，由矿物精石来制造。这种结构是由一系列的内通道或管组成，每平英寸大约有400个管道，产生快速化学反应所需要的较大面积。反应面积根据氧化铝涂层系统的设计会增大，稀土催化剂金属颗粒的平均直径为10nm，可以估计最终的反应面积相当于三个足球场的面积。整体式蜂窝状结构被不锈钢盖所包围，用不锈钢网或陶瓷垫作为夹层，这可以防止不同的热膨胀及机械振动。最后转化剂与汽车排气系统的其它部分集成。催化转化剂用于柴油机还不成熟，因为涉及到处理碳粒和碳烟这样的排气成分和相关的润滑油和硫化物，这些不仅会使人类中毒，而且能使催化转化剂稀土金属中毒，致使稀土金属效果减弱。故柴油机燃料排放问题的解决需要一定的成本。【结束语】
为了保护大气环境和节约能源，国内、外汽车行业都在加紧对未来汽车的研究和开发工作。随着制造技术、加工技术、设计技术和可靠性评价技术的不断提高，陶瓷零部件成本有可能急剧下降。我国陶瓷发动机及其它陶瓷零、部件的研究工作，已取得了很大进展。相信不久的将来，陶瓷材料在汽车上应用这一领域会有更大的突破，从而大幅度改善汽车的性能。未来的汽车将向高技术化、轻型化、节能化、无污染化等方面发展。高性能陶瓷的将来发展，不可估量。
【参考文献】
【1】 张金柱等，《现代汽车设计概念》，化学工业出版社，2007.1 【2】 李世普，《特种陶瓷工艺学》，武汉工业大学出版社，1990 【3】 www.xiexiebang.com/cms/cms/infopub/infopre.jsp汽车工业信息网2010.12
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