Ningbo Paint and Coating Industry Association
納米材料由于具有獨特的小尺寸效應而表現出不同于傳統材料的物理和化學性質。利用納米材料這些獨特的性質,可對傳統汽車領域中的材料進行改性,進而開發出更高性能的材料,開辟出新的材料生產途徑,以滿足傳統材料所不能達到的要求,納米材料的這一特點在汽車領域中得到了很好的應用。
納米技術的應用幾乎涵蓋了汽車的全部,比如車身、底盤、內裝、輪胎、傳動系統、排氣系統等均可因納米技術的應用而產生不同的功能特性;納米技術在汽車材料上的廣泛應用,將使發動機產生質的飛躍;將降低汽車各部件磨損,降低汽車消耗,減少汽車使用成本;一定程度上,還能消除汽車尾氣污染,改善排放。所以在汽車領域日新月異的改進與更新中,納米技術成為了汽車領域中的關鍵技術。
納米材料技術在汽車行業中的應用主要有以下幾方面:汽車涂料、車用塑料橡膠、車用排氣觸媒材料、新能源電池等。
納米材料在汽車涂料中的應用
-納米面漆-
汽車烤漆的剝落與老化,是造成汽車美觀程度變差的主要因素,其中又以老化為最棘手且難以控制的變量。
影響烤漆老化的因素很多,但其中最關鍵的當屬太陽光中的紫外線,紫外線容易使材料的分子鏈斷裂,進而使材料性能老化,高分子塑料如是,有機涂料亦如是,對有機涂層而言,由于紫外線是所有因素中,最具侵蝕性的,因此若能避開紫外線的作用,則可大幅提高烤漆的耐老化性能。目前最能有效遮蔽紫外線的材料,首選的就是TiO2納米粒子。
TiO2納米粒子是20世紀80年代末發展起來的主要納米材料之一。另外,納米材料還具有隨角變色的效應,處于不同角度光照射下的TiO2納米粒子會顯示出不同的顏色。例如將納米TiO2添加在汽車、轎車等金屬閃光面漆中,能使涂層產生豐富而變幻莫測的色彩效果;納米粉與閃光鋁粉或云母珠光顏料并用于涂料體系時,能在涂層的光照區的側光區反射藍色乳光,從而增加金屬面漆顏色的豐滿度,產生獨特的視覺效果。
-碰撞變色涂料-
碰撞變色納米涂料是為了防止汽車碰撞留下隱患,在碰撞變色納米涂料內含有微型膠囊,膠囊中裝有染料。涂有這種碰撞變色納米涂料的汽車,一旦外殼受到碰撞等強外力作用時,膠囊就會破裂,釋放出染料,使受撞部位顏色立即改變或變成指定顏色,以提醒人們重視。
納米材料在汽車用橡膠方面的應用
現在有一種車用納米橡膠,汽車制造中應用的橡膠數量越來越多。納米橡膠可以改變傳統橡膠的特性,呈現出優異的物理性能:強度高,耐熱性強,比重更小。由于納米粒子尺寸小于可見光的波長,納米塑料可以顯示出良好的透明度和較高的光澤度,這樣的納米橡膠在汽車上將有廣泛的用途。
汽車輪胎對橡膠的需求量最大。在輪胎橡膠的生產中,橡膠助劑大部分成粉體狀,如炭黑、白炭黑等補強填充劑、促進劑、防老劑等。這些粉狀物質,目前都朝著納米化的方向發展。
新一代納米技術已成功運用納米粒子作為助劑,而不再局限在使用炭黑或白炭黑,如ZnO、CaCO3、Al2CO3、TiO2等,最大的改變即是,輪胎的顏色已不再僅限于黑色,而能有多樣化的鮮艷色彩。另外無論在強度、耐磨性或抗老化性能上,新的納米輪胎均較傳統輪胎來的優異,例如輪胎側面膠的抗裂痕性能將由10萬次提高到50萬次。
納米材料在汽車發動機方面的應用
納米復合氧化鋯是目前最成功應用在工業上的納米材料之一,納米復合鋯系列材料顯著地提高了材料的耐高溫性能和導氧及儲氧功能,被廣泛應用在歐美市場上最新汽車發動機及尾氣排放控制系統中。
以納米鋯材料為基礎開發出的催化劑材料在催化性能及反應器微型化方面同樣達到了國際先進水平。
納米技術在汽車行業中未來的發展
綜上所述,未來汽車技術的發展有極大部分與納米技術密切相關,若能將汽車的所有部位都納米化,其附加價值必然大增。
汽車工業是現代工業的重要標志,納米技術應用于未來汽車技術的發展將是一個必然趨勢,也定會成為汽車技術升級的保證。相信在不久的將來,納米技術必將在汽車的制造領域得到更廣泛的應用。
來源:中國無機涂料網