新材料在汽车上的应用

2024-05-07

新材料在汽车上的应用（共6篇）

篇1：新材料在汽车上的应用

氧化锆陶瓷材料在汽车上的应用

一、陶瓷在汽车发动机上的应用

新型陶瓷是氧化锆等无机非金属烧结而成。氧化锆陶瓷与以往使用的氧化铝陶瓷相比，强度是其三倍以上，能耐1000摄氏度以上高温，新材料推进了汽车上新用途的开发。例如：要将柴油机的燃耗费降低30%以上，可以说新型陶瓷是不可缺少的材料。现在汽油机中，燃烧能量中的78%左右是在热能和热传递中损失掉的，柴油机热效率为33%，与汽油机相比已十分优越，然而仍有60%以上的热能量损失掉。因此，为减少这部分损失，用隔热性能好的陶瓷材料围住燃烧室进行隔热，进而用废气涡轮增压器和动力涡轮来回收排气能量，有试验证明，这样可把热效率提高到48%。氧化锆陶瓷零件氧化锆陶瓷零件同时，由于新型陶瓷的使用，柴油机瞬间快速起动将变得可能。采用新型陶瓷的涡轮增压器，它比当今超耐热合金具有更优越的耐热性，而比重却只有金属涡轮的约三分之一。因此，新型陶瓷涡轮可以补偿金属涡轮动态响应低的缺点。

其他正在进行研究的有：采用新型陶瓷的活塞销和活塞环等运动部件。由于重量的减轻，发动机效率可望得到提高。

二、特种敏感陶瓷在汽车传感器上应用

对汽车用传感器的要求是能长久适用于汽车特有的恶劣环境(高温、低温、振动、加速、潮湿、噪声、废气)，并应当具有小型轻量，重复使用性好，输出范围广等特点。陶瓷耐热、耐蚀、耐磨及其潜在的优良的电磁、光学机能，近年来随着制造技术的进步而得到充分利用，敏感陶瓷材料制成的传感器完全能够满足上述要求。

三、陶瓷在汽车制动器上的应用

陶瓷制动器是在碳纤维制动器的基础上制造而成的。一块碳纤维制动碟最初由碳纤维和树脂构成，它被机器压制成形，之后经过加热、碳化、加热、冷却等几道工序制成陶瓷制动器，陶瓷制动器的碳硅化合物表面的硬度接近钻石，碟片内的碳纤维结构使它坚固耐冲击，耐腐蚀，让碟片极为耐磨。目前此类技术除了在F1赛车中应用，在超级民用跑车中也有涉及，例如奔驰的CL55 AMG。

四、陶瓷在汽车减振器上的应用高级

轿车的减振装置是综合利用敏感陶瓷正压电效应、逆压电效应和电致伸缩效应研制成功的智能减振器。由于采用高灵敏度陶瓷元件，这种减振器具有识别路面且能做自我调节的功能，可以将轿车因粗糙路面引起的振动降到最低限度。

五、陶瓷材料在汽车喷涂技术上的应用

近年来，在航天技术中广泛应用的陶瓷薄膜喷涂技术开始应用于汽车上。这种技术的优点是隔热效果好、能承受高温和高压、工艺成熟、质量稳定。为达到低散热的目标，可对发动机燃烧室部件进行陶瓷喷涂，如活塞顶喷的氧化锆，缸套喷的氧化锆。经过这种处理的发动机可以降低散热损失、减轻发动机自身质量、减小发动机尺寸、减少燃油消耗量。

六、智能陶瓷材料在汽车中应用

作为氧化锆陶瓷产品分类的智能陶瓷材料，其中包括在汽车制造中使用的对环境敏感且能对环境变化作出灵敏反应的材料，目前已成为材料科学及工程领域中研究的焦点。

汽车上使用的智能陶瓷产品，包括功能材料、驱动系统与反馈系统相结合的智能材料系统或结构。由于其综合性功能的发挥，可使汽车产品在行驶时感知与响应外界环境的变化，使汽车产品拥有自检、自测、自诊断、自修复、自适应等诸多性能。当前有些功能陶瓷制品已具有智能化的功能，如半导体钛酸钡正温度系数热能电阻及氧化锌变阻器，它们对于温度和电压具备自身诊断、候补保护与自身修复的功能，可以使材料本身拥有抵抗环境突然变化的能力，并可重复多次使用。在智能陶瓷系统中，压电陶瓷是最重要的品类。现在已经普及使用及正拟开发研制的压电类智能陶瓷制品及材料系统如下：

汽车减震装置：利用智能陶瓷产品的正压电效应、逆压电效应研制出的智能减震器，具有识别路面并自我调节的功能，可将粗糙路面对汽车形成的震动减到最低限度，整个感知与调节过程只需要20秒。另外，采用智能陶瓷材料制成的减震装置还可以推广应用在汽车产品之外的领域，如使用到精密加工的稳固工作平台等。

汽车智能雨刷：利用钛酸钡陶瓷的压阻效应制成智能陶瓷雨刷，可以自动感知雨量，自动将雨刷调节到最佳速度。

汽车有源消声陶瓷材料：由压电陶瓷拾音器、谐振器、模拟声线圈和数字信号处理集成电路组成的有源消声陶瓷材料，可把汽车的震动频率降低到500赫兹以下。此外，还可以利用智能陶瓷材料开发出智能安全系统与智能传输系统，如在安全气囊中，也使用了智能陶瓷元件。现代智能陶瓷材料的开发研究与市场，已经处在方兴未艾时期，同时它的应用已经不仅限于汽车工业，而且对造船、建筑、机械、家电、航天、国防等工业领域产生重要影响，将大大提高各类机械与电子产品的智能与自动化水平。

总之，氧化锆陶瓷是一种正在不断开发中的陶瓷材料产品，但原料的制取、材料的评价和利用技术等许多方面都有尚待解决的课题。目前，氧化锆陶瓷在汽车的应用并不广泛，其中的主要原因有：制造工艺复杂、要求高;因氧化锆陶瓷对原材料要求比较严格、工艺难以掌握，使得各批制品的性能难以保持均匀一致;成本较高，可加工性差、脆性大、使用可靠性差。不过，人们有充分理由相信，随着科学技术的飞速发展，在未来的汽车制造业中将会有更多的氧化锆陶瓷、智能陶瓷制品被引入和采用到汽车上，而且一定会在汽车生·产中得到广泛的应用。

篇2：新材料在汽车上的应用

摘要：介绍了镁及镁合金的类型和它们的基本性能，国内外在汽车材料方面对其的应用情况，镁合金在汽车轻量化方面的应用，展望了镁合金在未来的应用前景。

1、镁及镁合金的特性

镁是银白色的金属元素,常温下镁的密度为1.74 g/cm ,约为钢的1/4,铝的2/3。在金属镁中添加其他元素可以形成各种镁合金。镁合金是现在大量使用的工程结构材料中最轻的,其比强度明显高于铝合金和钢,比刚度与铝合金和钢相当。同时,镁合金还具有良好的减振性,在相同载荷下,减振性是铝的100倍、钛合金的300~500倍。镁合金还具有良好的切削加工性及尺寸稳定性,其耐凹陷性、铸造成型性及表面装饰性俱佳,加之具有易回收利用、导热优良性、抗电磁干扰及屏蔽性能等特点,镁及镁合金广泛应用于冶金、汽车、摩托车、航空航天、光学仪器、计算机、电子与通讯、电动及风动工具和医疗器械等领域。金属镁主要用于:铝基合金的重要添加元素,用量约占镁的总消耗量的43%左右;制造各种零部件的用量已达到镁消耗量的35%左右;炼钢脱硫约占13%;阴极保护材料、金属还原剂和化工行业等。

当今，钢铁、铝合金和塑料是汽车上使用最多的三大类材料，按重量计算，三类材料占整车比例合计约为80%，其中钢铁约占62%，铝合金和塑料大体相当，均占8%-10%。镁合金在汽车上的应用比例为0.3%，平均重量约5kg，但近几年的增幅却较大。镁的比重为1.74g/cm3,是铝的2/3，钢的2/9，和塑料相当，是最实用的减重轻金属材料。镁合金也具有比强度、比刚度高等优良性能。正因为如此，镁合金有利于汽车轻量化、有利于节能和减排。据资料介绍：轿车质量每减轻100kg，油耗可降低5%。如果每辆汽车使用70kg镁合金，CO2年排放量能减少30%以上。汽车减重可以提高其加速性能；顶部和车门减重，可以降低汽车重心，增强稳定性；前部减重，可以使汽车重心后移，改善操纵性能。同时，镁的减振系数远高于铝和钢铁，具有优良的抗冲击性能，有利于减振降噪，选用镁合金作为汽车结构材料能有效降低汽车振动和噪声，受冲击时能吸收更多的能量。镁合金的散热性好，抗电磁干扰性高，使汽车更为安全舒适。

2、常用镁合金类型及其性能

由于交通工具轻量化的推动，世界各国都展开了对镁合金的研究，而限制镁合金发展的一个主要原因是镁合金的高性能——抗蠕变能力和高温疲劳性能较差，因此新材料的研发主要是针对这一问题进行，概括的说主要包括两个方面，一是对现有合金的优化，主要是针对现有的商业镁合金，特别是对AZ、ZK系合金进行改性，通过添加合金元素以期改善合金的高温性能；二是新合金系的开发，主要是指新型Mg-RE系的研发。

镁合金可分为铸造镁合金和变形镁合金。镁合金按合金组元不同主要有Mg-Al-Zn-Mn系（Az系列）、Mg-Al-Mn系（AM）和Mg-Al-Si-Mn系（AS）、Mg-Al-RE系（AE）、Mg-Zn-Zr n(ZK)、Mg-Zn-RE系（ZE）等合金。常用铸造镁合金的牌号及性能见表1。表2为常见变形镁合金的化学成分及基本特性。

3、镁合金在汽车工业应用现状

镁合金材料制造的汽车零部件品种繁多，从汽车的运动部件（如车轮），到汽车的结构部件（如汽车座椅框架），再到承受高温的耐高温部件（如缸体），这些零部件的共同特点是承受的机械和化学负载较低。镁合金材料经常用来制造“支架”、“壳体”、“端盖”或“堵盖”类零件等。由于镁合金材料具有极好的铸造流动性能，因此，非常适合于制造横拉杆之类的薄壁结构件和大面积的车辆内部结构件，如车门和前、后舱盖等。金属镁的物理化学特性使其比铝更适合压铸大型部件，最常采用镁合金材料的零部件有：

♦ 向轴，全球50%的转向轴采用了镁合金材料；

♦ 横梁，欧洲产轿车中使用了约6000t的镁合金材料；

♦ 变速器壳体，大众公司B型车架的轿车中每天使用约600个镁合金材料制造的变速器壳体。

原则上讲，镁合金材料主要用于汽车的内部结构的驱动系统中，大批量、由汽车零部件供应商提供的镁合金零部件有望在今后的5年内大量进入汽车制造业，那时，戴姆勒-克莱斯勒公司生产的汽车将采用镁合金自动变速器；BMW公司生产的轿车将采用镁-铝复合材料的发动机缸体。从长远来看，镁合金材料在车架制造和底盘制造中以及耐高温零部件的制造中也会进一步增加。

除了可以比钢和铝减轻40%～70%的重量这一优点之外，镁合金材料在减振、降噪和环保等方面也具有很大优势。地球上镁元素的含量丰富，便于对镁合金材料废旧零部件进行回收再利用；与铝合金材料相比，镁合金材料熔化、铸造时的能源消耗少，切削加工时机械磨损少，因此，整个生产费用可比铝合金材料减少20%左右。镁合金材料良好的焊接性能可能会给汽车的结构设计带来一场新的革命，它可以用来制造大量的结构件，特别是可以制造出一些薄壁件和大面积结构件，进而降低汽车的总装费用。

尽管每公斤镁锭的价格要比铝和铁贵一些，这一价格上的劣势因镁合金材料生产加工过程中的费用低廉而得以弥补，单位体积的镁熔化潜热只有铝的2/3，比热只有铝的3/4，并且有非常低的溶铁性，因此，总价格比铝合金材料仅高出20%左右。此外，镁合金材料还有一些不足之处就是耐腐蚀性差、抗蠕变性能差、刚性较差。在镁合金零部件的生产制造过程中，有许多问题需要解决，例如，在浇铸时，要克服不良的（冷）变形问题；另外，镁合金材料在实际应用中还有外部裸露件的锈蚀问题，还有在不同材质零件混和运输过程中都要注意提高镁合金的抗接触腐蚀能力，防止金属镁的自燃等问题。

汽车用镁及镁合金部件包括仪表盘、支架、座位框架、导向轴部件、变速箱、汽缸头外壳、进气岐管等非结构件。镁汽车部件开发包括车蓬板、结构支架、后甲板盖、内车门框架、发动机头、发动机主体等。

表3是汽车上镁合金典型应用类型零件。从该表可以看出采用镁合金制作汽车零件均能达到减重的效果，同时很多部位也能充分利用镁合金的减振性能，提高整车的NVH性能。

4、汽车工业的用镁前景

世界交通世界交通运输车辆总趋势是轻量化，达到节能降耗的目的。与%’年前相比，国外汽车自质量减轻%’HI%/H。未来汽车不管选用何种动力，都必须轻量化，尤以轿车最为突出。轻量化、节能降耗和降低排放污染是发展轿车的三项战略性课题，其中轻量化是关键。因此轻量化是汽车发展趋势。减轻汽车自质量最有效的途径是采用轻质材料制造汽车，实践证明，选用轻金属（铝、镁）和塑料等轻质材料代替钢铁，能有效的减轻汽车自质量。在铝材和塑料已被广泛应用，汽车排放法规日趋严格，节能降耗更为迫切的新形势下，世界汽车业把目光投向镁合金，认为它是比铝合金和塑料更为优良的轻质材料，对汽车的减重效果更明显、节能降耗更有效、环境保护更有利。镁比铝更轻，是工业实用金属结构材料中最轻的金属。镁具有高的比强度和比弹性模量，良好的刚性及抗电磁干扰屏蔽性，优于铝的切削加工性和尺寸稳定性，高的阻尼性能和减振抗冲击能力。镁合金材料可回收利用，在当今世界环保意识高涨的今天，能高度回收利用的材料和制品将日益受到重用。因此，镁合金是减重节能、吸振降噪、安全环保型汽车结构材料，在汽车上最有应用潜力，它是汽车工业最有发展前途的轻金属结构材料。

我国镁资源相当丰富，储量居世界首位，而且产镁的地区大都电力充足，熔炼用辅料硅铁丰富，具有发展镁工业得天独厚的条件。目前国内用量很少，尤其是汽车工业用量极少，供大于求，大量低价出口。同时我国镁合金牌号、品种规格较少，无自成体系的压铸镁合金，零件制造成形技术落后，这与我国镁资源优势很不相称，既影响到镁工业的发展，又制约着镁合金材料在汽车上的合理应用。因此，研究开发汽车用镁合金及零件先进制造技术，是结合国情，既现实又有发展前景，并亟待研究的重要课题。中国应重点开发丰富的镁资源，扩大在工业上的应用范围，并应紧跟世界汽车用镁合金的趋势，开创具有中国特色的汽车用镁合金新局面。

篇3：稀土镁合金材料在汽车上的应用

关键词：镁合金,高性能,稀土,汽车,应用

镁合金材料由于具有重量轻、比强度高、比刚度高、抗震动、低噪音和优异的铸造性能等优点, 被誉为“21世纪的绿色金属结构材料”。稀土作为合金元素被广泛应用于钢铁及有色金属[1]中。在镁合金中, 稀土优异的净化、强化和耐腐蚀性能逐渐被人们认识、掌握和使用, 从而开发出强度更好, 耐高温和耐腐性能更为优越的镁合金材料, 大大拓宽了镁合金的应用领域。随着铁、铝等资源的逐渐减少和在使用过程中逐渐显现的一些不足, 镁合金材料成为最被看好的铝合金替代产品。镁合金材料目前广泛应用在交通、制造、3C电子和航空航天等领域[2]。以汽车材料为例, 国际上已经把镁合金材料的用量作为汽车先进性的标志之一。目前, 在汽车制造中已经使用的镁合金材料的汽车零部件多达100多种, 使汽车整车重量有了较为明显的降低。

1 高性能稀土镁合金的特点

1.1 镁及镁合金的特性。

镁是常用金属重最轻的一种, 是地壳中含量最丰富的元素之一, 是目前研究和使用最多的轻金属, 具有许多优良的性能特点[3]。a.镁的密度为1.74g/cm3, 是汽车轻金属材料重最轻的一种, 为铝的2/3, 钛的2/5, 钢的1/4。b.镁合金相对比强度 (强度和质量之比) 最高。比刚度 (刚度和质量之比) 接近铝合金和钢, 远远高于工程塑料。c.在弹性范围内, 镁合金件受到冲击载荷时, 能量比铝合金大50%, 因此具有良好的抗震减噪性能。d.镁合金铸件抗拉强度与铝合金铸件相当, 一般可达250Mpa, 最高可达600多Mpa。屈服强度, 延伸率与铝合金也相差不大。e.镁合金还具有良好的耐腐蚀性能, 电磁屏蔽性能, 防辐射性能, 可做到100%回收再利用。f.镁合金稳定性较高, 压铸件的铸造型加工尺寸精度高, 可进行高精度机械加工。g.镁合金的熔点比铝合金的熔点低, 压铸成型性能好, 压铸件壁厚最小可达0.5mm。适应汽车各类压铸件。

1.2 高性能稀土镁合金的特点[4]。

稀土元素由于具有净化合金溶液、改善合金组织、提高合金室温力学性能, 增强合金耐腐蚀性能, 因而在冶金、材料领域中有独特的应用。稀土镁合金具有镁合金的固有优点, 同时又具有耐热强度高, 蠕变性能优良的新特点。在镁合金中添加适量的稀土元素后, 可以增加合金的流动性, 降低微孔率, 提高气密性, 显著改善热烈和疏松现象, 使合金在200~300℃的高温下仍具有较高的强度和抗蠕变性能。镁合金在稀土溶液中可以形成钝化膜, 提高其耐腐蚀性能。稀土加入镁合金中, 可细化合金组织, 促进合金表面氧化膜由疏松变为致密, 降低合金在液态和固态下的氧化倾向, 从而提高传统镁合金强度、塑性、耐蚀性、耐磨性等性能。

2 高性能稀土镁合金在汽车上的应用

从历史上看, 早在20世纪30年代就有大众汽车使用镁合金, 由于镁的价格上升才停止了使用。20世纪80年代初, 由于采用新工艺, 严格限制了铁、铜、镍等杂质元素的含量, 使镁合金的耐蚀性得到了解决, 同时成本下降又大大促进了镁合金在汽车上的应用[5]。从20世纪90年代开始, 欧美、日本、韩国的汽车商都逐渐开始把镁合金用于许多汽车零件上。

镁合金用作汽车零部件通常便显出很多优点, 如:a.镁合金零部件的使用可以有效的减低汽车整车的重量, 从而提高燃油经济综合标准, 降低废气排放和燃油成本, 据测算, 汽车所用燃料的60%消耗于汽车自重, 汽车每减重10%, 耗油将减少8~10%;b.镁合金零部件的使用使汽车整车重量减轻, 可以提高车辆的装载能力和有效载荷, 同时还可以改善刹车和加速性能;c.镁合金零部件的使用可以极大地改善车辆的噪音和振动现象;d.镁合金材料本身具有非常优异的变形和能量吸收能力, 镁合金零部件的使用大大提高了汽车的安全性能;e.镁合金压铸件具有一次成型的优势, 可以将原来多种部件组合而成一次成型的构件, 这种代替众多单个部件的方式可以大大提高零部件的生产率, 同时还能达到减少制造误差和装配误差, 减少部件间的摩擦和振动, 降低车辆噪音的作用。

进入20世纪90年代以来, 西方各大汽车公司相继开发镁合金零部件。目前, 汽车开始使用的镁合金压铸件已扩展到阀壳、齿轮箱、曲轴箱、车轮、前灯支撑托架、发动机气缸盖、离合器壳体、变速箱、方向盘等一百多种零部件。镁合金零部件除了在轿车领域中已经开始了广泛应用之外, 国外汽车公司又在积极研制大型汽车零件, 如汽车仪表盘、车门、座椅支架等。随着镁合金在汽车零部件中的广泛应用, 镁合金的使用量增至210公斤左右, 接近汽车重量的20%, 成为仅次于铝材而超过钢铁的重量。镁合金汽车材料的前景广阔, 发展前景是巨大的。

3 高性能稀土镁合金的展望

镁合金材料的研究和应用前景是非常广阔的, 相对于其它金属材料 (如铝、钢等) 的研究发展水平, 我国与世界发达国家的差距较小, 可以说几乎处在同一起跑线上。我国近年在镁合金技术开发和应用领域取得了长足进步, 作为世界第一“镁”大国要造好镁、用好镁, 造福于中国和世界, 并在镁的研究领域成为世界领头羊, 推动镁合金走可持续发展之路, 同时还要开展好镁合金的重大基础研究。

随着稀土镁合金零部件在汽车领域中的逐渐广泛应用, 稀土镁合金的研制、开发和应用水平也逐渐被各国汽车制造企业重视起来[1], 稀土镁合金的研制、开发和应用能力在一定程度上代表了各国汽车制造水平。稀土镁合金有望向以下几个方向发展:a.进一步研究稀土元素对镁合金的强韧化、耐腐蚀和抗蠕变的作用机理;b.优化稀土镁合金系, 研究多元稀土镁合金的协同作用, 促进合金由二元合金系向多元高性能合金系发展;c.与先进的合金制备工艺相结合。通过压铸、快速凝固、半固态技术和挤压铸造等手段, 进一步提高稀土镁合金性能;d.降低成本, 大多数高强稀土镁合金中稀土的含量偏高, 由于稀土元素价格偏高, 所用开发低成本稀土镁合金也是决定稀土镁合金是否能够在汽车制造领域中广泛应用的关键因素。

结束语

环保、节能是21世纪人类社会可持续发展的重大战略要求, 作为最轻的常用金属中材料, 金属镁及其合金的广泛使用受到了人们的极大关注。镁在我国的生产使用具有良好的经济性和竞争性, 随着国内外对镁合金产品的需求的快速增长, 未来几十年使我国镁合金生产和消费的高速增长期, 镁合金的精深加工技术开发和产业结构的调整是我国发展镁合金工业的必然之路。为了进一步发展镁工业, 实现全球化、多层次、高品质镁合金制品的开发和制造, 除了加强现有镁合金技术产业化, 同时要在镁应用基础研究方面加大投入, 进一步挖掘镁合金材料的性能潜力, 拓宽镁合金产品的应用领域。现代汽车越来越多地使用镁合金轻金属材料, 采用镁合金材料, 可提高汽车的安全性, 因此将是总的发展趋势。镁合金在现代汽车的轻量化中将扮演极为重要的角色, 被认为是21世纪最富于开发和应用潜力的“绿色材料”。

参考文献

[1]张丁非, 谌夏.稀土元素对镁合金力学性能影响的研究进展[J].功能材料, 2014 (5) .

[2]余靖华.镁合金精密压铸成形工艺及模具设计制造[J].河南科技:上半月, 2014 (5) .

[3]重庆研发镁合金零部件助汽车“瘦身”[J].金属加工:热加工, 2014 (9) .

[4]李彩虹, 陈乐平, 尹健.镁合金稀土元素合金化研究进展[J].中国材料科技与设备, 2014 (2) .

篇4：新材料在汽车上的应用

关键词：轻金属；铝合金；镁合金；汽车；轻量化

中图分类号：TG146.2 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2011）04-0001-05

The Application of Aluminium Alloys and Magnesium Alloys

on Dongfeng Automobiles

YUAN Hai-bo，CHU Dong-ning，KANG Ming，LEI Jian，WANG Ze-zhong

（Material Technology Institute of Dongfeng CV Technology Center，Wuhan 430056，China）

Abstract：Light metals take the important role on the lightweight automobiles. This paper introduces the application of aluminim alloys and magnesium alloys on Dongfeng trucks and Passeuger vehidcle and the gaps compared with foreign motors. It also shows the development and application of light metals on Dongfeng automobiles in the future.

Key words：light metal；aluminium alloys；magnesium alloys；automobile；lightweight

在汽车工业保持高速发展的2010年，我国汽车产量达到1 826.47万辆，同比增长了32.44%，成为有史以来世界最大的汽车产销市场［1］。然而我们将面临着汽车保有量高速增长衍生的诸多问题，如燃油缺乏、城市拥堵、环境污染等等。其中与汽车用户最直接相关的就是燃油短缺问题。目前我国机动车燃油消耗已超过全国石油消耗的1/3，仅用了3年时间，我国石油进口从1亿吨跃升到2亿吨，石油进口依存度已达55.14%。而汽车轻量化是解决这一问题的有效途径之一。因而在“低碳绿色、节能减排、和谐发展”的国家政策法规的驱动下，国内各汽车制造企业在寻找新能源的同时，汽车轻量化成为重要的研发目标。

汽车轻量化是通过新材料及新工艺的应用、汽车结构优化等手段，在确保满足安全、可靠、舒适等综合性能指标前提下，最大限度地降低整车重量，以期降低燃油消耗、获得更高的载质量利用系数，为用户提供经济性良好的交通工具［2］。而轻金属材料铝和镁具有低密度、低能耗、可回收性好、比强度高等优点，其应用领域正从简单壳体汽车零件逐步延伸到承载的复杂结构零件，从而在汽车轻量化过程中扮演了重要角色。

在四十余载发展过程中，东风汽车公司不断为用户提供了各种经济舒适的汽车产品：其商用车始终以燃油经济性、较高的载质量利用系数著称；而新兴的乘用车产品同样以品质及经济性满足用户需求。“汽车轻量化，提高产品经济性”始终是东风汽车追求的目标之一。正是如此，轻质金属铝和镁新材料在东风汽车上的大量应用发挥了重要作用。

1 铝和镁在东风汽车上的应用

1.1 铝合金的应用

铝合金在东风商用车早期产品中的应用仅局限于活塞、简单壳体零件（如制动阀、端盖等）及管类零件，且以铸造铝合金用材为主，总体用量不足20 kg。进入21世纪后，随着重、中、轻型商用车产品的快速更新和发展，东风不断汲取国外先进制造技术和用材理念，铝合金材料在商用车上的应用范围不断扩大，其应用领域从最初的简单零件向复杂结构零件过渡，在汽车动力总成部件、车身部件、底盘部件中大量应用，铝合金材料从单一的铸造铝合金扩展到变形铝合金等多元化用材。其中主要应用的铸造铝合金材料有ZL101、ZL106、AS10G、YL112、ADC12、AS9U3、A380等，所应用的变形铝合金材料有5A03、5052、2A11、3003、6061等牌号。目前在东风商用车上应用的主要铝合金零件如表1所示。其中尤以新动力dCi11发动机（见图1）所应用的铝合金件为典型代表，其铝合金应用达到国外同类产品先进水平［3］。图2为近年开发应用的其他铝合金商用车零件。使用锻造铝合金车轮的高端东风天龙重型商用车，铝合金用量达到360 kg以上，可与国外品牌媲美。同时东风轻型商用车除康明斯动力系统应用铝合金零部件外，近年来开发应用了铝合金车厢、全铝变速箱箱体、铝合金挡泥板支架、备胎架等零部件（如图3所示），使整车重量减轻165 kg。

在东风品牌乘用车方面，自首辆合资品牌的神龙富康乘用车诞生之际，铝合金材料应用就随着车型的引入而步入批量应用阶段。目前在合资品牌中，东风标致雪铁龙、东风日产、东风本田、东风悦达起亚乘用车各车型铝合金用材水平基本实现与国外同类车型同步。而东风新事业自主品牌乘用车更是以轻金属应用高起点走入市场，旗下车型在发动机系、传动系、底盘行走系、车身系等总成部件中广泛采用铸造铝合金及变形铝合金材料，其零件成形工艺有铝合金金属型重力铸造、高压压铸、旋压、冲压、焊接等多种工艺。表2列出上述东风品牌乘用车所应用的主要铝合金零件及重量。图4为东风旗下乘用车品牌典型铝合金零件。东风旗下的乘用车整车铝合金用量平均已超过100 kg，铸造铝合金零件以Al-Si系材料为主，旋压、冲压成形零件采用了5000系、2000系变形铝合金材料。

1.2 镁合金的应用

东风汽车公司从“九五”时期开始涉入镁合金材料应用领域，经过镁合金初期探索应用阶段、快速发展应用阶段，现进入理性开发应用时期。截止目前已开发应用镁合金助力器隔板、踏步、气阀体、转向柱支架、气缸盖罩、变速箱上盖、前端齿轮室等15种镁合金商用车零件以及镁合金方向盘芯骨、平衡杆、气室罩盖、油底壳等5种乘用车零件（见表3），其用材主要为AZ91D、AM60B、AM50、AZ31及AZ91DRE镁合金，主要成形工艺有压铸、金属型重力铸造、精密铸造等。如图5所示，在所开发的镁合金部品中单品最重镁件为金属型重力铸造EQ6102进气歧管（4.5 kg）；在商用车应用量最大的镁件为压铸153系列车身踏步（16万余件/年）；当前大批量应用的商用车镁合金件为新动力系统EQ4H的气缸盖罩（2.2 kg，3万件/年）。在乘用车上应用量最大的镁合金件为方向盘芯骨（560~720 g，45万件/年）。

2 存在的差距

尽管东风汽车在铝和镁轻质金属材料的应用领域里取得了长足进步，但面对愈来愈严格的国家排放法规要求和低碳环保的政策导向，甚至还有在激烈市场竞争背景下用户对节油、高效运输的汽车产品的迫切需求，东风汽车的轻量化工作仍很艰巨。同时和国外同类汽车产品的对比中，轻质金属材料铝和镁的应用还存在一定的差距，其主要表现在以下两个方面：

1）在东风低端经济车型中轻质金属材料单车用量较少、占整车重量比例较低。

2009年北美和日本轻型商用车单车用铝量分别达到了148 kg和115 kg，约占整车总重的8%～10%；而中低端东风轻型商用车单车平均用铝量约60 kg，约占整车总质量的3.5%。图6为北美轻型车2010~2015年单车铝合金平均用量趋势［4］。受轻质金属材料价格成本因素制约，东风轻型商用车的轻金属用量总和预计仍徘徊在100 kg左右。同样在普通东风重型商用车中，单车轻质金属用量约为160 kg（以DFL1311A为例），约占整车总重量的1.33%。与VOLVO FE牵引车对比，东风重型商用车整车自重还有很大的改善空间［5］。而在东风旗下的低端乘用车车型中，铝和镁用量仅为国外20世纪90年代水平，单车用量约为60～90 kg［6］。

2）在东风中高端车型中，铝和镁材料的应用受车型模式制约而影响创新；轻质金属材料在特种商用车（箱式列车、固体颗粒运输车）、客车的车厢和罐体等零部件上的应用还处于空白。

东风自主品牌乘用车和高端商用车的轻量化工作尚处于向国外品牌的学习阶段，因此其轻质金属零件设计与应用还有很多工作要做。此外，出于国内汽车价格竞争因素影响，诸如仪表板、座椅骨架等大型镁合金件在东风车上的应用仍需时日。而在箱式列车、固体颗粒运输车（要求有较高的载质量利用系数）等特种商用车上，与国外产品差距较大，图7为国外特种商用车铝合金车厢及铝合金罐体，目前东风尚无类似产品。东风客车产品中轻质金属车体框架尚处于研发阶段，而国外及国内部分高端客车已完成了轻质车体框架的开发与批量应用。

3 未来开发应用

在未来的东风商用车产品中，以提高载质量利用系数为目标的轻质铝合金零部件开发应用工作将在特种商用车、客车上展开。东风新型客车将采用2000系、5000系、6000系各类铝合金挤压型材、板材，在保证安全、舒适的前提下，极大地降低自重，为长途客运提供经济高效的交通运输产品。而特种商用车将根据客户需求采用5000系、6000系铝合金生产车厢体框架和罐体、锻造铝合金车轮，从而有效提高装载质量。而在轻型商用车高端产品中开发应用铝合金变截面车架（见图8），设计和开发出与国外同类的轻量化产品以适应国外用户的需求。对于东风乘用车产品尤其是在自主品牌产品中将进一步提高铝合金零部件的应用水平，在未来新车型中推广铝合金缸体、车轮、锻造和真空压铸承载结构零件、铝合金发动机舱盖板等零部件的应用。此外，东风将开展半固态铝合金和泡沫铝合金等新材料在汽车零部件上应用研究工作。

受镁合金价格波动及现有镁合金材料性能（如疲劳性能、高速冲击性能及高温蠕变）制约，该材料在东风商用车上的应用仍集中于壳体类零件，但在未来，发展趋势会越来越向大型零件过渡（如柴油发动机气缸罩盖、驾驶员座椅骨架、客车方向盘芯骨等）。未来镁合金在东风乘用车上的应用重心在于拓展镁合金零件的应用比例，其中对于镁合金仪表板、转向柱及其支架、发动机进气歧管、座椅总成、车门内饰板、变速箱体等零件进行重点开发应用。同时，东风将开展镁合金板材及型材在汽车车身零部件上的应用研究。

4 结束语

随着国际油价的不断攀升、我国石油资源日趋紧张以及国家低碳绿色政策宣传力度的加强，无疑会加快我国汽车轻量化的进程。扩大轻金属材料铝和镁在汽车上的应用正成为国内各汽车制造企业未来5年的发展方向。东风汽车公司同样在为客户提供更高效、更安全、更节能环保的汽车产品而努力，在未来的产品中轻金属铝和镁材料的应用水平将逐步与国际先进汽车产品同步，并借助我国镁及铝资源优势实现创新应用。

参考文献：

［1］中国经济网.2010年中国汽车工业数据发布［EB］.

［2］叶爱凤，徐彪. 东风商用车轻量化开发［J］.汽车工艺与材料，2010（2）.

［3］褚东宁.东风公司商用车轻量化材料的应用［J］.汽车工艺与材料，2007（7）.

［4］ Sujit Das. Light-weighting Opportunities in the Global Automotive Industry［C］.2011 International Automotive Lightweight Materials Development Forum.

［5］冯美斌.我国商用车轻量化技术现状及发展动向［J］.汽车工艺与材料，2009（2）.

篇5：运用在汽车上的新材料

(1)热电材料

随着全球工业化步伐的加快，世界性的能源短缺已经成为制约经济社会发展的重要因素。通过热电转换装置利用余热、废热直接进行温差发电不但可以有效地缓解能源短缺问题，也有利于减少环境污染。此外温差发电不需要使用传动部件，还具有工作时静音、无排弃物，对环境没有污染，并且这种材料性能可靠，使用寿命长等优点。

以车载热电发电机为例，在内燃机中汽油产生的总能量的大约1/4被用于真正地驱动车轮，40%随排放热量耗损，30%损失在发动机冷却过程。这意味着70%的可提供能量被浪费了。美国俄亥俄州立大学开发了一种新型高效掺铊碲化铅合金材料，虽然类似的发明并不算新颖，但是此次的这种新型材料的有效范围却在450～950华氏度之间，而大多数的汽车引擎温度恰好在这一区间之内。此外，这种新型材料的转化效率是目前商业应用热电材料的2倍。在此研究成果的基础上，美国能源部可再生能源实验室在宝马发动机上测试了汽车热电发电机，试验结果表明该热电发电机能回收尾气管排出的4%-5%废热能，能完全取代车载交流发电机(提供500瓦至750瓦电力)，提升整车燃料效率10%左右，而这10%仅仅在美国的通用车辆每年节约超过1亿加仑的燃料。

由于热电效应是可逆的，因此可以在热电材料上加载电压来实现制冷。与现行的压缩式制冷或吸收式制冷方式相比，半导体制冷是靠电子(空穴)在运动中直接传递热量来实现的，因而有如下优点：①不需要制冷剂，无污染、清洁卫生;②无机械传动部件，结构简单、无噪声、无磨损、可靠性高;③通过改为工作电流的大小来调节制冷速度和制冷温度，控制灵活;④热电堆可以任意排布、大小形状皆可根据需要改变等。典型应用包括：半导体冷阱、恒温槽、红外探测器、图像传感器、计算机芯片冷却、便携式冷暖箱、医学及生物仪器、饮水机、除湿机、电子空调器、集成电路高低温实验仪及局部控温系统。特别需要指出的是热电材料在国防上的应用，如卫星上的预警用红外探测器需要在低温条件下才具有高的灵敏度和探测率，其制冷器要求质量轻和无震动，热电制冷器是最好的装备器件。

(2)碳纤维复合材料

碳纤维是一种主要由碳元素组成的特种纤维状碳材料，其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上，具有极高的高比强度和比模量(是指材料的模量与密度之比，是材料承载能力的一个重要指标，比模量越大,零件的刚性就愈大)。

碳纤维与树脂、金属、陶瓷等基体复合，制成r的结构材料简称碳纤维复合材料。简单而形象的理解就是假设碳纤维是金属网，把金属网嵌入到塑料中，那么这种材料就比单纯的塑料具有更好地机械性能。

飞机制造商将复合材料应用于民用和军用航空已有几十年历史。空客公司方面，1988年空客投产A320，是第一架全复合材料尾翼的机型。空客最新一代产品A380在研制中使用了创新的玻璃纤维增强铝材料，与传统铝材料相比，重量轻、强度高、抗疲劳特性好，维修性能和使用寿命也得到大大改善，不需要特别的加工工艺。飞机约25%由高级减重材料制造，其中22%为碳纤维混合型增强塑料，3%为首次用于民用飞机的玻璃纤维增强金属板。A380首次采用了复合材料碳纤维制成的连接机翼与机身的中央翼盒。波音公司方面，1995年波音777型客机也采用了复合材料尾翼。波音787是首次全机身机翼使用碳纤维复合材料代替金属材料制造的客机。早在3月，波音就向联邦航空局提交了认证申请，并于204月进行了认证飞行试验(受制于工艺开发和生产挑战，波音公司四次提出认证飞行推迟的请求，认证飞行原本应在20进行)。8月，波音公司完成了所有要求的飞行试验，并得到了联邦航空局的机型验证。

目前世界高性能碳纤维原丝和碳纤维制备技术主要掌握在日本的东丽、东邦和三菱等企业手中。其他国家正在努力降低碳纤维成本，并将其应用于汽车行业是各国最求的目标，例如：

11月，宝马与德国西格里集团也签署了类似的协议，成立合资企业，致力于生产轻量电车和混合动力车用碳纤维复合材料。

202月，奥迪与福伊特签署协议，致力于实现纤维增强塑料复合材料的工业化量产。

年10月，德戴姆勒和日本东丽合资建厂生产碳纤维强化塑料。

2011年12月，通用汽车宣布与日本帝人公司签署类似的协议，联合开发碳纤维汽车零部件，据称开发的这种材料比常规优质钢要结实十倍，但是重量仅仅是其1/4。

4月福特陶氏合作开发汽车用低成本碳纤维复合材料。

(3)超硬超耐磨材料

单纯的水泥做的路不耐磨，人们通常的做法用水泥路面加上又硬又耐磨的鹅卵石，这样的路就非常耐用。发动机用久了，内部磨损就非常严重，如果将“鹅卵石”加入到发动机内部材料设计上呢?

钛合金因具有强度高、耐蚀性好、耐热性高等特点而被广泛用于各个领域。但是钛合金的硬度和耐磨性较差。碳化钛硬度大，是硬质合金生产的重要原料，并具有良好的力学性能，可用于制造耐磨材料、切削刀具材料、机械零件等。以碳化钛颗粒(是一种具有非常高硬度的鹅卵石)增强钛合金，可以显著增加钛合金硬度。美国航空航天局采用了碳化钛颗粒增强钛合金。试验表明，增强后的钛合金硬度增加了26%。

钛可与空气中的氧、氮、一氧化碳、水蒸气等物质产生强烈的化学反应，在表面形成碳化钛及氮化钛硬化层。在钛合金处于摩擦条件下，表面的这层硬化层磨掉之后，钛又将发生化学反应生成新的硬化层，周而复始。因此钛合金的磨损非常严重。为了解决这个问题，美国航空航天局与美国空军研究实验室联合开发了一种新技术，在钛合金上附着一层多壁碳纳米管薄膜，试验表明能够这层多壁碳纳米管薄膜能够起到很好的润滑作用。

(4)车内空气净化材料

由于车内长期不通风，加上各种装饰材料和各种家用化学物质的使用，车内空气污染的程度越来越严重。车内有害气体主要有装饰材料等释放的甲醛及生活环境中产生的甲硫醇、硫化氢、氨气以及各类臭气等。据有关部门测试，车内空气中挥发性有机化合物高达300多种，其中对人体容易造成伤害、甚至致癌的就有20多种，极大地威胁着人类的健康生活。随着人们健康和环保意识的增强，人们对具有光催化净化室内空气、抗菌杀毒等功能性绿色环保材料的需求日益迫切，纳米二氧化钛光触媒的出现为环境净化材料的发展开辟了一片新天地，也为人们对健康环境需求的解决提供了有效的途径。

世界上能作为光触媒的材料众多，包括二氧化钛、氧化锌、氧化锡、二氧化锆、硫化镉等多种氧化物硫化物半导体，其中二氧化钛因其氧化能力强，化学性质稳定无毒，成为世界上最当红的纳米光触媒材料。二氧化钛的禁带宽度约为3.0eV，属于紫外光激发范围，因此在应用上须以紫外光为光源，才能具有光催化作用。二氧化钛的粒径大小亦会影响光触媒功能，二氧化钛粒径大小须在5~30纳米范围内，才具有较好的光催化活性，最佳的粒径大小约为7纳米左右。利用光触媒材料经紫外光线激发后，进而活化空气中的水气分子或氧气分子形成氢氧自由基或负氧离子，进行氧化或还原作用，以分解环境中的污染物，即可应用于去除空气中或废水中的污染物，亦可应用于抑制或灭除附着于表面的细菌，达到抗菌效果。

纳米光触媒在光照下，自身不发生化学变化，却可以促进化学反应的物质，其功能就象光合作用中的叶绿素。当其吸收太阳光或其他光源中的能量后，粒子表面的电子被激活，逸离原来的轨道，同时表面生成带正电的空穴。逸出的电子具有强还原性，空穴则具有强氧化性，两者与空气中的水气反应后会生成活性氧和氢氧自由基。活性氧、氢氧自由基能将大部分有机物、污染物、臭气、细菌等氧化分解成无害的二氧化碳和水。

(5)斥水材料

车主们雨天开车的时候，有没有因为车窗上的水珠干扰了视线而烦恼呢?有没有一种玻璃，上面不沾水呢?让我们先看看大自然中是不是有这种神奇的东西吧。

水黾在水上稳定站立、快速行走归功于腿部特殊的微纳结合的结构效应。在高倍显微镜下观察发现，水黾腿部有数千根按同一方向排列的多层直径不足3微米的刚毛，这些刚毛表面形成螺旋状的纳米沟槽，吸附在沟槽中的气泡形成气垫，从而让水黾能够在水面上自由地穿梭。

类似的还有荷叶。

实际上，已经有某些中高档轿车使用了斥水玻璃，例如凯美瑞2.5及以上车型的前车窗都使用的斥水玻璃。

(6)储氢材料

随着人类对可再生能源的重视程度越来越高，氢能作为一种绿色清洁能源具有广阔的发展前景。目前，限制氢作为燃料用于工业和人类生活中的难点主要是在氢的发生、储存和运输等方面还存在问题。科学家们已根据氢的物理化学特性研究得知，若使储氢材料具有实用价值，必须具备以下特性：储氢含量高，具有高度的反应可逆性，且可在常温常压下进行;具有良好的循环性，而且循环的次数要足够多;易活化、滞后效应小;具有优良的抗毒性能。此外，在研究设计时还应注意要尽量满足比重小、能量密度高、制造工艺简单、安全等特性。由于目前人类科学技术水平的限制，还未能发现能同时满足上述多数条件的储氢材料，因而其应用也受到了很多限制。

20世纪60年代，材料王国里出现了能储存氢的金属和合金，统称为储氢合金，这些金属或合金具有很强的捕捉氢的能力，它可以在一定的温度和压力条件下，氢分子在合金(或金属)中先分解成单个的原子，而这些氢原子便“见缝插针”般地进入合金原子之间的缝隙中，并与合金进行化学反应生成金属氢化物，外在表现为大量“吸收”氢气，同时放出大量热量。而当对这些金属氢化物进行加热时，它们又会发生分解反应，氢原子又能结合成氢分子释放出来，而且伴随有明显的吸热效应。别看储氢合金的金属原子之间缝隙不大，但储氢本领却比氢气瓶的本领可大了。具体来说，相当于储氢钢瓶重量1/3的储氢合金，其体积不到钢瓶体积的1/10，但储氢量却是相同温度和压力条件下气态氢的1000倍。

迄今为止，在已发展的稀土金属系(AB5型)、钛系(AB型)、锆系(AB2型)和镁系(A2B型)储氢合金中，镁系合金是很有发展前途的一种。镁基合金储氢原理是氢气吸收过程中镁纳米颗粒与氢气相互作用，形成氢化镁;氢气释放过程中，氢化镁分解成镁与氢气。但是金属镁化学性质非常活泼，容易与水和氧气发生化学反应，从而使得储氢效率变得极低。为了解决这个问题，2011年美国劳伦斯伯克力国家实验室开发了一种新技术，研究人员用一种选择性透过有机聚合物将镁纳米颗粒包裹起来，这种有机聚合物的特点是能选择性地让氢气分子自由进出，而将氧气和水分子隔绝在外。研究结果表明，该技术无需使用重金属做催化剂，且储氢密度较高(氢气重量能达到总重量的4%)，冲入氢气的速度较快(能在200°C条件下，在30分钟内充满)。

(7)金属玻璃

研究人员发现，当对液态金属快速冷却，即金属的原子还没有时间排列整齐就冷却成固体了，这样形成的金属材料称之为金属玻璃。如果说钢铁等晶态固体的原子排序好比列队整齐的阅兵式阵列，那么玻璃等非晶态固体的原子排序就像是王府井大街上熙熙攘攘的人群。

1960年加州理工学院的科学家们首先发现了金属玻璃(又称非晶合金)，金属玻璃既有金属和玻璃的优点，又克服了它们各自的弊病(玻璃易碎，没有延展性，而金属硬度和耐磨损性能不佳)。金属玻璃兼有玻璃、金属、固体和液体的某些特性.比如:金属玻璃是迄今为止最强的材料之一，一根直径4mm粗的金属玻璃丝可以悬吊起3吨的重物;将它浸在强酸、强碱性液体中，仍能完好无损;具有接近陶瓷的硬度却在一定温度下能像橡皮泥那样的`柔软、像液体那样流动。

由于金属玻璃的形成需要大于106K/秒的冷却速率，使得形成的合金呈很薄的条带或细丝状，因而限制了这类材料的应用范围，同时也影响了对其许多性能进行系统、精确的研究.寻求具有很强玻璃形成能力，大块状金属玻璃一直是非晶物理和材料领域科学家们追求的目标，并为此做出了艰苦的努力。由于大块金属玻璃具有耐磨、抗疲劳、抗腐蚀等优良的性质，在汽车发动机、传动系统等具有广阔的应用前景。

(8)真菌泡沫

美国EcovativeDesign公司用农作物副产品和菌丝体像培育蘑菇一样生产可轻易降解的新一代无公害包装材料，有望完全替代以石油为基础的塑料泡沫，可用于汽车保险杠、门、屋顶、发动机托架、仪表板和座椅等等。

(9)烧结稀土磁体

稀土材料对风力发电机、纯电或混合动力汽车等新能源装备制造业至关重要。小型的烧结稀土磁体就可以提供强大的磁场，使得制造商能够制造出更小更轻的发动机。美国电子能源公司与特拉华州立大学合作开发出新型烧结稀土磁体制造工艺，提高电阻率30%，可在发动机高速运转的情况下降低发动机能源损耗。

(10)自愈合材料

仿生学的一个重要趋势是非活体结构材料在被剪切、撕裂或破裂时，能够具有自我修复的能力。这类材料能够在没有外界人力干预的情况下修复损伤，并给予产品更长的使用寿命。车主们也不用为车子挂了划了感到烦恼了，到太阳下晒晒，就能自动修复，神奇吗?

(11)石墨烯

石墨烯是一种只有单层原子厚度的平面二维结构，由碳原子六边形(蜂窝结构)紧密排列构成。

石墨烯的力学性引人瞩目，它是人类已知强度最高的物质，比金刚石更坚硬，强度比钢铁还要高100倍。一片石墨烯能够承受相当于一头大象的重量。计算结果显示，一头大象需要站在铅笔的末端，才能凭借体重刺破石墨烯片。假如利用石墨烯制造轮胎，也许开一百年也不需要更换轮胎，更没有爆胎的危险!

(12)形状记忆材料

这种形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以魔术般地变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。1932年瑞典人奥兰德在金镉合金中首次观察到“记忆”效应，尽管这种合金开发迄今不过几十年，但由于其在各领域的特效应用，正广为世人所瞩目，被誉为“神奇的功能材料”。

不久和更远的未来，在校准、振动控制、智能夹紧、扭矩传递、触觉及转向系统领域、光热控制、自我修护涂层和零部件以及智能轮胎上大有可为。

通用汽车公司研发中心执行总监Alan I.Taub说：“我们希望零部件都可以采用形状记忆合金移入车内。”比如：车门锁、车窗、风挡雨雪刷以及液体喷射器。“通常我们用电机、电缆、操作杆或校准器等移动零部件，”Taub说：“现在我们更喜欢通过加热镍-钛形状记忆合金进行这一操作。记忆合金可以替代常规校准器，成本更低、重量更轻，需要的零部件及耗费的能源都更少。它还能让我们将动力设备与零部件打包配置。”

吉尼亚理工大学工程师DanielJ.Inman认为：可自行加热的螺栓，配备了“加热便还原(heat-to-recover)” 形状记忆合金制成的垫片，能够快速拆卸，重新安装。多年来，Inman及其同事一直致力于自紧固螺栓系统。在这个系统内有“一个微缩芯片”监视螺栓张力，如果感觉到螺栓松动，就会电阻加热激活形状记忆合金垫片，将螺栓紧起。

(13)变色材料

还在为买车时选错颜色而苦恼吗?还在为车子颜色看腻了而郁闷吗?还在为车子颜色单一无法满足你张扬的个性而焦躁吗?未来这些困扰着你的问题都会因为一种材料而解决，这就是变色材料。

通常把在外界条件作用下能发生颜色改变的材料称为变色材料。变色材料通常按照所受的刺激方式分为光致变色材料、热致变色材料、电致变色材料和溶剂致变色材料4类。