汽车工艺与材料陶瓷材料在汽车上的应用（浙江大学机械与能源工程学院，浙江杭州!"##$%）张金迎，周晓军文章编号："##!&’’"%（$##(）#’&###)&#)汽车工艺与材料!"#$%$&’()#)*+,$($-./%!#)0’!(·专题综述·摘要：陶瓷材料的应用，对减轻车辆自身质量、提高发动机热效率、降低油耗、减少排气污染、提高易损件寿命、完善汽车智能性功能等都有积极意义。介绍了几种常用特种陶瓷的主要性能及其在汽车发动机、柴油机微粒过滤器、催化转化器、制动器、减振装置、轴承、传感器等方面的应用。简要分析了目前特种陶瓷在汽车上应用并不广泛的主要原因。关键词：特种陶瓷；汽车；应用中图分类号：*)+(文献标识码：,1前言陶瓷是古老而又新型的材料，通常分为传统陶瓷和特种陶瓷两大类。传统陶瓷以天然硅酸盐矿物为原料烧制而成，也叫硅酸盐陶瓷。与之相区别，人们将近代发展起来的各种陶瓷总称为特种陶瓷，也称为新型陶瓷、高技术陶瓷或精细陶瓷。特种陶瓷以精制高纯的化工产品为原料，在化学组成、内部结构、性能和使用效能等各方面均不同于传统陶瓷。特种陶瓷具有各种优异、独特的性能，应用在汽车上，对减轻车辆自身质量、提高发动机热效率、降低油耗、减少排气污染、提高易损件寿命、完善汽车智能性功能都具有积极意义。2常用特种陶瓷简介231氧化铝陶瓷氧化铝陶瓷又称高铝陶瓷，主要成分是,-$.!和/0.$。强度大于普通陶瓷；硬度很高，仅次于金刚石、碳化硼、立方氮化硼和碳化硅，有很好的耐磨性；耐高温性极好，含,-$.!高的刚玉瓷能在"+##1的高温下长期工作，而且蠕变极小；耐腐蚀性很强；有很好的绝缘性能，特别是在高频率下的电绝缘性能好2每毫米厚度可耐电压’34以上。氧化铝陶瓷出色的高温性能和介电性能，使其适宜制作内燃机火花塞；好的耐磨性可保证制作的活塞能够加工到相当高的精度和粗糙度。232氮化硅陶瓷氮化硅陶瓷原料丰富、加工性好，可以用低成本生产出各种尺寸精确的部件，特别是形状复杂的部件，成品率比其他陶瓷材料高。氮化硅陶瓷抗温度急变性好；硬度高，其硬度仅次于金刚石、氮化硼等物质；有自润滑性，是一种优良的耐磨材料。氮化硅中既没有自由电子，也没有离子，所以有很高的电绝缘性。此外，氮化硅陶瓷烧结时尺寸变化小，可以制成精度高、形状复杂的零件。234碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷的最大特点是高温高强度，一般陶瓷材料在"$##1时强度显著降低，而碳化硅陶瓷在")##1时抗弯强度仍保持在(##5+##678的较高水平。其热传导能力强，在陶瓷中仅次于氧化铝陶瓷。热稳定性好，耐磨、耐腐蚀、抗蠕变性好。碳化硅陶瓷高温高强度的特点，适用于火箭尾喷嘴、浇注金属用的喉嘴、热电偶套管、燃气轮机的!556789:7;<;=*>?9@78%9:>?7967!"#$%&’()*’(+，!",-.’/0)12(（69:;8<0:8-=><9?@A><@0<99?0<@BC--9@9，D;9E08<@*<0FG，H8<@I;CJD;9E08<@!"##$%，B;0<8）!CD:?98:：K;9:9?8L0:L8M9?08-JN9O0FG;?HD：NS9:08-:9?8L0:；8JMCLCM0F9；8SS-0:8M0C<)&&!""#年第$期零件名称要求的性能适用的陶瓷材料耐热耐磨低摩擦轻量耐蚀膨胀小活塞!!!!%&’()、*%+、,,-活塞环!!%%(、*%+涂层气缸套!!!!!%&’()、*%+涂层预燃烧室!!*%+、%&’()气门头!!!!%%(、*%+复合材料气门座!!!*%+、%%(气门挺杆!!*%+、%&’.)、%&/气门导管!!!*%+、%%(、%&/进排气管!!+0.!、%&’.)、-1!.’、,&.!进排气口!+0.!、%&’.)、-1!.’、,&.!机械密封!!%&’()、%&/、*%+涡轮增压器叶片!!!!%&’()、%&/涡轮壳!!!2-%隔热板!!!+0.!、2-%轴承!!!!!%%,注：*%+为部分稳定氧化锆；%%(为烧结氮化硅；2-%为锂3铝3硅酸盐；,,-...
