关于汽车船舶轻量化新材料研发的一些心得共享

轻量化新材料要实现应用需要满足的首要条件:

一、比被替代的材料强度更高;

二、强度不等同于硬度。图示各种材料强度特性

汽车轻量化

如图所示,强度应该根据材料各项特性综合起来,占比越大性能越高,但这也是相对的,比如A硬度太高会影响缓冲变形,硬度太低B拉伸C弯折率性能再好软绵绵也不行,需要科学的根据相应部件的具体设计要求去尽量平衡“强度”关系,PS:CFRP碳纤维的占比并没有想象中大,随着新材料技术的进步调整好突破AD两项,取代CFRP并非不可能。

三、实用性要更高,比如修复简便、耐磨、耐腐蚀、小碰撞后可还原等可以节省后期使用过程的维护费用和时间;

四、安全性,阻燃是必须的,低污染包括成品的释放物质、制造过程的耗能越低越好;

五、制造工艺必须更简单优化,工艺复杂、造价昂贵只能小批量定制的为次,比如材料成本和耗时耗能的CFRP碳纤维、非常耗时的3D打印,价格适中(便宜点更好)高质大批量生产为优,当然啦,能同时满足两个条件觉对是王道,如果能配合3D打印实现更高强度材料快速制造那就是天道了,不好意思,扯远了233…..;

六、补充,大家最关心的防火阻燃问题,首先我们得搞清楚一辆正常的汽车为什么会自燃,

1、关于自燃首先要达成一个认知上的共识,任何车要烧得起来必须要有火源,而燃气泄漏和电路短路是最重要的起火来源,彻底根除这两个因素才是预防自燃隐患的关键;

2、当然如果情况已经无法避免,那么材料的阻燃性就会被凸显出来,延缓失火面积、阻隔热量传递、减少燃烧释放有害物,为车内人员撤离争取更多的时间是考验材料安全性的关键因素。对了,钢铁是烧不着的,但我还是坚持一点,如果在自燃起火的车上我宁愿火灾的高温尽可能慢的往我的位置传递,有毒气体尽量少一点,如果说金属传递热量到能够造成二次引燃或烫伤需要三分钟,但新材料能够把这个过程延长,给我更多的逃命时间,那么新材料阻燃性能是安全的。

原理简单,钢铁虽然烧不着,但我知道油焖大虾没那口铁锅是无论如何也做不出来的,大家不想做大虾,谁爱做大虾谁做去…

汽车应用上能达到以上要求的足够。

船舶游艇行业要求是强度越高越好,防火不自燃,比密度低质量轻,最好具有不沉性,耐冲击、耐水解、耐酸碱以及紫外线氧化腐蚀,由于长期与水接触,如果材料表面具有疏水、抗菌性减少建造过程的二次涂装,疏水性能有效降低前进阻力,速度更快,抗菌性能减少船体维护工作,轻量化能运载更多货物或者降低动力需求,所以船舶轻量化发展是有意义的。

建筑行业,是的建筑也需要环保节能&轻量化,大方向各位自行搜索建筑行业发展趋势,各种论文一大票,这里只谈装饰材料,轻量化在节省施工工时、降低施工难度和危险方面是益的,

1、打个比方:同样的装饰线材,在遇到灾害或者施工原因掉落,那么轻的肯定更安全。

2、对于超高层建筑,为了保持重心结构稳定性,越往上其实用的材料是越轻的。

3、建筑防水防霉变材料一直不断演进,新材料要比目前的材料性能更好。

航空领域复杂得太多了,篇幅有限不谈。此刻我的思绪已经飞到天际宇宙…..来点MUSIC中断一下,某二货帮我弄得视频,很渣,but 音乐很赞……

材料有保证,但大家都别忘了另一个事实,设计学上几何结构的存在,结构做好了,哪怕是一张弱不禁风的纸张一样能创造奇迹。

纸结构

CFRP碳纤维是个好东西,但优缺点明显,在其性能强势项目上也并非不可替代,只是更好的替代材料还没有被研发出来,总而言之,相信科技的力量,尽可能应用适合自己使用环境的材料是王道,除非没有其它选择,拿碳纤维装逼炫耀的得悠着点,材料的主要作用是拿来做成需要的工具,跟何况这是人造材料,和黄金宝石是两个世界的事。科技改变生活,科技存在各个领域,没有所谓的高科技,只有还没被研发出来未知。

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高分子

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