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陶瓷材料在新能源汽车中的潜在应用(下)

中诺新材 2023-09-13 1:44:28

碳陶制动盘

碳陶(C/C-SiC)复合材料是在碳/碳复合材料基础上发展起来的一种新型刹车片材料,该材料以准三维碳纤维整体针刺毡为骨架增强体,以沉积碳、SiC及残余硅为基体复合而成。该材料结合了碳纤维和多晶碳化硅这两者的物理特性,具有高温稳定性、高导热性、高比热等特点

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在新能源汽车行业电动化、智能化、高端化趋势下,碳陶刹车系统可显著提高车辆响应速度、缩短制动距离,有望成为线控制动的最佳执行器件,可以说是电动车未来关键减重零部件。

陶瓷隔膜

随着锂电池能量密度的提高,对于隔膜的要求也会随之提升。陶瓷材料以其低热导率、高安全性以及电解液良好的亲和性,成为未来动力电池隔膜的发展方向。常用的陶瓷材料包括α-氧化铝、勃姆石等。

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陶瓷车身、底盘等结构件

陶铝新材料具有高强轻质、耐温耐劳、减震低胀、易工易塑的特点,该材料结合了陶瓷颗粒及铝合金的优点,突破了单一材料的性能局限,具有轻质、高刚度、高强度、高抗疲劳、耐高温的优越性能。其应用于汽车上的各个零件,如车身结构件、汽车底盘零件等,其实现汽车降重、降成本、提高疲劳寿命等目标,同时也降低了成本。

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光学部件

透明陶瓷是指采用陶瓷工艺制备的具有一定透光性的多晶材料,又称为光学陶瓷。与玻璃或树脂类光学材料相比,透明陶瓷不仅具有与光学玻璃相仿的透光质量,而且更强、更硬、更耐腐蚀、更耐高温,可应用于极端恶劣的工况,并且折射率可以变化,目前业界部分厂商已经在尝试采用透明陶瓷材料作为车载摄像头镜片、激光雷达窗口材料、激光光学器件等。

陶瓷优异性能离不开烧结工艺

如今,随着汽车产业的不断发展以及人们对汽车环保性、节能性、安全性以及舒适性的要求越来越高,汽车用材料也在不断地发生变化。尤其电动化浪潮下,汽车的系统设计发生了翻天覆地的变化,先进陶瓷材料慢慢的在新能源汽车零件应用中崭露头角。


先进陶瓷材料由离子键或共价键构成,因此具有高强度、高硬度、耐高温、耐磨损、耐腐蚀、生物相容性好等优异性能。但是由于陶瓷粉体多为离子键或共价键化合物,采用传统烧结工艺制备致密陶瓷材料所需的烧结温度较高,保温时间较长,不可避免地会导致晶粒粗化及气孔残留,进而影响陶瓷材料的各项性能。要解决此类问题,烧结是最重要的一个环节。


而目前,如何在较低烧结温度下实现材料的快速致密化,制备出完全无气孔、结构均匀、晶粒细小且晶界强化的陶瓷块体仍是陶瓷材料科学工作者不断追求的目标。陶瓷烧结设备与烧结技术的创新是进一步提高先进陶瓷材料性能的最关键因素。


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