【正文】 有強大生命力的材料，它的組分材料具有不同的化學(xué)或物理性質(zhì)，巳各組分材料之間具有明顯的界面。在工程上，所謂復(fù)合材料通常是指將一種材料人為均勻地分散在另一種材料中，以克服單一材料的某些弱點，使之優(yōu)于各組分材料的綜合性能，有時甚至成為各組分材料所沒有的優(yōu)良性能的新材料。 (1)復(fù)合材料的功用、性能 ①比強度和比模量高，這是其最大優(yōu)點，因為材料比強度提高，制造同一零件則自重愈小，而材料比模量愈高，則零件剛性愈大。 ②化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)良。 ③減摩、耐磨、自潤滑性好。 ④高韌性和抗熱沖擊性好 .耐熱性好， .并具有導(dǎo)電和導(dǎo)熱性。此外，復(fù)合材料還具有耐燒蝕性、耐輻射性、耐蠕變性及特殊的光、電、磁效能。 (2)幾種研發(fā)中的復(fù)合材料 ①碳纖維強化塑料 (CFRP). 碳纖維由纖維和聚丙烯睛經(jīng)高溫加熱處理制造而成，其有耐熱性高，密度比鋁和玻璃纖維還小 .而且與塑料復(fù)合其強度可與鋼和鋁相匹敵。可是 CFRP的成本與GFRP(玻璃纖維增強塑料 )相比高得多，大多限于航空宇宙和體育用品范圍內(nèi)使用。 ②玻璃纖維增蠅塑料 (GFRP)， 復(fù)合材料中，另有一種是玻璃纖維。它與碳纖維相比價格約是其 1/301/20?，F(xiàn)已開發(fā)出多種塑料連續(xù)成型法，復(fù)合成長纖維后的壓力成型法，復(fù)合成短纖維后的注塑成型法，復(fù)合成連續(xù)纖維后的繞絲法等。隨著塑料連續(xù)成型法制造技術(shù)的進步，它在汽車零部件上的應(yīng)用將日益增多 . GM公司的大型車中，還有用全塑料制成的駕駛室和波許公司的全塑料車等。隨著今后塑料就緒技術(shù)和涂裝技術(shù)等進步，與 GFRP一樣，它必將會在汽車材料上得到更大的應(yīng)用。 ③ 纖維增強金屬 (FRM)。 CFRF與 GFHF具有各種優(yōu)越的力學(xué)性能，但其基底是塑料，與金屬相比耐熱性差。因此．作為高溫強度材料使用的纖維增強金屬 (FRM)的研究十分盛行，并且揭開了可將其在汽車上使用的可能性。作為增強纖維有碳元素、碳化硅、硼、氧化鋁等。作為基底，開始有鋁、銅、鎳，后又有與各種目的相適應(yīng)的銑、鎂、鋅、錫等。增強纖維與各種金屬相結(jié)合，將制造出各種特性的纖維增強金屬 (FRM)?，F(xiàn)正進行將 FRM應(yīng)用于活塞、連桿及其他一些滑動零件的研究。因這種纖維價格高，以及還未達到成批生產(chǎn)的規(guī)模，它作為高溫強度好的材料，其利用價值是相當(dāng)高的。 ④金屬 — 塑料層疊材料。將高強度鋼板和鋁、塑科等緊密結(jié)合在一起的材料是一種理想的輕型材料，也是一種夾層結(jié)構(gòu)的層疊材料。由于它是在塑料芯的兩面黏結(jié)上薄鋼板或鋁板，具有優(yōu)越的隔熱和隔音性能。 層疊材料，它可發(fā)揮與鋼板相匹敵的剛性好的特點，它由塑料芯的兩面的金面板承受彎曲應(yīng)力，由塑料芯材承受剪切應(yīng)力。在同樣剛性下，如比較其減輕重量的效果，層疊鋼板與一般鋼板相比質(zhì)量是其 30％一 70％，如果對于層疊板質(zhì)量有一定限制要求時，可由改變芯兩面的金屬板與芯板的厚度等來解決。層疊材料的成本預(yù)想是一般鋼板的 1— 3倍，但它還存在一些需要解決的問題，如使用在車體面板時，與各面板如何黏結(jié)拼合；在其表面金屬鋼板銹蝕時，剛性會降低等。然而隨著層疊材料的研究開發(fā)的進步，使它實用化將有很大的現(xiàn)實習(xí)能性。 (3)金屆基復(fù)合材料 (MMC)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用 MMC用于汽車工業(yè)主要是顆粒增強和短纖維增強的鋁基復(fù)合材料。 MMC具有高的比強度和比剛度、耐磨性好、導(dǎo)熱性好、熱膨脹系數(shù)低等特性，已在工業(yè)中得到了較為廣泛的應(yīng)用。應(yīng)用于汽車工業(yè)的金屬基復(fù)合材料為鋁或鎂基質(zhì)加粉末或碎屑纖維增強。在汽車制動盤、制動鼓、制動鉗、活塞、傳動軸上以及輪胎螺栓上，采用金屬基復(fù)合材料制造。 (4)復(fù)合材料在車身上的應(yīng)用 降低汽車的整車質(zhì)量，永遠是提高汽車操縱性能的一把關(guān)鍵鑰匙。自從有了汽車，人們就一直致力于減輕汽車質(zhì)量的研究，鋁制配件大量取代鋼材配件就是一個例子。尤其是 19世紀 60年代以后，由于復(fù)合材料的探人研究，比如玻璃纖維增強材料、碳纖維增強材料、高彈性基體復(fù)合材料的出現(xiàn)，使大幅度降低整車質(zhì)量成為可能。其中，玻璃纖維增強材料被較多的采用，原因是雖然碳纖維增強復(fù)合材料力學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，然而其價格昂貴，從經(jīng)濟性考慮．盡量多地使用玻璃纖維增強材料是一條設(shè)計準則。 (5)復(fù)合材料在懸架系統(tǒng)中的應(yīng)用 在 1981年生產(chǎn)出第一個采用復(fù)合材料小彎曲的板彈簧。小彎曲材料有很高的剛度，也就是說，在很大的壓力下，它的應(yīng)變卻可以保持在很小的范圍內(nèi)，同時它的密度很小，只行鋼材的 50％到 70％，這樣以來，小彎曲材料的承載與自身質(zhì)量之比是鋼材的 5倍。另外，實驗數(shù)據(jù)顯示，它比鋼材要堅硬 3． 5倍。這些優(yōu)點都是由材料性能直接帶來的，除此之外，復(fù)合材料板彈簧要比鋼板彈簧的結(jié)構(gòu)簡單得多，很容易裝配，維修以及采取防腐措施。而且由于它比鋼板彈簧小得多的厚度，使它可以更接近地面，從而節(jié)省了汽車的有效空間，必要時，更可以用采降低汽車的底盤，提高汽車的舒適性能。 (6)陶瓷基復(fù)合材料在汽車工業(yè)中的應(yīng)用 陶瓷基復(fù)合材料不是傳統(tǒng)意義上的陶瓷，它的主要基體有玻璃陶瓷、氧化鋁、氯化硅等。它具有高溫強度好、高耐磨性、高耐腐蝕性、低膨膿系數(shù)、隔熱性好、低密度等特性，而且資源也比較豐富，有廣泛的應(yīng)用前景。 汽車的陶瓷材料是采用高純超細的氧比物、氮化物、硼化物、碳化物等原料，經(jīng)過預(yù)處理、破碎、磨粉、混合、成型、干燥、燒結(jié)等特殊工藝而得到的結(jié)構(gòu)精細的無機非金屬材料。它具有高強度、高耐熱性、抗蝕性、高硬度、高耐磨性、密度小、變形小、抗熱沖擊等一系列優(yōu)點，特別是抗拉強度和彎曲強度。 可與金屬相比。陶瓷大體上可以分為結(jié)構(gòu)陶瓷和功能陶瓷，用結(jié)構(gòu)陶瓷代替高強度合金制造渦輪增壓發(fā)動機、燃氣輪機、絕熱發(fā)動機，可以將現(xiàn)在發(fā)動機的燃燒溫度從 700一 800℃ 提高到 1000℃ 以上，熱效率提高 1倍以上。結(jié)構(gòu)陶瓷的質(zhì)量為鐵的一半，節(jié)能效果非常顯著，同時還能減少環(huán)境污染，節(jié)約鋼材等金后材料。但由于陶瓷材料性能的再現(xiàn)性和可靠性差，不能確保大量生產(chǎn)的穩(wěn)定性，同時陶瓷加工困難、質(zhì)脆、稍有缺陷就容易破裂，以及成本高等缺點，所以目前還沒廣泛使用。