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這些存在于汽車中的納米技術,你都了解嗎?
2019年06月04日 發布 分類:粉體應用技術 點擊量:257
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作為人類最方便的出行工具之一,可以說,汽車的制造工藝變遷一定程度上反映了人類科學的進步,自從被發明以來,先進的科技成果便都會源源不斷地在汽車上運用,納米技術正是其中最為主要的部分之一。

猜一猜這輛車上匯集了多少先進納米技術?

物質被“粉碎”到納米級時,不僅光、電、熱、磁性發生變化,而且具有輻射、吸收、吸附等許多新特性。這是由于隨著粒子的細微化,納米材料的表面活性也隨之增加。在汽車的諸多部位,比如底盤、輪胎或者車體等,都能見到納米材料的影子,直到現在如何高效地運用納米技術以實現汽車的快速發展仍是汽車行業最受關注的議題之一。

納米技術在汽車研發中的主要運用方式

1.汽車涂料

納米技術在汽車涂料中的應用可分為多個方向,具體有納米面漆、碰撞變色涂料、抗石擊涂料、防靜電涂料、除臭涂料等。

汽車面漆

面漆是對汽車質量所進行的一種直觀性評價,好的汽車面漆不僅應當具備極好的裝飾性,而且還應當具備極好的耐久性,也就是要能夠抵抗紫外線、水分、酸雨以及抗劃痕等性能。

在納米面漆中,納米顆粒分散在有機聚合物骨架中,作承受負載的填料,與骨架材料相互作用,有助于提高材料的韌性和其他機械性能。研究表明,將10%的納米TiO2粒子完全分散于樹脂中,可提高其機械性能,尤其可使抗劃痕性能大大提高;而將納米高嶺土作填料時,所制成的復合材料不但透明,而且還具備吸收紫外線的特點,同時還可提升熱穩定性。

汽車面漆組成

另外,納米材料還具有隨角度變色的效應,將納米TiO2添加在汽車的金屬閃光面漆中,能使涂層產生豐富而變幻莫測的色彩效果。納米粉與閃光鋁粉或云母珠光粉顏料并用于涂料體系時,能在涂層的光照區的測光區反射藍色乳光,從而增加金屬面漆顏色的豐滿度,產生獨特的視覺效果。

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②碰撞變色涂料

目前汽車上的油漆在遭遇撞擊時并不會有明顯變化,容易因為沒發現內部創傷而留下隱患,而碰撞變色涂料正是為了防止汽車碰撞留下隱患而發明的。在涂料內部含有裝有染料的微型膠囊,一旦遭遇強外力作用便會破裂,使受撞部位的顏色立即發生改變,以提醒人們重視。

③防石擊涂料

汽車車體是最貼近地面的部分,經常受到各種濺起的碎石、瓦礫沖擊,因此需要采用具有抗石擊作用的防護涂料。在汽車涂料中添加納米Al2O3、納米SiO2等粉體,可以提高涂層的表面強度,提高耐磨性,減少碎石對車體帶來的傷害。

④防靜電涂料

由于靜電會引起諸多麻煩,所以汽車內飾件涂料及塑料部件用防靜電涂料的開發和應用日益廣泛。日本積水化學公司開發了汽車塑料部件用無裂紋抗靜電透明涂料,美國用納米材料如80nm的SiO240nm的TiO220nm的Cr2O3與樹脂復合可作為靜電屏蔽涂層。

⑤除臭涂料

新車通常存在異味,主要是汽車裝飾材料當中樹脂添加劑含有的揮發性物質。納米材料具備了非常強的抗菌、消臭、吸附等功能,所以將一些納米微粒作為載體,可以吸附相關的抗菌離子,從而形成脫臭涂料,以實現殺菌和抗菌之目的。

2.汽車烤漆

汽車烤漆一旦出現剝落和老化,就會極大地影響到汽車的美觀度,老化又是其中很難加以控制的。影響汽車烤漆老化的因素是多種多樣的,最為重要的應當屬于太陽光之中的紫外線。

紫外線易導致材料分子鏈出現斷裂,會造成材料性能出現老化,以至于高分子塑料與有機涂料容易出現老化。由于紫外線會造成涂層當中的成膜物質也就是分子鏈會出現斷裂,產生十分活潑的游離基,進而就會造成整個成膜物質分子鏈出現分解,最后會造成涂層出現老化和變質。

風吹日曬,是白色烤漆發黃的主要原因

對于有機涂層來說,因為紫外線具備了極強的侵蝕性,所以如果能夠避開其作用,就能極大地提升烤漆耐老化之性能。當前,最具遮蔽紫外線效用的材料當屬納米TiO2粉體,其對紫外線所實施的屏蔽主要是散射,通過理論可推導出該材料的粒徑在65至130nm間對紫外線散射具有最好的效果。

3.汽車橡膠輪胎

在汽車輪胎橡膠的生產中,需要炭黑及白炭黑等粉體作為橡膠的補強填充劑和促進劑等。炭黑是橡膠的主要補強劑,一般講粒徑越小,比表面積越大的炭黑補強性能越好。而且納米結構炭黑,用于輪胎胎面與原有的炭黑相比有低的滾動阻力,高的耐磨性和抗濕滑性,是很有前途的高性能輪胎胎面用炭黑。但炭黑最大的缺點是不能用于制備彩色制品。

白炭黑是一種環保、性能優異的助劑,具有超強的粘附力、抗撕裂及耐熱和抗老化性能,可以提高輪胎的濕地面牽引性能和濕露面剎車性能。白炭黑用在彩色橡膠制品中以替代炭黑進行補強,滿足白色或半透明產品的需要,同時它在黑色橡膠制品中亦可替代部分炭黑,以獲得高質量的橡膠制品,如越野輪胎、工程輪胎、子午胎等。白炭黑粒徑越小,其表面活性越大,結合膠含量就會越高,常用的白炭黑粒徑范圍在1至110nm之間。

資料來源:

試論納米技術在汽車研發中的應用,張奧。

納米材料在汽車涂料中的應用解析,張珍稱。

粉體圈 作者:小榆


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