1. Aplicación de la cerámica en motores de automóviles
Las nuevas cerámicas se sinterizan a partir de no metales inorgánicos como el carburo de silicio y el nitruro de silicio. En comparación con las cerámicas de alúmina utilizadas en el pasado, es más de tres veces más resistente y puede soportar altas temperaturas de más de 1.000 grados centígrados. El nuevo material promueve el desarrollo de nuevos usos en los automóviles. Por ejemplo: para reducir el consumo de combustible de los motores diésel en más de un 30%, se puede decir que las nuevas cerámicas son materiales indispensables. En los motores de gasolina actuales, alrededor del 78% de la energía de combustión se pierde en energía térmica y transferencia de calor. La eficiencia térmica de los motores diésel es del 33%, lo que es muy superior a la de los motores de gasolina. Sin embargo, todavía se pierde más del 60% de la energía térmica. perdido. Por lo tanto, para reducir esta pérdida, se utilizan materiales cerámicos con buenas propiedades de aislamiento térmico para rodear la cámara de combustión para aislar el calor, y luego se utilizan un turbocompresor de gases de escape y una turbina de potencia para recuperar la energía de escape. Los experimentos han demostrado que esto puede ser posible. aumentar la eficiencia térmica al 48%. Al mismo tiempo, gracias al uso de nuevas cerámicas, los motores diésel podrán arrancar rápidamente en un instante. El turbocompresor utiliza un nuevo tipo de cerámica, que tiene una resistencia al calor superior a las aleaciones súper resistentes al calor actuales, pero su gravedad específica es sólo aproximadamente un tercio de la de una turbina de metal. Por tanto, la nueva turbina cerámica puede compensar la baja respuesta dinámica de la turbina metálica. Otras investigaciones en curso incluyen el uso de nuevas cerámicas en piezas móviles como pasadores y aros de pistón. Se espera que la eficiencia del motor mejore debido a la reducción de peso.
2. Aplicación de cerámicas sensibles especiales en sensores de automoción
El requisito para los sensores automotrices es que puedan usarse en los ambientes hostiles exclusivos de los automóviles (alta temperatura, baja temperatura, vibración, aceleración, humedad, ruido, gases de escape) durante mucho tiempo, y deben ser pequeños y livianos, tener buenas reutilización y tienen un amplio rango de salida. Las cerámicas son resistentes al calor, a la corrosión, al desgaste y tienen propiedades electromagnéticas y ópticas potencialmente excelentes. Se han utilizado plenamente con el avance de la tecnología de fabricación en los últimos años. Los sensores fabricados con materiales cerámicos sensibles pueden cumplir plenamente los requisitos anteriores.
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3. Aplicación de cerámica en frenos de automóviles
Los frenos cerámicos se basan en los frenos de fibra de carbono. Un disco de freno de fibra de carbono está hecho inicialmente de fibra de carbono y resina, se prensa y se forma mediante una máquina y luego se convierte en un freno cerámico mediante varios procesos, como calentamiento, carbonización, calentamiento y enfriamiento. La superficie del compuesto de silicio del freno cerámico es similar a la del disco. La estructura interna de fibra de carbono lo hace fuerte, resistente a los impactos y a la corrosión, lo que hace que el disco sea extremadamente resistente al desgaste. En la actualidad, este tipo de tecnología no sólo se utiliza en los coches de carreras de F1, sino también en los superdeportivos civiles, como el CL55 AMG de Mercedes-Benz.
4. Aplicación de cerámica en amortiguadores de automóviles
El dispositivo amortiguador de vibraciones de los automóviles de lujo es un amortiguador inteligente desarrollado con éxito mediante la utilización integral del efecto piezoeléctrico positivo, el efecto piezoeléctrico inverso y el efecto electroestrictivo de cerámicas sensibles. Debido al uso de componentes cerámicos altamente sensibles, este amortiguador tiene la función de identificar la superficie de la carretera y autoajustarse, lo que puede minimizar la vibración del automóvil causada por superficies rugosas.
5. Aplicación de materiales cerámicos en tecnología de pulverización de automóviles
En los últimos años, la tecnología de pulverización de películas cerámicas, que se utiliza ampliamente en la tecnología aeroespacial, ha comenzado a aplicarse a los automóviles. Las ventajas de esta tecnología son un buen efecto de aislamiento térmico, la capacidad de soportar altas temperaturas y altas presiones, tecnología madura y calidad estable. Para lograr el objetivo de una baja disipación de calor, los componentes de la cámara de combustión del motor se pueden rociar con cerámica, como óxido de circonio en la parte superior del pistón y óxido de circonio en la camisa del cilindro. El motor después de este tratamiento puede reducir la pérdida de calor, reducir el peso del motor, reducir el tamaño del motor y reducir el consumo de combustible.
6. Aplicación de materiales cerámicos inteligentes en automóviles
Materiales cerámicos inteligentes como clasificación de productos cerámicos especiales, que incluye materiales ambientalmente sensibles utilizados en la fabricación de automóviles.Los materiales que pueden responder con sensibilidad a los cambios ambientales se han convertido en el foco de la investigación en los campos de la ciencia y la ingeniería de materiales.
Los productos cerámicos inteligentes utilizados en automóviles incluyen sistemas o estructuras de materiales inteligentes que combinan materiales funcionales, sistemas de propulsión y sistemas de retroalimentación. Debido a sus funciones integrales, los productos automotrices pueden detectar y responder a cambios en el entorno externo mientras se conduce, lo que permite que los productos automotrices tengan muchas funciones como autoverificación, autoprueba, autodiagnóstico, autorreparación y autoadaptación. . En la actualidad, algunos productos cerámicos funcionales tienen funciones inteligentes, como las resistencias térmicas semiconductoras de titanato de bario con coeficiente de temperatura positivo y los varistores de óxido de zinc. Tienen las funciones de autodiagnóstico, protección de respaldo y autorreparación de temperatura y voltaje, lo que hace que el material sea el propio. resistente La capacidad de soportar cambios repentinos en el medio ambiente y puede usarse repetidamente. Entre los sistemas cerámicos inteligentes, la cerámica piezoeléctrica es la categoría más importante. Los productos cerámicos inteligentes piezoeléctricos y los sistemas de materiales que se han utilizado ampliamente y se están desarrollando son los siguientes:
Amortiguador de automóvil: El amortiguador inteligente desarrollado utilizando el efecto piezoeléctrico delantero y el efecto piezoeléctrico inverso de productos cerámicos inteligentes tiene la función de identificar la superficie de la carretera y el autoajuste, lo que puede minimizar la vibración causada por las superficies rugosas del camino al automóvil. , todo el proceso de percepción y adaptación sólo lleva 20 segundos. Además, los dispositivos amortiguadores fabricados con materiales cerámicos inteligentes también se pueden utilizar en campos distintos al de los productos de automoción, como por ejemplo plataformas de trabajo estables para el mecanizado de precisión.
Limpiaparabrisas inteligentes para automóviles: utilizando el efecto piezorresistivo de la cerámica de titanato de bario, los limpiaparabrisas cerámicos inteligentes pueden detectar automáticamente la cantidad de lluvia y ajustar automáticamente el limpiaparabrisas a la velocidad óptima.
Materiales cerámicos anecoicos activos para automóviles: los materiales cerámicos anecoicos activos compuestos de pastillas cerámicas piezoeléctricas, resonadores, bobinas móviles analógicas y circuitos integrados de procesamiento de señales digitales pueden reducir la frecuencia de vibración del automóvil por debajo de 500 Hz.
Además, los materiales cerámicos inteligentes también se pueden utilizar para desarrollar sistemas de seguridad y sistemas de transmisión inteligentes. Por ejemplo, los componentes cerámicos inteligentes también se utilizan en los airbags. El desarrollo, la investigación y el mercado de los materiales cerámicos inteligentes modernos ya están en auge. Al mismo tiempo, su aplicación no se limita a la industria del automóvil, sino que también tiene un impacto importante en la construcción naval, la maquinaria, los electrodomésticos, la industria aeroespacial. defensa nacional y otros campos industriales, y mejorará en gran medida varias industrias El nivel de inteligencia y automatización de productos mecánicos y electrónicos similares.
En resumen, las cerámicas especiales son un producto material cerámico en constante desarrollo, pero aún quedan muchas cuestiones por resolver en términos de preparación de materias primas, evaluación de materiales y tecnología de utilización. Actualmente, las cerámicas especiales no se utilizan mucho en los automóviles.Las razones principales son: el proceso de fabricación es complejo y exigente porque las cerámicas especiales tienen requisitos estrictos sobre las materias primas y el proceso es difícil de dominar, es difícil mantener un rendimiento uniforme de cada lote de productos, el costo es alto y la procesabilidad; es pobre, la fragilidad es alta y la confiabilidad de uso es pobre. Sin embargo, la gente tiene todas las razones para creer que con el rápido desarrollo de la ciencia y la tecnología, se introducirán y utilizarán más cerámicas especiales y productos cerámicos inteligentes en los automóviles de la futura industria de fabricación de automóviles, y definitivamente se utilizarán en la producción de automóviles. ampliamente utilizado.
