汽車用非金屬材料介紹兩篇

篇一：汽車用非金屬材料

1． 非金屬材料分類及在汽車上的應用概述； 2． 塑料、橡膠在汽車上的應用； 3． 車用非金屬材料分類

4． 塑料、橡膠常用性質試驗方法。

一、 非金屬材料分類及在汽車上的應用概述

汽車工程材料包括金屬材料和非金屬材料。其中金屬材料包括黑色金屬和有色金屬；非金屬材料包括高分子材料、陶瓷材料、複合材料。

高分子材料又分爲工程塑料、合成纖維、橡膠、膠粘劑、塗料。工程塑料主要指強度、韌性和耐磨性較好的，具有價廉、耐蝕、降噪、美觀、質輕等特點，可用於汽車保險槓、汽車內飾件、高檔車用安全玻璃、儀表板等零部件。合成纖維是指單體聚合而成具有很高強度的高分子材料，如尼龍、聚酯等，用於汽車座墊、安全帶、內飾件等。橡膠具有高的彈性和回彈性，一定的強度，優異的抗疲勞，良好的耐磨、絕緣、隔聲、防水、緩衝、吸振等特點，用於製造汽車的輪胎、內胎、防振橡膠、軟管、密封帶、傳動帶等零部件。各種膠粘劑起到粘結、密封等作用。塗料對車身的防鏽、美化及商品價值有不可忽視的作用。

陶瓷材料分爲陶瓷、玻璃，陶瓷用於製造火花塞、傳感器等；玻璃用於製造汽車前後門窗、側窗等。

複合材料包括非金屬基複合材料、金屬基複合材料，用於汽車車頂導流板、風擋窗框等車身外裝板件。

二、 塑料、橡膠在汽車上的應用 1． 一些基本概念

應力和應變：當材料受到外力作用，而所處的條件使它不能產生慣性移動時，它的幾何 形狀和尺寸將發生變化，這種變化就稱爲應變。材料發生宏觀的變形時，其內部分子間以及分子內各原於間的相對位置和距離就要發生變化，產生了原子間及分子之間的附加的內力，抵抗着外力，併力圖恢復到變化前的狀態，達到平衡時，附加內力與外力大小相等，方向相反。定義單位面積上的附加內力爲應力，顯然，其值與單位面積上所受的外力相等。

彈性模量：對於理想的彈性固體，應力與應變關係服從虎克定律，即應力與應變成正比，比例常熟成爲彈性模量。可見彈性模量是材料發生單位應變時的應力，它表徵材料抵抗變形能力的大小，模量愈大，愈不容易變形，表示材料剛度愈大。

拉伸強度：是在規定的試驗溫度、溼度和試驗速度下，在標被試樣上沿軸向施加拉伸裁荷，直到試樣被拉斷爲止，斷裂前試樣承受的最大載荷P與試樣的寬度b和厚度d的乘積的比值。σt=P/(bd)

衝擊強度：是衡量材料韌性的一種強度指標，表徵材料抵抗衝擊載荷破壞的能力。通常定義爲試樣受衝擊載荷而折斷時單位截面積所吸收的能量。σi＝W/(bd)

硬度：是衡量材料表面抵抗機械壓力的能力的一種指標。硬度的大小與材料的抗張強度和彈性模量有關，而硬度試驗又不破壞材料、方法簡便，所以有時可作爲估計材料抗張強度的一種替代辦法。硬度試驗方法很多，加荷方式有動載法和靜載法兩類，前者用彈性回跳法和衝擊力把鋼球壓入試樣，後者則以一定形狀的硬材料爲壓頭，平穩地逐漸加荷將壓頭壓入試樣，通稱壓入法，因壓頭的形狀不同和計算方法差異又有布氏、洛氏和邵氏等名稱。布

氏硬度試驗是以平穩的裁荷將直徑D一定的硬鋼球壓入試樣表面，保持一定時問使材料充分變形，並測量壓入深度h，計算試樣表面凹痕的表面積，以單位面積上承受的載荷(公斤／毫米2)爲材料的布氏硬度。

熔融指數：熱塑性樹脂和塑料在規定溫度、恆定負荷下，熔體在一定時間內流過標淮出料模孔的重量。熔觸指數可作爲熱塑性樹脂質量控制和熱塑性塑料成型加工工藝條件的參數。熔融指數RZ按下式計算：RZ＝600W/t(g/10min) 式中 W—切取樣條重量的算術平均值(g)，t—切取樣條時間間隔(s)。

2．主要熱塑性塑料的性能與應用

常用工程塑料包括熱塑性工程塑料（PE、PP、PVC、ABS、PS、PA、POM、PC等）、 熱固性工程塑料（酚醛樹脂PF、氨基樹脂UF、環氧樹脂EP等）。

3．橡膠應用簡介

常用橡膠包括天然橡膠、合成橡膠（SBR、BR、CR、IR、IIR、NBR、ERM、EPRM、 ACM、AUEU等）。

輪胎：載重汽車的生膠以天然橡膠爲主，轎車輪胎則以合成橡膠爲主。

車用膠管包括水、氣、燃油、潤滑油、液壓油等的輸送管通常採用丁腈橡膠、氯丁橡膠 等材料製造。

車用膠帶多用氯丁橡膠製造。

車用橡膠密封件多用丙烯酸酯橡膠、硅橡膠等材料製造。門窗玻璃密封件多采用乙丙橡 膠製造。

三、車用非金屬材料分類（主要爲塑料類）

車用非金屬材料分類（主要爲塑料類）

主要非金屬件總結

篇二：汽車用非金屬材料

1． 非金屬材料分類及在汽車上的應用概述；

2． 塑料、橡膠在汽車上的應用；

3． 塑料、橡膠常用性質試驗方法。

一、 非金屬材料分類及在汽車上的應用概述

汽車工程材料包括金屬材料和非金屬材料。其中金屬材料包括黑色金屬和有色金屬；非金屬材料包括高分子材料、陶瓷材料、複合材料。

高分子材料又分爲工程塑料、合成纖維、橡膠、膠粘劑、塗料。工程塑料主要指強度、韌性和耐磨性較好的，具有價廉、耐蝕、降噪、美觀、質輕等特點，可用於汽車保險槓、汽車內飾件、高檔車用安全玻璃、儀表板等零部件。合成纖維是指單體聚合而成具有很高強度的`高分子材料，如尼龍、聚酯等，用於汽車座墊、安全帶、內飾件等。橡膠具有高的彈性和回彈性，一定的強度，優異的抗疲勞，良好的耐磨、絕緣、隔聲、防水、緩衝、吸振等特點，用於製造汽車的輪胎、內胎、防振橡膠、軟管、密封帶、傳動帶等零部件。各種膠粘劑起到粘結、密封等作用。塗料對車身的防鏽、美化及商品價值有不可忽視的作用。

陶瓷材料分爲陶瓷、玻璃，陶瓷用於製造火花塞、傳感器等；玻璃用於製造汽車前後門窗、側窗等。

複合材料包括非金屬基複合材料、金屬基複合材料，用於汽車車頂導流板、風擋窗框等車身外裝板件。

二、 塑料、橡膠在汽車上的應用

1． 一些基本概念

應力和應變：當材料受到外力作用，而所處的條件使它不能產生慣性移動時，它的幾何

形狀和尺寸將發生變化，這種變化就稱爲應變。材料發生宏觀的變形時，其內部分子間以及分子內各原於間的相對位置和距離就要發生變化，產生了原子間及分子之間的附加的內力，抵抗着外力，併力圖恢復到變化前的狀態，達到平衡時，附加內力與外力大小相等，方向相反。定義單位面積上的附加內力爲應力，顯然，其值與單位面積上所受的外力相等。

彈性模量：對於理想的彈性固體，應力與應變關係服從虎克定律，即應力與應變成正比，比例常熟成爲彈性模量。可見彈性模量是材料發生單位應變時的應力，它表徵材料抵抗變形能力的大小，模量愈大，愈不容易變形，表示材料剛度愈大。

拉伸強度：是在規定的試驗溫度、溼度和試驗速度下，在標被試樣上沿軸向施加拉伸裁荷，直到試樣被拉斷爲止，斷裂前試樣承受的最大載荷P與試樣的寬度b和厚度d的乘積的比值。σt=P/(bd)

衝擊強度：是衡量材料韌性的一種強度指標，表徵材料抵抗衝擊載荷破壞的能力。通常定義爲試樣受衝擊載荷而折斷時單位截面積所吸收的能量。σi＝W/(bd)

硬度：是衡量材料表面抵抗機械壓力的能力的一種指標。硬度的大小與材料的抗張強度和彈性模量有關，而硬度試驗又不破壞材料、方法簡便，所以有時可作爲估計材料抗張強度的一種替代辦法。硬度試驗方法很多，加荷方式有動載法和靜載法兩類，前者用彈性回跳法和衝擊力把鋼球壓入試樣，後者則以一定形狀的硬材料爲壓頭，平穩地逐漸加荷將壓頭壓入試樣，通稱壓入法，因壓頭的形狀不同和計算方法差異又有布氏、洛氏和邵氏等名稱。布氏硬度試驗是以平穩的裁荷將直徑D一定的硬鋼球壓入試樣表面，保持一定時問使材料充分變形，並測量壓入深度h，計算試

樣表面凹痕的表面積，以單位面積上承受的載荷(公斤／毫米2)爲材料的布氏硬度。

熔融指數：熱塑性樹脂和塑料在規定溫度、恆定負荷下，熔體在一定時間內流過標淮出料模孔的重量。熔觸指數可作爲熱塑性樹脂質量控制和熱塑性塑料成型加工工藝條件的參數。熔融指數RZ按下式計算：RZ＝600W/t(g/10min) 式中 W—切取樣條重量的算術平均值(g)，t—切取樣條時間間隔(s)。

2．主要熱塑性塑料的性能與應用

常用工程塑料包括熱塑性工程塑料（PE、PP、PVC、ABS、PS、PA、POM、PC等）、 熱固性工程塑料（酚醛樹脂PF、氨基樹脂UF、環氧樹脂EP等）。

主要熱塑性塑料的性能與應用

材料名稱

特徵 應用情況

優點 缺點

聚丙烯塑料（PP） 1． 剛硬有韌性。抗彎強度高，抗疲勞、抗應力開裂

2． 質輕

3． 在高溫下仍保持其力學性能 1． 在00C以下易變脆

2． 耐候性差 主要用於通風采暖系，發動機的某些配件以及外裝件，汽車轉向盤，儀表板，前、後保險槓，加速踏板，蓄電池殼，空氣過濾器，冷卻風扇，風扇護罩，散熱器隔柵，轉向機套管，分電器蓋，燈殼，電線覆皮等。

聚氨酯（PU） 耐化學性好、拉伸強度和撕裂強度高、壓縮變形小、回彈性好 由於添加增塑劑之類非反應性助劑，產品經過一定的使用時間之後，隨着助劑的揮發，其性能有所變化 用於製造汽車座墊、儀表板、扶手、頭枕等緩衝材料，保險槓、擋泥板、前端部、發動機罩等大型部件。

聚氯乙烯塑料（PVC） 耐化學性，難燃自熄，耐磨，消聲減震，強度較高，價廉 熱穩定性差，變形後不能完全復原，低溫下變硬 用於汽車座墊、車門內板及其他裝飾覆蓋件上。 聚乙烯（PE） 1、密度小

2、耐酸鹼及有機溶劑

3、介電性能很好

4、成本低，成型加工方便 1、膠結和印刷困難

2、自熄性差 用於製造汽車油箱、擋泥板、轉向盤、各種液體儲罐、車廂內飾件以及襯板等。 ABS樹脂（ABS） 1、力學性能和熱性能均好，硬度高，表面易鍍金屬

2、耐疲勞和抗應力開裂、衝擊強度高

3、耐酸鹼等化學腐蝕

4、價格較低

5、加工成型、修飾容易 1、耐候性差

2、耐熱性不夠理想 散熱器護柵、駕駛室儀表盤、控制箱、裝飾類、燈殼、嵌條類。

丙烯酸樹脂（PMMA） 光學性極好，耐候性好，能耐紫外線和耐日光老化 比無機玻璃易劃傷，不耐有機溶劑 燈玻璃類。

聚酰胺（PA） 高強度和良好的衝擊強度；耐蠕變性好和疲勞強度高；耐石油、潤滑油和許多化學溶劑與試劑；耐磨性好 吸水性大，在乾燥環境下衝擊強度降低 用於製造燃燒油過濾器、空氣過濾器、機油過濾器、水泵殼、水泵葉輪、風扇、制動液罐、動力轉向液罐、白葉窗等。 聚甲醛（POM） 抗拉強度較一般尼龍高，耐疲勞，耐蠕變；尺寸穩定性好；吸水性比尼龍小；介電性好；可在1200C正常使用；摩擦係數小；彈性極好 沒有自熄性；成型收縮率大 各種閥門（排水閥門、空調器閥門等）、各種葉輪（水泵葉輪、暖風器葉輪、油泵輪等）、各種電

器開關及電器儀表上的小齒輪、各種手柄及門銷等。

聚碳酸酯（PC） 抗衝擊強度高，抗蠕變性能好；耐熱性好，脆化溫度低，能抵制日光、雨淋和氣溫變化的影響；化學性能好，透明度高；介電性能好；尺寸穩定性好 耐溶劑性差；有應力開裂現象；疲勞強度差 保險槓、刻度板、加熱器底板等。

3．橡膠應用簡介

常用橡膠包括天然橡膠、合成橡膠（SBR、BR、CR、IR、IIR、NBR、ERM、EPRM、 ACM、AUEU等）。

輪胎：載重汽車的生膠以天然橡膠爲主，轎車輪胎則以合成橡膠爲主。

車用膠管包括水、氣、燃油、潤滑油、液壓油等的輸送管通常採用丁腈橡膠、氯丁橡膠 等材料製造。

車用膠帶多用氯丁橡膠製造。

車用橡膠密封件多用丙烯酸酯橡膠、硅橡膠等材料製造。門窗玻璃密封件多采用乙丙橡 膠製造。

三、1用非金屬材料分類（主要爲塑料類）

A用非金屬材料分類（主要爲塑料類）

材料名稱 應用情況

聚丙烯（PP） 副儀表板板體、副儀表板蓋板、ABC柱護板、行李箱飾板、行李箱後裝飾板、前後保險槓（PP＋PE），前燈基體、輪罩擋泥板（PP＋EPDM）、側裙護板（PP＋EPDM）、乘客扶手、遮陽板本體、安全帶調整滑道擋板、雜物箱、兩風口、進氣格柵（PP-PE）、前擾流板（PP－EPDM－PE） 門檻壓板、行李箱後裝飾板、發動機左右下託蓋、司機側腳踏板、ABC柱護板、安全帶調整滑道擋板、杯託、擋泥板（PP＋SBS）、輪罩護板（PP＋EPDM）、側裙護板（PP＋EPDM）、扶手箱本體（HCPP）、扶手箱外蓋板、扶手箱下蓋板、雙風口總成、中間除霜風道、手套箱箱座、箱體、左右風門、門內護板下板體、托盤架、前後保險槓、進氣格柵、門下裝飾條 門檻壓板、方向盤下護蓋、前風擋下裝飾條、司機側腳踏板、後背門護板、門內護板本體、裝飾條本體（PP＋EPDM）、前後保險槓（PP＋EPDM）、進氣格柵（PP－EPDM）、側裙護板（PP＋EPDM）、輪罩護板（PP＋EPDM）、ABC柱護板、輪罩裝飾板、左右揚聲器面罩總成、後通風框總成、左右前輪罩護板（PP+EPDM）

丙烯腈－丁二烯－苯乙烯（ABS） 儀表板仿桃木分（ABS/PC）、空調出風口、導流槽、門檻壓板、前風擋下飾板（ABS/PP）、後車燈基體、前隔柵、換檔機構護板（ABS/PA）、CAC標牌（ABS/PC） 菸灰缸缸座、副儀表板本體、蓋板板體、扶手箱內飾板、扶手箱中蓋板本體、風框、左右風向葉片、門內護板上板體 後擾流板總成、後視鏡本體總成、散熱器隔柵本體、扶手基體

聚乙烯（PE） 油箱、單風管，左右前座椅裝飾蓋 右風道總成（LDPE）、左右通風管總成、上下風向葉片連接槓、左右腳通風口總成

聚氨酯（PUR） 方向盤、座椅拉桿、座椅靠背泡沫、海綿墊、單風口密封墊、兩風口密封墊 隔音塊

有機玻璃（PMMA） 後車燈燈罩，前方向燈燈罩

聚碳酸酯（PC） 前燈燈罩，左右輪罩護板（PC/PB） 儀表擋板本體（PC＋ABS）、左右風框蓋、中間風框蓋（PC＋ABS）、後保險槓緩衝墊

聚甲醛（POM） 揚聲器面罩 上下風向葉片支架 升降器搖把總成

尼龍（PA） 動力轉向油罐、雜物箱旋轉手柄

主要非金屬件總結

外飾件 名稱 材料

前保險槓

前保緩衝泡沫 PP+EPDM-T10

EPP

後保險槓

後保緩衝墊 PP+EPDM-T10

PC+PBT

左後、右後輪罩擋泥板 PP＋SBS

左後、右後輪罩護板 PP＋EPDM

左側、右側裙護板 PP＋EPDM-T10

左前、右前輪罩擋泥板 PP＋SBS

左前、右前輪罩護板 PP＋EPDM

散熱隔柵 ABS

散熱器風扇本體 PA66+GF30

進氣隔柵 PP+EPDM-T30

前大燈 Base:PP+T20 Lens:PC

後大燈 Base：ABS Lens PMMA

前霧燈 Base:PP+T30 Lens:PC

內飾件 儀表板總成 PC+ABS骨架+PU發泡層+PVC/ABS表皮（搪塑）

中間風框蓋 PC+ABS，仿桃木

車速表 Base: ABS 燈罩:PMMA

中間除霜風道 PP-T20

左右除霜風口 ABS

左右風道 LDPE

左右通風管 LDPE

雙風口 PP-T20

中間左右風框 ABS

上下風向葉片 ABS

上下風向葉片支架 POM

上下風向葉片連接杆 PE

左右風向葉片 ABS

左右風框蓋 PC＋ABS

儀表擋板本體 PC+ABS

儀表板左下護板本體 PP-T10

左下護板泡沫 PP發泡

儀表板中間左右護板 PP-T10

雜物盒本體 ABS

手套箱箱體、箱蓋 PP-T20

前後菸灰缸本體 PF

杯託本體 PP-T10

副儀表板本體 ABS

中間通道蓋板本體 仿桃木ABS？

裝飾皮 PVC

扶手箱本體 HCPP-T10

扶手箱上蓋板、內蓋板 ABS

扶手箱外蓋板 PP-T20

手制動護板 PP4

空調總成 PP-T40

方向盤下護蓋 ABS

左右腳部通風管 PE

A柱左、右上護板 PP-T20

A柱左、右下護板 PP

B柱上、下護板（左右） PP-T20

安全帶調整滑道擋板 PP-T20

C柱護板（左右） PP-T20

左右A柱隔音塊 PUR

門內護板上板體 ABS+TALC10%

下板體 PP+T10

桃木件 ABS

托盤架 PP-T10

門扶手基體 ABS

頂棚 PET-GF-PUR-PE

行禮箱後裝飾板 PP

油箱 PE

轉向儲油罐 PA66

活性碳罐 PA6

膨脹箱 PP

四、塑料、橡膠常用試驗方法

塑料常用試驗方法

測試項目 標號 試驗儀器 試驗方法 結果計算 備註

塑料拉伸試

驗方法 GB l040—79 拉伸試驗機 夾具夾持試樣詠要使試樣縱軸與上、下夾具中心連線相重合。並且耍鬆緊適宜，以防止試樣滑脫和斷在夾具內爲度，夾持薄膜要求夾具內襯墊橡膠之類的彈性材料。按規定速度開動機器，進行試驗。

試樣斷裂後，讀取負荷及標距間伸長，或讀取屈服時的負荷。

測定模量時，安裝、調整測量變形儀器，施加負荷記錄負荷及其相應的變形。 拉伸強度、拉伸斷裂應力、拉伸屈服應力，按下式計算：

σt＝P/(bd)

P—最大載荷、斷裂負荷、屈服負荷，kgf(N)，

b－試樣寬度，cm

d－試樣厚度，cm