L'application de divers matériaux avancés
L'industrie des matériaux est la pierre angulaire de l'industrie moderne, et dans l'industrie automobile intelligente, l'application de divers matériaux avancés est également la base du soutien à l'ensemble de l'industrie. Jetons ici un coup d'œil aux matériaux qui occupent une place de plus en plus importante dans le processus d'intelligence automobile : les matériaux céramiques.
1. Classification et avantages de performance des matériaux céramiques
Les matériaux céramiques constituent une grande catégorie, qui fait référence à une classe de matériaux inorganiques non métalliques fabriqués à partir de composés naturels ou synthétiques par formage et frittage à haute température. Il présente les avantages d'un point de fusion élevé, d'une dureté élevée, d'une résistance élevée à l'usure et d'une résistance à l'oxydation. L'application dans l'industrie moderne est principalement basée sur des composés inorganiques synthétiques ultra-fins de haute pureté comme matières premières, utilisant un processus de frittage de contrôle de précision et fabriqué à partir de nouveaux matériaux céramiques. Ses composants sont principalement des oxydes, des nitrures, des borures et des carbures. Actuellement, les matériaux céramiques couramment utilisés dans le domaine automobile comprennent le nitrure de silicium (Si3N4), le carbure de silicium (SiC), le dioxyde de zirconium (ZrO2), l'oxyde de béryllium (BeO), l'alumine (A12O3), etc., pour les composants structurels et les composants fonctionnels. sur la voiture, elle est donc également divisée en céramique structurelle et céramique fonctionnelle.
Pour comprendre un matériau, regardons d’abord ses avantages et inconvénients en termes de performances :
1. Avantage en termes de performances
Le nouveau matériau céramique est un matériau cristallin atomique, sa structure est similaire au diamant, ce que nous appelons souvent diamant, de sorte que ses propriétés physiques sont également très similaires à certains égards, comme une dureté élevée. Voici un résumé des avantages en termes de performances des matériaux céramiques : Dureté élevée, précision dimensionnelle : Les matériaux céramiques ont généralement une dureté/rigidité extrêmement élevée, ce qui se traduit directement par une excellente résistance à l'usure, ce qui signifie que de nombreuses céramiques techniques sont capables de conserver leur précision et leur rigidité élevées. -tolérance de finition plus longue que tout autre matériau. Résistance à la compression : Les nouvelles céramiques ont une très haute résistance, mais uniquement lorsqu'elles sont comprimées. Par exemple, de nombreux matériaux céramiques de précision peuvent résister à des charges extrêmement élevées de 1 000 à 4 000 MPa. Le titane, quant à lui, est considéré comme un métal très résistant, avec une résistance à la compression de seulement 1 000 MPa. Faible densité/légèreté : une autre caractéristique commune des céramiques de précision est leur faible densité, de 2 à 6 g/cm³. C'est plus léger que l'acier inoxydable (8 g/cc). Haute rigidité diélectrique (isolation) : Ils sont particulièrement utiles dans les applications à haute température où les propriétés mécaniques et thermiques d'autres matériaux ont tendance à se dégrader. Certaines céramiques ont de faibles pertes électriques et
constante diélectrique élevée ; Ceux-ci sont couramment utilisés dans les applications électroniques telles que les condensateurs et les résonateurs. De plus, la combinaison d'isolants et de composants structurels a donné lieu à de nombreuses innovations de produits. Résistance à haute température : le matériau céramique est une sorte de matériau à ultra haute température, son point de fusion est généralement plus élevé.
que 1500℃. Il existe déjà quelques exemples dans les applications à haute température telles que les moteurs, les turbines et les roulements. Conductivité thermique et propriétés d'isolation : Les propriétés thermiques des différents types de matériaux céramiques varient considérablement. Certaines céramiques (nitrure d'aluminium) ont une conductivité thermique élevée et sont souvent utilisées comme dissipateurs thermiques ou échangeurs dans de nombreuses applications électriques. D'autres céramiques ont une conductivité thermique beaucoup plus faible, ce qui les rend adaptées à un large éventail d'applications. Inertie chimique et résistance à la corrosion : La stabilité chimique
des matériaux céramiques est très bonne et la solubilité chimique est faible, elle présente donc une résistance élevée à la corrosion. Les métaux et les polymères n'offrent pas la même inertiabilité ou résistance à la corrosion, ce qui fait de la céramique un choix attrayant dans de nombreuses applications commerciales et industrielles, en particulier là où la résistance à l'usure est également requise.
2. Inconvénients des matériaux céramiques
Tout en présentant les avantages ci-dessus, les matériaux céramiques présentent inévitablement certaines difficultés ; Mauvaise résistance au cisaillement et à la traction, grande fragilité, mauvaise ductilité ; C’est difficile à concevoir et à traiter. Grâce aux excellentes propriétés électriques, propriétés mécaniques et résistance à la chaleur des céramiques, elles ont une gamme d'applications plus large dans les exigences strictes du niveau de jauge des véhicules. Par exemple, il est utilisé comme divers composants électroniques tels que des résistances, des condensateurs et des inductances ; En raison de son excellente conductivité thermique, il peut être utilisé comme substrat céramique de divers dispositifs électriques et puces de capteurs. En outre, la céramique peut également être utilisée dans les moteurs à carburant traditionnels, les batteries au lithium à énergie nouvelle, les plaquettes de frein, les plaques de soupape en céramique, etc.
