金属基复合材料(MMC)在汽车工业中的应用

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MMC用于汽车工业主要是颗粒增强和短纤维增强的铝基复合材料。MMC具有高的比强度和比刚度、耐磨性好、导热性好及热膨胀系数低等特性，已在工业中得到了较为广泛的应用。应用于汽车工业的MMC为铝或镁基质加粉末或碎屑纤维增强。在汽车制动盘、制动鼓、制动钳、活塞、传动轴以及轮胎螺栓上，采用MMC制造。目前，铝基复合材料一般采用铝硅合金。常用的填充增强剂有陶瓷纤维和微粒等。它与铝合金相比具有质量轻、比强度高和弹性模量高、耐热性和耐磨性好等优点，是汽车轻量化的理想材料。活塞是发动机的主要零件之•，它在高温高压下工作，因而选合适的活塞材料是至关重要的。目前，应用于活塞的复合材料由低密度金属和增强陶瓷纤维组成，主要用于高性能铝活塞。近年来，有所发展的是纤维增强金属(FRM)，铝合金基FRM具有抗拉强度高和耐磨耐热特性。纤维增强的轻金属能用十仅靠轻合金小能满足强度和耐磨性的部位上，是很有发展前途的材料。在此基础上，国外又推出了氧化铝纤维增强活塞项的铝活塞及氧化铝增强的镁合金制造的活塞等，进一步扩大了它在活塞上的应用。美国已将铝基复合材料应用于刹车轮。其特点是铝基复合材料使质量减轻了30％～60％，导热性好，最高使用温度可达到450℃，其热性能已达到原先使用的铸铁水平。MMC必须用新的方法制造，限制应用的原因是必须研制匹配的制动踏板。制动钳采用金属摹复合材料制造时，除了降低质量外，最主要的益处是刚度。MMC制动钳应用于高性能体育赛车上，由于高成本而限制了其大量应用。MMC活塞主要用于柴油机上，但也可用于汽油发动机。因氧化铝和氧化硅短纤维增强，但是热疲劳易导致断裂。采用陶瓷纤维预型坯可弱化这一问题，提高活塞寿命。轮胎螺栓采用MMC制造，质量减轻50％。2000年世界汽车工业对金属基复合材料的用量达到0．6万t。随着复合材料制备技术、性能的不断提高，以及价格的FI益下降，MMC必将在汽车上得到越来越广泛的应用。

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金属基复合材料（MMC）在汽车工业中扮演着至关重要的角色。其轻质、高强度及优良的导热性能等特点，使得它在汽车制造中具有广泛的应用前景。

MMC主要用于制造发动机部件，如活塞、连杆等，以提高发动机的性能和效率。此外，它也被应用于制造车身结构件和悬挂系统，以提高汽车的操控性和安全性。随着汽车工业的发展，MMC的应用范围还将不断扩大。未来，我们期待看到更多创新的MMC材料在新能源汽车领域得到广泛应用。