Материалы для наземного транспорта. Свойства, особенности, возможности применения, страница 11

ССЛЕДОВАНИЯ по пластмассам являются только частью работ, нацеленных на поиск слешаЛЬНЫХ материалов для автомобильной промышленности. Значительное внимание уделяется керамическим материалам и ИХ сочетаниям с другими материалами. Керамические частицы или волокна могут быть диспергированы в металлической матрице (обычно аЛЮМИНИЙ ИЛИ магний), образуя так называемые композиты с металлической матрицей. Такие композиционные материалы обладают высокими прочностью, жесткостью и устойчивостью к износу. В настоящее время проверяется возможность их применения для изготовления деталей автомобильного двигателя и других целей.

Керамические материалы сами по себе представляют интерес ввиду своей малой плотности, низкой теплопроводности (что позволяет использовать их для изоляции высокотемпературных участков) и большой прочности при высоких температурах. В настоящее время во многих странах, включая США и Японию, ведутся широкие исследования и разработки по применению керамики для изготовления деталей карбюраторных и диЗеЛЬНЫХ двигателей. В карбюраторных двигателях керамика начинает применяться для изготовления турбонагнетателей, а в дизельных — для изготовления запальных свеч и форкамер. Кроме того, керамическая изоляция камеры сгорания позволяет улучшить кпд дизельных двигателей.

Вероятно, в ближайшее десятилетие керамические компоненты будут применяться гораздо шире в карбюраторных и дизельных автомобильных двигателях. В более далекой перспективе керамические материалы могут стать основой новых типов автомобильных силовых установок. Министерство энергетики США совместно с НАСА финансируют программу разработки автомобильной газовой турбины. Контракты на разработку достались двум конкурирующим группам: фирме Ford, с ее партнером Garrctt AiResearch Manufacturing Сотрапу и фирме General Motors. Целью программы является разработка проточной части газовой турбины с температурой горячих газов до 1370 ^о с. Ведутся испытания керамических материалов на основе нитрида кремния для изготовления элементов проточной части турбины.

Хотя электронные и магнитные материалы занимают незначительное место в материалоемкости автомобиля, они играют все возрастающую роль в повышС^љ нии технологического уровня производства легковых и грузовых автомобилей в США. В будушем все главные подсистемы автомобиля (двигатель, коробка передач, подвеска и рулевое управление) будут снабжены приборами электронного контроля, и основные усилия разработчиков будут направлены на объединение изолированных систем электронного управления в одну общую систему. Автомобиль будущего будет, вероятно, содержать целый ряд новых устройств и материалов, таких, как кремниевые датчики и оптоэлектронные элементы, радарные устройства на основе арсенида галлия, аморфные полупроводники, новые жидкокристаллические материалы для дисплеев и быстроотвердеваюпдие магнитные материалы.

Такие блестящие технологические перспективы не должны затемнять тех коренных изменений, которые уже имели место в материалах, применяемых для изготовления серийных легковых автомобилей. Хотя производство автомобилей основано преимущественно на устоявшихся технологиях, оно постоянно подвергается сильному действию таких факторов, как конкуренция, изменение потребительских вкусов, колебания цен на топливо, правительственные постановления и технологические нововведения. Начиная с середины 70-х годов эти факторы медленно, но неуклонно меняют размеры, облик и материалоемкость легковых и грузовых автомобилей. Типичный америкапский автомобиль середины 80-х годов с высоким содержанием алюминия, пластмасс и высокопрочных сталей, а также низкой посадкой мало похож на своих даже недавних предшественников. Ввиду того что автомобилестроение — это одна из основных отраслей промышленности, описанные изменения не могут не иметь существенного влияния на общую картину производства и потребления материалов в США.