树脂基复合材料在汽车工业中的应用研究.pdf

文章编号:1672一9889(2005)06一0070一04

树脂基复合材料在汽车工业中的应用研究

马翠英，黄晖
(济宁职业技术学院，山东济宁272037)

摘要:树脂基复合材料是以合成树脂为基体，以纤维为增强材料，经成型技术形成的一种新型复合材料。本文介绍
了树脂基复合材料的性能特点、组成和分类，重点介绍了树脂基复合材料的成型工艺及其在汽车上的应用。
关键词:树脂基复合材料;特性;成型工艺;汽车;应用
中图分类号:U465.6文献标识码:A

ApplicationofResinMatrixCompositeInAutoindustry

MACur一ying,HUANGHui
(JiningVocationalTechnologyCollege,Jining272037,China;

Abstract:Resinmatrixcompositeisanewtypecompositematerialscomposedofresinandfibermaterials.This
paperintroducestheperformance,compositionandclassification,mainlyintroducedthemoldprocessofresinma-
compositeandtheapplicationinautomobile.
words:resinmatrixcomposite;characteristic;moldprocessautomobile;application

0前言基复合材料的轻质、高强度的特点可大幅度减轻汽
车自重，降低燃油消耗。据报道，美国TPM复合物公
树脂基复合材料又称纤维增强塑料(FRO，是以
合成树脂为基体，以纤维为增强材料的一种新型复司制造的复合材料汽车，壳体长9.1m，采用环氧玻
合材料。与钢铁材料、铝合金等传统材料相比，树脂纤毡、RTM成型，汽车重3175kg，比同尺寸的钢汽
基复合材料具有重量轻、比强度高、耐腐蚀、减振性车壳体减重30%，其燃油消耗不到钢质汽车的
能好、可设计性强、易于加工等优点，在汽车工业中60%。
2)性能具(有可设计性。树脂基复合材料的物理
得到广泛应用。作为汽车上重要的轻量化材料，树脂
基复合材料越来越多地取代了传统的金属材料。实性能、化学性能、力学性能，都可以通过对原材料合
践证明，在汽车上大量使用树脂基复合材料可以显理选择，即采用不同的种类、配比、加工方法、纤维含
著减轻汽车自重、降低油耗、提高汽车安全舒适性，量和铺层方式进行设计，由于树脂基体材料种类很
同时还可减少环境污染和降低汽车的制造与使用综多，其选材设计的自由度很大。
3)优良的(耐腐蚀性。树脂具有良好的耐腐蚀性
合成本，其在汽车工业中应用前景十分广阔。
能，有针对性地选择树脂进行复合材料生产，可使树
1树脂基复合材料的性能特点脂基复合材料具有不同的耐腐蚀性能，使汽车应用
树脂基复合材料的主要性能有:领域更广阔。
(1)质量轻、比强度高。树脂基复合材料的相对4)减震性(能好。由于树脂基复合材料的振动
密度较小，一般介于1.5一2.0之间，只有普通碳钢衰减系数大，受冲击时能够吸收大量的冲击能，当汽
的1/41/5，但比强度大，承载能力高。利用树脂车发生碰撞时，可避免或减少对人体的伤害，这对行

作者简介:马翠英(1968一)，女，山东济宁人，讲师，从事汽车理论与汽车材料研究工作。
《现代交通技术》2005年第6期
车安全十分有利。钢/复合材料将是今后汽车工业发展的必然趋势。
(5)成型工艺简单。树脂基复合材料可用模具一纤维增强碳塑料(CFRP)是汽车轻量化最理想
次成型制造各种构件，从而减少了零部件的数量及的材料，表1为主要复合材料增强项物理性能比
接头等紧固件，节省原材料和工时，有效降低生产成较。从表1看出，高强钢筋、玻璃纤维、碳纤维三种材
本。在中批量生产的车型中，用树脂基复合材料取代料的比强度(抗拉强度/表观密度)分别是23,101,
铝材可以降低成本40%左右。272，其中碳纤维最高。但由于成本太高，CFRP零件
此外，树脂基复合材料对缺口、应力集中敏感性尚未实现批量生产。美国福特公司进行了大量的
小，而且纤维和基体界面能够阻止和改变裂纹扩展CFRP应用试验，所有研究结果均表明CFRP具有作
方向，因此具有较高的疲劳极限。为汽车材料的优良特性。例如，用碳纤维增强塑料
2树脂基复合材料的组成与分类CFRP制造的板簧零件强度高，模量大，热膨胀系数
小，减磨性好，质量只有14kg，比现有材质减轻
树脂基复合材料主要组成是树脂基体和纤维增76%。一旦解决了成本问题，将有大量的CFRP用于
强材料。树脂基体包括热固性树脂和热塑性树脂;增汽车工业中。
强纤维材料常用的有玻