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近年來，汽車“輕量化”是熱門話題。車企為節(jié)能降耗各展所長(zhǎng)，因?yàn)槿羝囌囍亓拷档?0%，燃油效率可提高6%—8%;汽車整備質(zhì)量每減少100公斤，百公里油耗可降低0.3—0.6升。而從成本上來看，減少1公斤的車重則可以減少10美元左右的支出。

據(jù)悉，汽車輕量化可從設(shè)計(jì)輕量化、采用輕質(zhì)材料替代鋼鐵、改進(jìn)制造工藝和提高現(xiàn)有材料強(qiáng)度(高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼)四方面實(shí)現(xiàn)。而當(dāng)中，可替代性材料前景被業(yè)內(nèi)技術(shù)專家們普遍看好。在在目前的材料工藝中，主要有鋁、鎂合金、陶瓷、工程塑料、玻璃纖維或碳纖維復(fù)合材料等。而目前無論是車企還是材料企業(yè)，探討的話題，除了高強(qiáng)度鋼外，最多的莫過于以上可替代之“材”。而在百材競(jìng)放中，誰能最終獲得車企的青睞，目前還為可知，不過鋁合金因其技術(shù)相對(duì)較為成熟，而暫時(shí)保持呼聲較高的地位。

鋁合金

不過材料的應(yīng)用來看，鋁合金技術(shù)的確較為廣泛。汽車上有眾多零部件可以使用鋁合金代替，以達(dá)到輕量化的目的，估算可平均節(jié)省重量125%。根據(jù)汽車咨詢機(jī)構(gòu)Duckers調(diào)查，北美、歐盟、日本單車用鋁分別高出中國(guó)47%、24%、15%，且歐美日單車用鋁仍在持續(xù)增長(zhǎng)。

早在1990年開始銷售的日本本田NSX車采用了全鋁承載式車身，比用冷軋鋼板制造的同樣車身輕200kg，引起全世界的矚目。1994年奧迪開發(fā)了第一代AudiA8全鋁空間框架結(jié)構(gòu)(ASF)，汽車自身質(zhì)量減輕了大約40%。去年剛上市的新一代奔馳C級(jí)車上，主架構(gòu)大量采用鋁合金材料打造，比例差不多達(dá)到50%，這也使得新一代C級(jí)車相比傳統(tǒng)的鋼架構(gòu)輕了70千克。

目前，制約鋁合金在汽車上大量應(yīng)用的主要原因之一其價(jià)格比鋼材的高，有關(guān)專家表示除開發(fā)低成本的鋁合金和先進(jìn)的鋁合金成形工藝外，回收再生技術(shù)可進(jìn)一步降低鋁合金的生產(chǎn)成本。此外，擴(kuò)大鋁合金應(yīng)用的另一個(gè)研究方向是開發(fā)新的各種連接技術(shù)，今后發(fā)展的多材料結(jié)構(gòu)轎車要求連接兩種不同類型的材料(如鑄鐵一鋁、鋼一鋁、鋁一鎂等)，對(duì)這些連接技術(shù)以及對(duì)材料和零件防腐蝕的表面處理技術(shù)，是今后擴(kuò)大鋁合金在汽車上應(yīng)用的重要課題。

與鋁合金一起相運(yùn)而生的則是鎂合金，不過鎂合金的價(jià)格是鋁的3-4倍，發(fā)展難度也相對(duì)更大。

Q-fog CRH鹽霧試驗(yàn)箱可用于汽車材料的篩選，如鋁合金材料的耐鹽霧腐蝕測(cè)試等

碳纖維復(fù)合材料

碳纖維最早被應(yīng)用在航空領(lǐng)域，近年逐步被推廣至汽車，然目前多見于超跑。

碳纖(carbonfiber,CF)含碳量95%纖維材料。2013年量產(chǎn)的寶馬i3采用了碳纖維車身和鋁制底盤，寶馬稱該重量較其他相同尺寸的電動(dòng)車減輕了300千克之多。這款碳纖維材料CFRP(碳纖維增強(qiáng)樹脂基復(fù)合材料)，名稱較為拗口，其原料是聚丙烯腈，有點(diǎn)像用來制作芭比娃娃頭發(fā)的纖維，但實(shí)際上比人的頭發(fā)纖維細(xì)10倍。

昂貴的價(jià)格一直讓平民車對(duì)其敬而遠(yuǎn)之，但事實(shí)上，碳纖維材料本身并不昂貴，然而要把碳纖維加工成適合車輛行駛、碰撞的成品才真正是其價(jià)值所在。目前，諸多廠商正在加緊研發(fā)，促其成本的降低，然這需要一個(gè)漫長(zhǎng)的過程。

工程塑料

相對(duì)于鋁鎂合金，其重量更輕，相對(duì)碳纖維，其成本更低;近年隨著其硬度、強(qiáng)度、拉伸性能的不斷提高，安全性得到進(jìn)一步保證，成為車企在汽車減重方面關(guān)注的焦點(diǎn)。據(jù)了解，目前世界上不少轎車的塑料用量已經(jīng)超過120千克/輛，個(gè)別車型還要高，德國(guó)奔馳高級(jí)轎車的塑料使用量已經(jīng)達(dá)到150千克/輛。國(guó)內(nèi)一些轎車的塑料用量也已經(jīng)達(dá)到90千克/輛。

不過材料雖然有很多，諸多整車廠倒出現(xiàn)在無法推廣的原因是：成本和安全性。車企表示，除非是供應(yīng)商和他們自己有更好的理由和方案，否則技術(shù)再先進(jìn)，材料再好，尤其對(duì)于自主品牌來說，用的機(jī)會(huì)還是很少。此外，雖然塑料的安全性目前已有較大提高，但在關(guān)鍵架構(gòu)方面，得以應(yīng)用還需要較長(zhǎng)時(shí)間。

無論是鋁合金、碳纖維還是塑料亦或是高強(qiáng)度高，在未來的發(fā)展中都不可能是孤軍奮戰(zhàn)，機(jī)械科學(xué)研究院資深顧問陳長(zhǎng)年表示，材料的混合使用將成為全球汽車業(yè)發(fā)展的重要趨勢(shì)。在歐洲車身會(huì)議文獻(xiàn)中，自2006-2011年的72個(gè)車身中，有32個(gè)鋼車身、2個(gè)全鋁車身、38個(gè)鋼/鋁/復(fù)合材料多種材料混合車身則超過一半。而當(dāng)中，最為關(guān)鍵也較難突破的技術(shù)則是可靠、高效的連接。