汽车族：从材料来看汽车轻量化趋势
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前不久看到一篇日立分析仪器全球产品管理负责人MikkoJ?rvikivi的文章 ， 阐述了汽车轻量化之路 ， 是从汽车制造商和原材料制造商保证材料质量重要性这个角度来谈的 ， 角度比较专业 。 大家都知道在当下总结的汽车发展趋势之中 ， 环保是不可避免的话题 ， 而不论对于传统燃油车还是新能源车型 ， 车身轻量化都是必然需求 。 之前我们听说过合金材料、全铝车身等 ， 未来轻量化在材料方面会有哪些发展趋势？为什么材料的分析对于轻量化非常重要？我觉得汽车从业人员甚至汽车消费者都可以来了解一下 ， 从根本上来认知一下汽车轻量化的发展 。
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在当今的汽车市场环境中 ， 严格的碳排放法规和激烈的竞争共同导致整个汽车供应链的快速变化 。 研究表明当汽车每减轻100公斤重量时 ， 二氧化碳排放可以减少8.5克/100公里 ， 因此在当下汽车减重仍是当务之急 。 制造商正在努力从每滴燃油中获取更多收益 ， 而对于EV车型而言 ， 虽然在排放方面有很大优势 ， 但减重也是对车辆续航里程和车辆性能上有很大帮助的 。
轻量化对于制造商来说 ， 解决方案是通过在整辆车上使用更轻的部件来减轻重量 ， 而无论您使用的是哪种动力技术 ， 使用更轻的材料替代钢材的作用最大 。 然而 ， 轻量化的发展却给材料分析和质量控制带来了重大挑战 。 简单介绍一下 ， 材料分析有四种关键技术：激光诱导击穿光谱(LIBS)、光学发射光谱(OES)、热分析(TA)和X射线荧光(XRF) 。 OES、XRF和LIBS都非常通用 ， 特别是在识别金属和质量检查方面 。 另一方面 ， TA研究材料随温度变化的特性 。 不论什么技术 ， 最终我们考虑技术如何确保材料满足质量要求 。
变革背后的推动力
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随着汽车发展对环保要求日益提高 。 当前旨在减少排放的立法正在推动汽车零部件材料的创新 ， 这些标准变得越来越严格 ， 变革的步伐正在加快 。 比如为了对抗日益严重的污染 ， 欧洲的排放标准已经变得很严格 ， 根据目前的欧6法规 ， 到2021年 ， 新车的平均二氧化碳排放量最大不得超过95g/km 。 此外 ， 欧盟设定的二氧化碳减排目标为2025年达到15％和2030年达到37.5％ 。 这导致大多数制造商开发了电动动力总成技术并努力减轻重量 。
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在中国 ， 标准也越来越严格 。 符合欧洲排放标准的国6a将于2020年7月1日生效 ， 另外国6b也将于2023年生效 。 该标准将根据WLTP进行验证 ， 目标是将二氧化碳排放量减少90％以上 。 同样 ， 美国有75％的一氧化碳污染归因于机动车 ， 环境保护署于2020年1月宣布 ， 它正在制定新的规则以减少车辆的排放 ， 并使汽车更轻 ， 以符合全球标准 。 因此 ， 汽车行业及其供应链需要合作 ， 为该行业提供材料创新 ， 使汽车变得更轻 ， 这是必然要努力的一方面 。
轻金属的兴起
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汽车行业对零部件有非常严格的要求 。 材料安全显然是第一位的 ， 许多部件必须是延展性的 ， 以吸收冲击时的能量 ， 而其他部件必须具有强度 ， 以保持结构刚度 。 目前的汽车材料中新合金的开发是一门非常精确的科学 ， 对熔体化学进行精确到ppm的分析是避免残留元素的关键 ， 因为残留元素会影响合金的性能 ， 也会影响材料安全 。
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