工業材料 [第395期]:輕量結構化材料 綠色高階工程塑膠材料與應用

點閱:4

並列題名:Industrial materials

作者:工業材料編輯部編輯

出版年:2019.11

出版社:工業技術研究院材料與化工研究所

出版地:新竹縣竹東鎮

最新發刊 : 20191101

雜誌類型 : 月刊


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借閱說明

雜誌簡介: 工業材料雜誌係由財團法人工業技術研究院材料與化工研究所所發行,創刊於1987年,暢銷海內外的工業材料雜誌稱得上是國內最具權威的材料專業雜誌,以前瞻性產業之研究、發展、應用為報導主題,其內容包含各大領域,如光電顯示/無線通訊/能源儲能/智慧感測/綠色環保/電磁/輕金屬/複合材料/有機高分子/陶瓷薄膜/奈米微細技術/構裝散熱/材料設計檢測/市場瞭望/聚焦兩岸….等等。資訊新穎、市場動態掌握即時,是關心材料發展、材料應用、產業走向人士最佳的參考資料。每月一冊,受用無窮,廣泛且詳實的內容,成為產業界不可或缺的資訊來源。工業材料雜誌作者陣容堅強,除了有工研院內的數百位專家為強力後盾之外,舉凡產業界的技術先進、各大專院校的知名學者、海外學人、專家均在作者之列。自創刊以來,普受各界好評,同時,為數所大專院校推薦為選讀好書。

本期內容簡介
 
工業革命後人類排放大量的CO2等溫室氣體,造成地球暖化與氣候變遷,已成為全球亟需正視的嚴峻議題。面對石油能源的耗竭、溫室氣體導致的暖化危機,節能減碳已經不再只是口號,各國政府紛紛設立相關法規限制。在能源使用與CO2排放量的主要來源中,運輸載具占有極高比率,包含航太、汽車、軌道車輛等,其均可藉由結構輕量化技術,有效地提高燃油使用效率。以燃油汽車為例,據統計,汽車每減重10%,燃油效率就可提高6~8%,每百公里可減少油料使用0.3~0.6升,降低CO2排放5~8克。另一方面,即使是目前高度發展中的電動車,因其搭載高容量電池,透過輕量化也可有效提高電池的能源效率。全球汽車總量持續成長,目前已超過10億輛水準。在各國環保法規日趨嚴格的情況下,面對可能的進口市場門檻與龐大罰金,各大車廠莫不嚴陣以對、謹慎因應,並積極進行汽車的輕量化研發。因此,汽車輕量化已成為國際重要的發展趨勢。
 
目前運輸載具結構用的輕質材料主要有三大方向:高強度鋼、鋁/鎂輕合金和碳纖維複合材料。高強度鋼現今應用過程中仍遇到一些問題,例如:回彈大、延展性低,且成形性與焊接性差等。汽車重量約有1/3在車身,鋁合金可滿足車身強度安全,且具有良好成形性、低成本、可回收等特性,為目前應用最為廣泛的輕質材料;以鋁合金取代鋼材是當前汽車輕量化的主要發展趨勢,特別是在很多豪華車型上。鎂合金則是目前使用金屬中最輕的結構材料,具有高阻尼減振、散熱易回收等優點,應用於方向盤、座椅骨架、儀表板骨架、變速器殼體。車用塑料目前仍較少應用於汽車結構件,其強度安全性與回收再利用等特性為研究重點。另外,包含高鐵、地鐵、輕軌等的軌道車輛,由於車廂輕量化,其加速性跟最高速度都可以大幅提升,雖然目前複合材料成本仍較高,但比起金屬材料有更優的輕量效果,且其抗腐蝕性能、比剛性也較佳,因此當今日本、法國等最新的高鐵車廂結構,也已部分採用CFRP複合材料。至於航太飛機方面,目前機身已經採用大量的CFRP複合材料。
 
本期「輕量結構化材料」專題,以未來極具發展潛力的鋁合金與CFRP複合材料兩大輕量材料為主角,邀請國內汽車鋁板主要製造廠—中國鋼鐵公司的庾忠義研究員與邱黃正凱工程師,介紹國內外目前汽車鋁軋延板材的技術發展趨勢;也邀請國內MGI/AI材料開發專家交通大學黃爾文教授,介紹材料資料庫及其在輕量化鋁合金複合材料之設計應用。同時,材化所幾位專家亦針對CFRP複合材料、鋁合金與鋁複合材料應用於結構件輕量化之成果分享研究心得,以作為國內相關業者應用參考,期使輕量結構化材料產業在國內持續技術深耕。
 
隨著汽車輕量化需求的急速攀升,逐漸擴大了鋁軋延材在汽車上之應用。本文將介紹汽車用鋁軋延材之洲際發展趨勢,除了扼要說明目前主力產品車身外觀件之外,還會介紹正在萌芽的鋁合金內構件以及更為前瞻之保安件;同時,針對其所採用之溫/熱衝壓成形技術、用料趨勢及產品特性亦進行重點式的分析與比較。

雜誌簡介
 
工業材料雜誌係由財團法人工業技術研究院材料與化工研究所所發行,創刊於1987年,暢銷海內外的工業材料雜誌稱得上是國內最具權威的材料專業雜誌,以前瞻性產業之研究、發展、應用為報導主題,其內容包含各大領域,如光電顯示/無線通訊/能源儲能/智慧感測/綠色環保/電磁/輕金屬/複合材料/有機高分子/陶瓷薄膜/奈米微細技術/構裝散熱/材料設計檢測/市場瞭望/聚焦兩岸….等等。資訊新穎、市場動態掌握即時,是關心材料發展、材料應用、產業走向人士最佳的參考資料。每月一冊,受用無窮,廣泛且詳實的內容,成為產業界不可或缺的資訊來源。工業材料雜誌作者陣容堅強,除了有工研院內的數百位專家為強力後盾之外,舉凡產業界的技術先進、各大專院校的知名學者、海外學人、專家均在作者之列。自創刊以來,普受各界好評,同時,為數所大專院校推薦為選讀好書。