1.玻璃纖維氈增強熱塑性復合材料(GMT)
玻璃纖維氈增強熱塑性復合材料(GlassMatReinforcedThermorplastic)以玻璃纖維(氈)為增強材料,熱塑性樹脂為基體,通過加溫、加壓制成復合材料,簡稱GMT,是目前國際上極為活躍的復合材料開發品種,被視為世紀新材料之一。
輕質高強度的GMT片材,通過結構優化設計,可取代部分金屬材料,獲得顯著的減重效果,而且節省模具費用,(僅為金屬沖壓模具的10~20%),并有利于多種零件組合,形成模塊化生產方式。用GMT片材可較原金屬件減重30~80%,能耗僅為鋼制品的60~80%,鋁制品的35~50%,價格低于同體積的金屬制品。
GMT片材在汽車工業中的應用,已達40多種,主要有座椅骨架、保險杠、儀表板、發動機罩、電池托架、腳踏板、前端、地板、護板、后牽門、車頂棚、行李托架、遮陽板、備用輪胎架等部件。
2.長纖維增強熱塑性復合材料(LFT)
LFT增強材料是纖維連續紗或者短切玻璃纖維(適合于LFT-D),其組成材料可以是玻璃纖維、芳基纖維、碳纖維、鋼纖維和其他能夠形成連續紗的纖維。LFT-G的基體聚合物可以是各種熱塑性塑料,常用的有PP(56%),Nylon(32%),其他的還有abs、PPS、TPU、POM等等。為了改善界面強度,通常還需要界面改性劑,如偶聯劑以及相容劑。
LFT材料現在廣泛應用在汽車工業中。Ticona公司的LFT產品(Celstran和Compel)成功的應用在VWGolfⅣ型上。
3.天然纖維增強熱塑性復合材料(NMT)
傳統的纖維增強復合材料是由玻璃纖維、芳香族聚酰胺纖維或碳纖維等人造合成纖維組成的,它們一般都存在著耗能大、造價高、易造成環境污染等問題。與玻璃纖維及碳纖維相比,各種天然纖維(如麻纖維、竹纖維、甘蔗渣纖維等)具有價廉、可回收、可降解、可再生等優點,其復合材料的研究與開發應用,近年來成為人們對材料研究開發的熱點之一。
天然纖維復合材料在汽車工業的應用目前還局限在汽車內飾件上。戴姆勒-克萊斯勒公司已經成功的將天然纖維復合材料應用在了其生產的奔馳E系列轎車上。先前此類車的車門、車內部件用的是木纖維復合材料,現在用亞麻/劍麻氈增強的環氧樹脂進行了替換,使得重量減輕了20%左右,而且,機械性能也得到了改善,尤其是對于安全保護方面。另外,用亞麻/劍麻氈增強復合材料能夠成型更為復雜的立體構件,因此,這也更適用于車門外貼板等部件,以替換先前的材料。
4.碳纖維增強復合材料
幾十年前即有預言,碳纖維增強復合材料將取代金屬,用于制造汽車底盤,這一預言正逐步實現。2003年DaimlerChrysler公司推出的DodgeViper型跑車的擋板支架系統所采用的材料碳纖維復合材料,這項技術也是碳纖維在大型底盤和車身外部部件上的首次應用。碳纖維復合材料的擋板支架薄壁雖只有2mm,卻能支撐著整個車身前端,而且有34個零件在這里聯結,剛性提高了22%。