特殊セラミックスにはジルコニアセラミックスやアルミナセラミックスがあり、特に機械的特性に優れているため、自動車への加工が可能です。自動車部品への特殊セラミックスの応用について詳しくご紹介します。
1. 自動車エンジンへのセラミックスの応用
ニューセラミックは、無機非金属から焼結されます。従来のアルミナセラミックに比べて3倍以上の強度があり、1000℃以上の高温にも耐えられる新素材で、自動車用途の新たな用途開発を促進します。例えば、ディーゼルエンジンの燃料消費量を30％以上削減するには、ニューセラミックスは欠かせない素材と言えます。現在のガソリンエンジンでは、燃焼エネルギーの約78％が熱エネルギーと熱伝達に失われますが、ディーゼルエンジンの熱効率は33％とガソリンエンジンに比べて非常に優れています。まだ迷っています。そこで、このロスを低減するために、燃焼室の周囲を断熱性の高いセラミックスで囲い断熱し、排気ターボチャージャーやパワータービンを用いて排気エネルギーを回収できることが実験で実証されています。熱効率を48%まで高めます。同時に、新セラミックスの採用により、ディーゼルエンジンの瞬時の素早い始動が可能となります。ターボチャージャーには、現在の超耐熱合金よりも耐熱性に優れる新型セラミックを使用しているが、比重は金属タービンの約3分の1にすぎない。したがって、新しいセラミックタービンは、金属タービンの低い動的応答を補うことができます。その他の進行中の研究には、ピストンピンやピストンリングなどの可動部品に新しいセラミックを使用することが含まれます。軽量化によるエンジン効率の向上が期待できます。
2. 自動車センサーへの特殊高感度セラミックの応用
車載用センサーの要件は、自動車特有の過酷な環境（高温、低温、振動、加速度、湿気、騒音、排気ガス）で使用できることです。長時間使用でき、少量で軽量、再利用性が高く、出力範囲が広い必要があります。セラミックスは、耐熱性、耐食性、耐摩耗性などに優れた電磁特性や光学特性を備えており、近年の製造技術の進歩により、これらの要求を十分に満たすことができるようになりました。
3. 自動車ブレーキへのセラミックの応用
セラミック ブレーキはカーボンファイバー ブレーキをベースに製造されています。カーボンファイバーブレーキディスクは、カーボン繊維と樹脂を機械でプレス成形し、その後、加熱、炭化、加熱、冷却などの工程を経てセラミックブレーキとなります。セラミックブレーキのシリコン化合物表面はダイヤモンドの表面に近いです。ディスク内部のカーボンファイバー構造により、強度、耐衝撃性、耐腐食性が高く、ディスクの耐摩耗性が非常に優れています。現在、この種の技術はF1レーシングカーだけでなく、メルセデス・ベンツのCL55 AMGなどのスーパー民間スポーツカーにも採用されている。
4. 自動車用ショックアブソーバーへのセラミックの応用
高級車の制振装置は、高感度セラミックスの正圧電効果、逆圧電効果、電歪効果を総合的に利用して開発に成功したインテリジェントダンパーです。このショックアブソーバーは高感度のセラミック部品を使用しているため、路面を認識して自動調整する機能を備えており、荒れた路面による車両の振動を最小限に抑えることができます。
5. 自動車溶射技術におけるセラミック材料の応用
近年、航空宇宙技術で広く使われているセラミックス膜の溶射技術が自動車にも応用され始めています。この技術の利点は、優れた断熱性、高温高圧への耐性、成熟した技術と安定した品質のため、低熱放散の目標を達成するために、エンジンの燃焼室コンポーネントにセラミックスをスプレーすることができます。たとえば、ピストントップに酸化ジルコニウムをスプレーし、その後エンジンに酸化ジルコニウムをスプレーします。放熱ロスを低減し、エンジン自体の軽量化、小型化、燃料消費量の削減が可能です。
6. 自動車へのスマート セラミック材料の応用
環境に敏感で環境の変化に敏感に反応する自動車製造に使用される材料を含む特殊セラミック製品の分類としてのスマートセラミック材料は、工学分野の研究に重点を置いています。
