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无论是新能源汽车还是无人驾驶技术，汽车都一直奔跑在科技的最前沿。而在材料应用上，汽车同样是最大的新技术转化行业之一。今天，我们就带你了解一些关于汽车材料的冷门知识，以丰富你的汽车阅历。Now，let’s go！
High strength steel plate
高强度钢板
确切地说，在汽车行业，高强度钢板已经算不上新材料了。目前，它在汽车中的应用比例早已超过50%。
但你知道什么叫高强度钢板吗？
早期的高强度钢板虽然在强度上高于低碳钢板（软钢），但在延伸率上只有后者的50%。因此那时的高强度钢板只能用于形状简单、延伸深度不大的小零件。
后来，人们在低碳钢板中加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成新型的高强度钢板，使它的抗拉强度高达420牛顿/平方毫米。于是，高强度钢板可以被轧制成很薄的钢板，成为汽车车身轻量化的重要材料之一。
除了这个高强度钢板的演进故事，下面我们再告诉你一点你不知道的冷知识。我们总在汽车的各种宣传材料中看到高强度钢板这个词，但其实它还有好多种类。
Aluminum alloy
铝合金
汽车轻量化曾是汽车行业降低油耗的重要手段之一。
于是，铝合金在特定的时段和背景下脱颖而出。铝具有密度小、耐蚀性好等特点，且铝合金的塑性优良，铸、锻、冲压工艺均适用，最适合汽车零部件生产的压铸工艺。
从生产成本、零件质量、材料利用等几个方面比较，铝合金已成为汽车生产不可缺少的重要材料。
目前，美国、日本、德国是汽车采用铝合金最多的国家，如奥迪A8、日本的NXS等车身用铝合金量达80%。
有资料表明，用铝合金结构代替传统钢结构，可使汽车质量减轻30%～40%，制造发动机可减轻30%，制造车轮可减轻50%。采用铝合金是汽车轻量化及环保、节能、提速和运输高效的重要途径之一。
此外，铝合金在遭遇撞击时的安全系数更高，因为其材质有非常好的吸能作用。在引擎盖等部分应用铝合金可以减轻撞击对人身造成的二次伤害。因此，研究开发铝合金汽车目前显得十分必要。
一般，汽车公司会根据车身结构设计的需要，采用激光束压合成型工艺，将不同厚度的铝板或者用铝板与钢板复合成型，再在表面涂覆防腐蚀材料使其结构轻量化且具有良好的耐腐蚀性。
目前制约铝合金材料应用的一个问题是，相比高强度钢，铝合金的成本更高。例如，车用钢材的价格在每吨5000元左右，而铝合金则达到了每吨1.5万元左右。另外，加工、维修方面，高强度钢也比铝合金更便利。
但我们同时要看到，铝材的循环利用率要远高于钢材。据统计，大约90%的汽车用铝可以回收并循环利用，60%以上的汽车铝合金材料为再生铝，而再生铝的能耗仅相当于原铝生产能耗的5%，但废钢的再生能耗则相当于精钢冶炼能耗的25%～60%。
值得一提的是，福特全新发布全铝车身的F-150在北美售价之比此前的产品高2000美元，但却实现了减重318公斤，随着应用比例的提高，铝合金的价格问题也正在得到不断的改善。
铝合金已成为仅次于钢材的汽车用金属材料，能够为汽车提供各种铝合金铸件、冲压结构件和拉制的铝型材。
铝合金主要用于制造发动机缸体、活塞、进气支管、气缸盖、变速器壳体、矫车的骨架、车身、座椅支架、车轮等部件。除了铝合金，其实还有很多的合金。
镁合金和钛合金
镁的密度为每立方厘米1.8克，仅为钢材密度的35%，铝材密度的66%。但它的比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定性好，因此在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。
镁的储藏量十分丰富，镁可从石棉、白云石、滑石中提取，特别是海水的盐分中含 3.7%的镁。近年来镁合金在世界范围内的增长率高达20%。
铸造镁合金的车门由成型铝材制成的门框和耐碰撞的镁合金骨架、内板组成。另一种镁合金制成的车门，它由内外车门板和中间蜂窝状加强筋构成，每扇门的净质量比传统的钢制车门轻10公斤，且刚度极高。随着压铸技术的进步，已可以制造出形状复杂的薄壁镁合金车身零件，如前、后挡板、仪表盘、方向盘等。
如上海大众桑塔纳轿车变速器壳体采用镁合金。随着镁合金材料的技术进步及其抗蠕变性能的进一步改善，自动变速器壳体以及发动机曲轴箱亦适合改用镁材料制造。若曲轴箱由铝改为镁，则可减轻30%左右。
钛的比重为每立方厘米4.6克，强度和硬度超过了钢，且不易生锈。用钛合金铸造的汽车发动机部件更轻、更坚固和更耐腐蚀，钛合金车身可以承受更大的作用力。
近期，媒体报道德国基尔大学新发明一种镍钛铜记忆合金，其变形次数可以达到千万次不会断裂，其优良的性能再次引发人们对高端钛材关注。因其具有耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱、高强度、低密度等优异性能，高端钛材已广泛应用于航空航天等多个领域。
高端钛材主要指基于海绵钛加工后生产出的高性能纯钛或钛合金产品，其应用范围涵盖多个领域。目前高端钛材技术主要掌握在美日俄等国，具有较高的市场垄断地位，议价空间不大，制约我国当前高端钛材使用范围和规模。在汽车领域，汽车制造正迈向轻量化发展阶段，高端钛材因强度高、质量轻，在汽车材料成分中占比也在逐步提升。
泡沫合金板
泡沫合金板由粉末合金制成，其特点是密度小，仅为每立方厘米 0.4～0.7克，弹性好，当受力压缩变形后，可凭自身的弹性恢复原料形状。泡沫合金板种类繁多，除了泡沫铝合金板外，还有泡沫锌合金、泡沫锡合金、泡沫钢等，可根据不同的需要进行选择。泡沫铝合金是一种在金属基体中分布有无数气泡的多孔材料，这种材料的质量更轻、强重比更高，并具有高的吸能特性、高的阻尼特性和吸振特性。
将泡沫铝填充于两个高强度外板之间制成的三明治板材，在用于车身顶盖板时，可提高刚度、轻量化并改善保温性能，用在保险杠、纵梁和一些支柱零件上时，可以增加撞击吸能的能力，在轻量化的同时，提高了撞击安全性。由于泡沫合金板的特殊性能，特别是出众的低密度、良好的隔热吸振性能，深受汽车制造商的青睐。目前，用泡沫铝合金制成的零部件有发动机罩、行李箱盖等。
蜂窝夹芯复合板
蜂窝夹芯复合板是两层薄面板中间夹一层厚而极轻的蜂窝组成。根据夹芯材料的不同，可分为纸蜂窝、玻璃布蜂窝、玻璃纤维增强树脂蜂窝、铝蜂窝等；面板可以采用玻璃钢、塑料、铝板和钢板等材料。
由于蜂窝夹芯复合板具有轻质、比强度和比刚度高、抗振、隔热、隔音和阻燃等特点，故在汽车车身上获得较多应用，如车身外板、车门、车架、保险杠、座椅框架等。英国发明了一种以聚丙烯作芯，钢板为面板的薄夹层板用以替代钢制车身外板，使零件质量减轻了50%～60%，且易于冲压成型。
工程塑料
与通用塑料相比，工程塑料具有优良的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等特点，且比要取代的金属材料轻、成型时能耗少。
1970年代起，以软质聚氯乙烯、聚氨酯为主的泡沫类、衬垫类、缓冲材料等塑料在汽车工业中被广泛采用。福特公司开发的LTD试验车，塑料化后的车身取得了轻量化方面的明显成果。
工程塑料用于汽车可实现轻量化和节能，且可回收和循环利用。目前六大类的塑料：PP、PUR、PVC、ABS、PA和PE在汽车上得到广泛的应用，通常用于制造车身覆盖件、车门门槛、车身内外装饰件和水箱面罩、保险杠和车轮护罩等。
高强度纤维复合材料
复合材料是一种多相材料，是由有机高分子、无机非金属和金属等原材料复合而成。目前玻璃纤维增强树脂复合材料和碳纤维增强树脂复合材料在汽车上已经获得成功的应用。
玻璃纤维增强树脂复合材料耐腐蚀、绝缘性好，特别是有良好的可塑性，对模具要求较低，对制造车身大型覆盖件的模具加工工艺较简易，生产周期短，成本较低。
在轿车和客车上，采用玻璃纤维增强树脂复合材料制造的轿车车身覆盖件、客车前后围覆盖件和货车驾驶室等零部件。随着汽车保有量的激增、不可再生燃油的消耗，汽车轻量化越来越受到大家的关注。碳纤维（CF）及碳纤维复合材料（CFRP）在汽车产业的应用，为其提供了可能；事实表明：CFRP是汽车工业轻量化道路上的主要材料。碳纤维复合材料（CFRP），因其质量小，而且具有高强度、高刚性，有良好的耐蠕变与耐腐蚀性，因而是很有前途的汽车用轻量化材料。碳纤维复合材料在汽车上的应用，美国开展得最好。
Ceramic materials
陶瓷材料
由于陶瓷本身具有的特殊力学性能以及对热、电、光等的物理性能，陶瓷材料特别是特种陶瓷在汽车上的应用日益受到人们的重视。我国已成功研制钛酸铝陶瓷-铝合金复合排气管、氮化硅陶瓷柴油机涡轮增压转子和球轴承等汽车部件。
Rare earth materials
稀土材料
使用汽车废气净化催化剂是控制汽车废气排放、减少污染的最有效的手段。含稀土的汽车废气净化催化剂价格低、热稳定性好、活性较高，使用寿命长，引起了人们的广泛关注。
汽车废气净化稀土催化剂所用的稀土成分主要是氧化铈、氧化镧和氧化镨等。
用于汽车废气净化催化剂的载体通常为蜂窝陶瓷，稀土还可以作为陶瓷载体的稳定剂以及活性涂层材料等。
nanomaterials
纳米材料
纳米技术将在汽车上的结构材料、节能、环保等方面获得广泛的应用。纳米陶瓷材料的耐磨性和质量减小、稳定性增强。纳米陶瓷轴已经应用在奔弛等高级轿车上，使机械转速加快、质量减小、稳定性增强、使用寿命延长。
纳米汽油是一种利用现代最新纳米技术开发的汽油微乳化剂，纳米汽油可以降低油耗10%～20%，可降低废气中有害气体含量50%～80%。
纳米润滑剂是采用纳米技术改善润滑油分子结构的石油产品，它不对任何润滑油添加剂、稳定剂、处理剂、发动机增润剂或减磨剂等产生不良作用，只是在零件金属表面自动形成纯烃类单个原子厚度的一层薄膜。
纳米增强增韧塑料可以代替金属材料，由于它们比重小重量轻，因此广泛用于汽车上可以大幅度减轻汽车重量，达到节省燃料的目的。可以用于汽车上的保险杠、座椅、翼子板、顶篷盖、车门、发动机盖、行李舱盖以及变速器箱体、齿轮传动装置等一些重要部件。抗紫外线老化塑料能够吸收和反射紫外线，比普通塑料的抗紫外线能力提高20倍以上，能有效延长其使用寿命。无机纳米抗菌塑料加工简单，广谱抗菌，24h接触杀菌率达90%，无副作用，可以用在车门把手、方向盘、座椅面料、储物盒等易污部件。
Intelligent materials
智能材料
它是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。
若按功能来分可以分为光导纤维、形状记忆合金、压电、电流变体和电 （磁）致伸缩材料等。
一般说来，智能材料有七大功能，即传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。
例如，一些轮胎安全技术就是通过在轮胎内壁喷涂一层纳米智能材料，形成一层特殊的防护罩。
当穿刺物从外界刺穿胎体时，纳米智能材料将紧紧包裹住穿刺物，防止气体溢出；当穿刺物从胎体拔出时，纳米智能材料又将自动聚拢在穿孔处，防止气体外泄。确保了轮胎安全问题，从而避免交通事故的发生。
High strength steel plate
高强度钢板
确切地说，在汽车行业，高强度钢板已经算不上新材料了。目前，它在汽车中的应用比例早已超过50%。
但你知道什么叫高强度钢板吗？
早期的高强度钢板虽然在强度上高于低碳钢板（软钢），但在延伸率上只有后者的50%。因此那时的高强度钢板只能用于形状简单、延伸深度不大的小零件。
后来，人们在低碳钢板中加入适当的微量元素，经各种处理轧制而成新型的高强度钢板，使它的抗拉强度高达420牛顿/平方毫米。于是，高强度钢板可以被轧制成很薄的钢板，成为汽车车身轻量化的重要材料之一。
除了这个高强度钢板的演进故事，下面我们再告诉你一点你不知道的冷知识。我们总在汽车的各种宣传材料中看到高强度钢板这个词，但其实它还有好多种类。
Aluminum alloy
铝合金
汽车轻量化曾是汽车行业降低油耗的重要手段之一。
于是，铝合金在特定的时段和背景下脱颖而出。铝具有密度小、耐蚀性好等特点，且铝合金的塑性优良，铸、锻、冲压工艺均适用，最适合汽车零部件生产的压铸工艺。
从生产成本、零件质量、材料利用等几个方面比较，铝合金已成为汽车生产不可缺少的重要材料。
目前，美国、日本、德国是汽车采用铝合金最多的国家，如奥迪A8、日本的NXS等车身用铝合金量达80%。
有资料表明，用铝合金结构代替传统钢结构，可使汽车质量减轻30%～40%，制造发动机可减轻30%，制造车轮可减轻50%。采用铝合金是汽车轻量化及环保、节能、提速和运输高效的重要途径之一。
此外，铝合金在遭遇撞击时的安全系数更高，因为其材质有非常好的吸能作用。在引擎盖等部分应用铝合金可以减轻撞击对人身造成的二次伤害。因此，研究开发铝合金汽车目前显得十分必要。
一般，汽车公司会根据车身结构设计的需要，采用激光束压合成型工艺，将不同厚度的铝板或者用铝板与钢板复合成型，再在表面涂覆防腐蚀材料使其结构轻量化且具有良好的耐腐蚀性。
目前制约铝合金材料应用的一个问题是，相比高强度钢，铝合金的成本更高。例如，车用钢材的价格在每吨5000元左右，而铝合金则达到了每吨1.5万元左右。另外，加工、维修方面，高强度钢也比铝合金更便利。
但我们同时要看到，铝材的循环利用率要远高于钢材。据统计，大约90%的汽车用铝可以回收并循环利用，60%以上的汽车铝合金材料为再生铝，而再生铝的能耗仅相当于原铝生产能耗的5%，但废钢的再生能耗则相当于精钢冶炼能耗的25%～60%。
值得一提的是，福特全新发布全铝车身的F-150在北美售价之比此前的产品高2000美元，但却实现了减重318公斤，随着应用比例的提高，铝合金的价格问题也正在得到不断的改善。
铝合金已成为仅次于钢材的汽车用金属材料，能够为汽车提供各种铝合金铸件、冲压结构件和拉制的铝型材。
铝合金主要用于制造发动机缸体、活塞、进气支管、气缸盖、变速器壳体、矫车的骨架、车身、座椅支架、车轮等部件。除了铝合金，其实还有很多的合金。
镁合金和钛合金
镁的密度为每立方厘米1.8克，仅为钢材密度的35%，铝材密度的66%。但它的比强度、比刚度高，阻尼性、导热性好，电磁屏蔽能力强，尺寸稳定性好，因此在航空工业和汽车工业中得到了广泛的应用。
镁的储藏量十分丰富，镁可从石棉、白云石、滑石中提取，特别是海水的盐分中含 3.7%的镁。近年来镁合金在世界范围内的增长率高达20%。
铸造镁合金的车门由成型铝材制成的门框和耐碰撞的镁合金骨架、内板组成。另一种镁合金制成的车门，它由内外车门板和中间蜂窝状加强筋构成，每扇门的净质量比传统的钢制车门轻10公斤，且刚度极高。随着压铸技术的进步，已可以制造出形状复杂的薄壁镁合金车身零件，如前、后挡板、仪表盘、方向盘等。
如上海大众桑塔纳轿车变速器壳体采用镁合金。随着镁合金材料的技术进步及其抗蠕变性能的进一步改善，自动变速器壳体以及发动机曲轴箱亦适合改用镁材料制造。若曲轴箱由铝改为镁，则可减轻30%左右。
钛的比重为每立方厘米4.6克，强度和硬度超过了钢，且不易生锈。用钛合金铸造的汽车发动机部件更轻、更坚固和更耐腐蚀，钛合金车身可以承受更大的作用力。
近期，媒体报道德国基尔大学新发明一种镍钛铜记忆合金，其变形次数可以达到千万次不会断裂，其优良的性能再次引发人们对高端钛材关注。因其具有耐高温、耐低温、抗强酸、抗强碱、高强度、低密度等优异性能，高端钛材已广泛应用于航空航天等多个领域。
高端钛材主要指基于海绵钛加工后生产出的高性能纯钛或钛合金产品，其应用范围涵盖多个领域。目前高端钛材技术主要掌握在美日俄等国，具有较高的市场垄断地位，议价空间不大，制约我国当前高端钛材使用范围和规模。在汽车领域，汽车制造正迈向轻量化发展阶段，高端钛材因强度高、质量轻，在汽车材料成分中占比也在逐步提升。
泡沫合金板
泡沫合金板由粉末合金制成，其特点是密度小，仅为每立方厘米 0.4～0.7克，弹性好，当受力压缩变形后，可凭自身的弹性恢复原料形状。泡沫合金板种类繁多，除了泡沫铝合金板外，还有泡沫锌合金、泡沫锡合金、泡沫钢等，可根据不同的需要进行选择。泡沫铝合金是一种在金属基体中分布有无数气泡的多孔材料，这种材料的质量更轻、强重比更高，并具有高的吸能特性、高的阻尼特性和吸振特性。
将泡沫铝填充于两个高强度外板之间制成的三明治板材，在用于车身顶盖板时，可提高刚度、轻量化并改善保温性能，用在保险杠、纵梁和一些支柱零件上时，可以增加撞击吸能的能力，在轻量化的同时，提高了撞击安全性。由于泡沫合金板的特殊性能，特别是出众的低密度、良好的隔热吸振性能，深受汽车制造商的青睐。目前，用泡沫铝合金制成的零部件有发动机罩、行李箱盖等。
蜂窝夹芯复合板
蜂窝夹芯复合板是两层薄面板中间夹一层厚而极轻的蜂窝组成。根据夹芯材料的不同，可分为纸蜂窝、玻璃布蜂窝、玻璃纤维增强树脂蜂窝、铝蜂窝等；面板可以采用玻璃钢、塑料、铝板和钢板等材料。
由于蜂窝夹芯复合板具有轻质、比强度和比刚度高、抗振、隔热、隔音和阻燃等特点，故在汽车车身上获得较多应用，如车身外板、车门、车架、保险杠、座椅框架等。英国发明了一种以聚丙烯作芯，钢板为面板的薄夹层板用以替代钢制车身外板，使零件质量减轻了50%～60%，且易于冲压成型。
工程塑料
与通用塑料相比，工程塑料具有优良的机械性能、电性能、耐化学性、耐热性、耐磨性、尺寸稳定性等特点，且比要取代的金属材料轻、成型时能耗少。
1970年代起，以软质聚氯乙烯、聚氨酯为主的泡沫类、衬垫类、缓冲材料等塑料在汽车工业中被广泛采用。福特公司开发的LTD试验车，塑料化后的车身取得了轻量化方面的明显成果。
工程塑料用于汽车可实现轻量化和节能，且可回收和循环利用。目前六大类的塑料：PP、PUR、PVC、ABS、PA和PE在汽车上得到广泛的应用，通常用于制造车身覆盖件、车门门槛、车身内外装饰件和水箱面罩、保险杠和车轮护罩等。
高强度纤维复合材料
复合材料是一种多相材料，是由有机高分子、无机非金属和金属等原材料复合而成。目前玻璃纤维增强树脂复合材料和碳纤维增强树脂复合材料在汽车上已经获得成功的应用。
玻璃纤维增强树脂复合材料耐腐蚀、绝缘性好，特别是有良好的可塑性，对模具要求较低，对制造车身大型覆盖件的模具加工工艺较简易，生产周期短，成本较低。
在轿车和客车上，采用玻璃纤维增强树脂复合材料制造的轿车车身覆盖件、客车前后围覆盖件和货车驾驶室等零部件。随着汽车保有量的激增、不可再生燃油的消耗，汽车轻量化越来越受到大家的关注。碳纤维（CF）及碳纤维复合材料（CFRP）在汽车产业的应用，为其提供了可能；事实表明：CFRP是汽车工业轻量化道路上的主要材料。碳纤维复合材料（CFRP），因其质量小，而且具有高强度、高刚性，有良好的耐蠕变与耐腐蚀性，因而是很有前途的汽车用轻量化材料。碳纤维复合材料在汽车上的应用，美国开展得最好。
Ceramic materials
陶瓷材料
由于陶瓷本身具有的特殊力学性能以及对热、电、光等的物理性能，陶瓷材料特别是特种陶瓷在汽车上的应用日益受到人们的重视。我国已成功研制钛酸铝陶瓷-铝合金复合排气管、氮化硅陶瓷柴油机涡轮增压转子和球轴承等汽车部件。
Rare earth materials
稀土材料
使用汽车废气净化催化剂是控制汽车废气排放、减少污染的最有效的手段。含稀土的汽车废气净化催化剂价格低、热稳定性好、活性较高，使用寿命长，引起了人们的广泛关注。
汽车废气净化稀土催化剂所用的稀土成分主要是氧化铈、氧化镧和氧化镨等。
用于汽车废气净化催化剂的载体通常为蜂窝陶瓷，稀土还可以作为陶瓷载体的稳定剂以及活性涂层材料等。
nanomaterials
纳米材料
纳米技术将在汽车上的结构材料、节能、环保等方面获得广泛的应用。纳米陶瓷材料的耐磨性和质量减小、稳定性增强。纳米陶瓷轴已经应用在奔弛等高级轿车上，使机械转速加快、质量减小、稳定性增强、使用寿命延长。
纳米汽油是一种利用现代最新纳米技术开发的汽油微乳化剂，纳米汽油可以降低油耗10%～20%，可降低废气中有害气体含量50%～80%。
纳米润滑剂是采用纳米技术改善润滑油分子结构的石油产品，它不对任何润滑油添加剂、稳定剂、处理剂、发动机增润剂或减磨剂等产生不良作用，只是在零件金属表面自动形成纯烃类单个原子厚度的一层薄膜。
纳米增强增韧塑料可以代替金属材料，由于它们比重小重量轻，因此广泛用于汽车上可以大幅度减轻汽车重量，达到节省燃料的目的。可以用于汽车上的保险杠、座椅、翼子板、顶篷盖、车门、发动机盖、行李舱盖以及变速器箱体、齿轮传动装置等一些重要部件。抗紫外线老化塑料能够吸收和反射紫外线，比普通塑料的抗紫外线能力提高20倍以上，能有效延长其使用寿命。无机纳米抗菌塑料加工简单，广谱抗菌，24h接触杀菌率达90%，无副作用，可以用在车门把手、方向盘、座椅面料、储物盒等易污部件。
Intelligent materials
智能材料
它是一种能感知外部刺激，能够判断并适当处理且本身可执行的新型功能材料。使传统意义下的功能材料和结构材料之间的界线逐渐消失，实现结构功能化、功能多样化。
若按功能来分可以分为光导纤维、形状记忆合金、压电、电流变体和电 （磁）致伸缩材料等。
一般说来，智能材料有七大功能，即传感功能、反馈功能、信息识别与积累功能、响应功能、自诊断能力、自修复能力和自适应能力。
例如，一些轮胎安全技术就是通过在轮胎内壁喷涂一层纳米智能材料，形成一层特殊的防护罩。
当穿刺物从外界刺穿胎体时，纳米智能材料将紧紧包裹住穿刺物，防止气体溢出；当穿刺物从胎体拔出时，纳米智能材料又将自动聚拢在穿孔处，防止气体外泄。确保了轮胎安全问题，从而避免交通事故的发生。