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全球車用輕質材料市場,2011年將達1064億美元

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科技產業資訊室 (iKnow) - Kongyeah 發表於 2007年10月18日
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近年來能源危機和溫室效應問題日趨嚴重,如何因應提高燃料效率和減少二氧化碳排放量已成為運輸業重點研發的議題。最容易且相較於開發新技術低廉的方法,就是減輕運輸工具的整體重量。因此,不論是運輸工具研發部門、生產商、供應商,或是組裝、組件製造商正積極投入提高輕質量材料的應用。


所謂車用輕質材料(Lightweight Materials in Transportation)的應用,就是減少運輸工具上鋼鐵的使用,以鋁、鎂、複合材料及泡沫塑料取而代之。數據顯示,每減少10%的運輸工具整體重量,將提昇7%的燃料效率,或每減少一公斤的重量,將減少20公斤的二氧化碳排放量。汽車用輕質材料可分為兩類:一類是輕質金屬材料,主要是鋁合金、鎂合金、高強度鋼板等;另一類是非金屬材料,主要有陶瓷、塑膠等。

1 金屬材料

鋁合金也是一種理想的輕質金屬材料,用於汽車上的鋁合金可分為鑄鋁合金和形變鋁合金.國外汽車的鋁合金材料主要用於活塞、汽缸蓋、離合器殼、保險杠、支架、車身、車輪、散熱器、空調系統的熱交換器和冷凝器等等。據資料介紹,轎車採用鋁質車身後,品質減少了15%,油耗隨之降低5%-8%。此外,鋁基複合材料還在汽車連杆、搖臂、凸輪座、懸架等零件上獲得廣泛的應用。目前世界各國正致力研究用鋁合金代替更多的汽車構件來減輕整車品質,使汽車輕量化。

鎂的體積為1.74g/m3,是鋁的2/3,作為輕量化材料應該更合適。但鎂的製造技術、再生技術都不如鋁,因此它在汽車上的利用價值遠不如鋁。

高強度鋼板近年來,超輕超薄高強度鋼板的品質和性能大大提高,預計到2010年在汽車上的使用率將超過70%。1994年,由世界主要鋼板生產廠組成為開發超輕鋼汽車車身ULSAB(Ultra light Steel Autobody)專案以幫助汽車製造廠。該系列開發專案的最新階段提出的車輛概念AVC (Advance Vehicle Concept)已經完成,並在2002年提供給全球的汽車製造廠。高強度鋼的強度將是低碳鋼的5倍。現在各國均在加速高強度鋼、超高強度鋼在汽車車身、底盤、懸架、轉向等零件上的應用。

2 非金屬材料

精細陶瓷材料具有耐熱性、耐磨性和抗腐蝕性等優點,在汽車上已應用,如:感測器、PZT爆震感測器、NET熱敏電阻水溫感測器、密封墊、火花塞、隔熱板、摩擦片等等。金屬陶瓷和陶瓷摩摩擦片與目前使用的石棉基材料摩擦片相比,具有穩定的摩擦係數,在傳遞扭矩相同的條件下,可以減少對離合器壓盤的壓緊力,從而允許離合器踏板上的作用力減少。目前,日本、美國、德國、法國等都致力於陶瓷發動機的研究,據預測,2020年將研製出陶瓷發動機,研製成功將是汽車發動機史上的技術性革命。

塑膠具有比重小、成形性好、耐腐蝕、防震、隔音和隔熱的性能,同時又具有金屬鋼板不具備的外觀(顏色、光澤)和觸感。在汽車上應用較快,如車身的內、外飾件,車身附件的殼體、罩蓋、支架和手柄,前、後保險杠,擋泥板、車門外板、行李倉蓋、座椅支架等等。汽車用塑膠主要有PP, PE, PVC, ABS, PA等,如尼龍6和尼龍“這兩種新型材料,具有很好抗熱性能,已被應用到進氣管、排氣管上。採用這種進氣管能使零件量減輕65%,而且內壁更光滑,並能使進氣與發動機熱量隔離,大大提高了發動機的充氣效率,改善了發動機的動力性和經濟性。只是因為尼龍製造成本較高,限制了它在汽車上的大量應用。

複合材料在汽車上的用量近幾年逐年增加.複合材料主要用於摩擦片、車身、懸架、車架等汽車結構件,如高強度有機纖維增強複合材料具有很高的機械強度,能代替鋼板材料,從而減輕了車身的重量,在汽車車身上得到了廣泛的應用。碳纖維增強複合材料具有很好的剛度特性,能代替鋼板彈簧,在汽車懸架系統得到應用。隨著人們對新型複合材料的不斷研究,不久將大量應用於汽車未來的“複合材料汽車”值得期待。

 

2005 - 2011年全球車用輕質材料預測

 

2005年

2006年

2011年

CAGR%
2006-2011年

百萬噸

39.2

42.8

68.5

9.9

億美元

644.771

805.419

1063.854

5.7

資料來源:BCC Research,2007/08


根據 BCC Research最新發表的研究報告顯示,2005年的全球車用輕質材料總需求量達3920萬噸,相當於645億美元。這些數字於2006年增至4280億噸(805億美元),並預計於2010年達6850萬噸(1064億美元)的規模,也就是於2006-2011年間產量以公噸計9.9%年複合增長率(CAGR)成長,產值也以5.7%成長。

高強度鋼板(high strength steel)對輕質材料的需求量最大,其次是鋁和塑料工業。如果以銷貨值計算,塑料所擁有的高價格將會是最大的產品市場,鋁和高強度鋼板則分居第二和第三大。纖維增強聚合物複合材料(fiber-reinforced polymer composites)和鎂則居其後,但兩者與前三大的需求差距大。

對於輕質材料的需求,機動型車輛,例如客運車輛和輕型卡車,是迄今為止規模最大的終端用戶市場。若以噸位計算,造船業排名第二;以市值計算,則航太業排名第二。(1839字)


 
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