一、整体研究目标
该项目重点突破玄武岩复合材料毡、长纤维复合材料等2-3个主流产业化成套技术,培育3-5家基础材料、关键零部件及核心装备等优质企业,用5年时间构建汽车用玄武岩复合材料产业链,推动玄武岩复合材料标准化体系建设,实现其在汽车上产业化应用。
1、新材料开发:开发热塑/热固玄武岩复合材料,并根据汽车行业需求进行材料标准化;
2、成套关键技术:形成2-3个玄武岩纤维增强热/固塑性树脂基复合材料产业化应用成套关键技术与核心装备;
3、培育优质企业:构建汽车用玄武岩复合材料产业链,重点培育3-5家优质玄武岩复材企业、关键零部件企业和核心装备企业;
4、基础数据系统:建立玄武岩复材产业化应用基础数据系统(含材料卡片、材料成型模型等基础数据);
5、技术路线图:选取不同树脂体系和典型应用场景,重点研究玄武岩复合材料及其应用关键零部件、先进连接工艺及核心成型装备等,形成《汽车用玄武岩复合材料产业化技术路线图》。
二、项目研究内容
本项目将选取关键零部件开展其产业化应用关键技术研究,主要研究内容如下:
1、汽车用玄武岩纤维增强复合材料开发与评价
基于关键零部件技术需求,开展玄武岩复合材料开发及其关键性能评价,同时,开展交联剂与树脂选型、树脂流动特性调控、树脂与纤维浸润评价、树脂浸润失效模式机理、复合材料准静态/动载荷下力学性能评价、复合材料疲劳/蠕变性能、复合材料铺层等成形工艺设计与模拟技术开发,开发出材料卡片及材料成型性相关数学模型。
2、目标零部件结构设计、关键性能模拟与评价技术研究
开展目标零部件轻量化结构及集成设计、成形性与特征截面协同设计、加强筋结构与成型工艺设计、纤维含量/取向与零部件尺寸精度控制、玄武岩复合材料零部件关键性能模拟分析。
3、模具开发、产品试制与目标零部件检测评价技术研究
开展零部件模具结构设计、模具温度控制工艺设计与产品试制、复合材料涂装性能及其质量控制、零部件维修(包)等关键技术开发;开展目标零部件关键性能检测与评价(准静态与动载荷)、复杂工况下零部件疲劳性能检测与失效评价、复合材料流动特性-材料及关键零部件关键性能关联性等关键技术研究。
4、汽车用玄武岩复合材料先进连接技术开发
基于产业化需求,开展玄武岩复合材料及其汽车钢等连接接头工艺设计及腐蚀防护、动载荷下连接接头关键性能检测与评价技术(温湿交变)、连接接头关键性能数学模型构建与模拟关键技术、复杂工况下连接接头疲劳性能及其演变特性、连接接头失效模式及其控制关键技术、连接接头耐腐蚀性能检测与评价关键技术。
三、参与单位分工
本项目将由国汽轻量化牵头,组织上下游产业链上优质企业和科研团队进行联合开发,参与单位任务分工如下表:
四、合作模式
1、经费来源
本项目采取“众筹模式”,由材料企业、零部件企业、装备企业、汽车企业、基金公司等参与单位联合出资。
2、项目收益与回报
本项目收益主要以技术成果和知识产权形式呈现。根据出资和承担工作情况,组织单位与参与、出资单位分别签订相关协议,确定参与、出资单位可获得的收益。
3、课题立项形式
本项目采取“开口式”立项模式,根据企业需求,在该项目下设立不同课题,分别与参与企业确定课题研究内容、研究目标、实施周期,单独制定课题实施详细工作计划等定制式内容。
4、上下游企业
欢迎玄武岩复合材料上下游企业积极参与,如玄武岩丝、高性能树脂、中间交联材料及玄武岩复合材料、零部件、材料连接产品、核心装备、模拟软件等企业及科研团队、基金公司。如有意向,请联系:
1)市场对接:侯志鹏副主任(138 2138 9968);
2)技术对接:李瑞生副总经理(189 0983 8689)。
玄武岩复合材料简介
玄武岩纤维材料是以火山喷发形成的玄武岩为原料,经过一定的工艺流程制作成的纤维、岩棉、鳞片等复合材料和定型产品,展现出综合性能好、性价比高、产业链长、用途广等优势,使点石成金变为现实。在正常生产加工过程中不产生有毒物质,无废气、废水、废渣排放,是20世纪末刚刚兴起的新型绿色高性能无机非金属工业材料,具有广阔的发展空间和应用前景,其关键性能如下:
玄武岩复合材料车厢
玄武岩纤维材料汽车覆盖件
注:上述内容来源于刘嘉麒院士2023年国际汽车新材料大会技术报告的PPT内容