汽車用非金屬材料的檢測

TESTING OF MOTOR NON-METAL MATERIALS

WANG Yuan-ming

（JINAN LANGUANG M&E TECHNOLOGY CO., LTD. JINAN SHANDONG 250031，China）

    Abstract: The paper introduces some testing items of non-metal materials in motor, what including inner decorating materials fogging on the windscreen, gas permeability capability of fuel tank, gas permeability capability of seat materials, gas barrier capability of inner tube and safe airbag, and so on. Besides these, there are testing aims of these testing items、testing methods and testing standards etc.

    Keywords: motorcar, non-metal materials, testing

1、概述

    隨著非金屬材料的性能及加工工藝的日新月異，非金屬材料正以前所未有的速度被應用在汽車上。平均每輛轎車非金屬材料的用量已由 1981年的68.4公斤提高到目前的150～180公斤。伴隨非金屬材料在汽車領域應用范圍的日益擴大，也給此類材料相應性能的檢測提出了要求，例如汽車內飾材料有毒有害物質的揮發對人體的影響，內飾材料揮發物質在擋風玻璃上的冷凝對司機駕駛安全的影響，塑料燃油箱的透氣性，內胎、安全氣囊的阻隔性，座墊、靠背等和人體接觸材料的透氣透濕性對乘駕人員舒適度的影響等等，針對這些問題，相應的檢測方法、檢測標准、檢測儀器也相繼推出和不斷完善，下面，筆者將對相關檢測項目的情況進行簡要介紹。

2、汽車內飾材料揮發物質對擋風玻璃影響的檢測

    汽車內裝飾材料，如工程塑料、紡織品、皮革、無紡布等，以及安裝這些材料所用的各種粘合劑，在高溫的作用下，其容易揮發的成分會蒸發出來，並在汽車窗戶或擋風玻璃上形成凝結 ,造成司機視線不良，嚴重影響行車安全。目前，國外已有這方面的檢測，遵循的相關測試標准為DIN 75201、ISO 6452、SAE J1756等，國內部分汽車及內飾件生產企業或為了提高產品品質、或為了開拓海外市場的需要，也對相關檢測引起了足夠重視。

    內飾件霧化檢測有兩種試驗方法：光澤度測試法和重量測試法。前者是通過玻璃板在霧化前後光澤度的變化來衡量被測試樣的霧化特性；後者則是通過鋁箔在霧化前後質量的變化得到霧化凝結物的質量。另外通過試驗得出的“成霧值”或“霧化 -凝結物的質量”還能定量地得出該試樣有毒有害物質的揮發量；通過對車前氙氣燈霧化值測試，還能夠測試車前燈的霧化現象能在多大程度上影響照明度。

    目前在中國市場上銷售的霧化測試設備有德國哈克、中國濟南蘭光等品牌。

3、汽車塑料燃油箱透氣性能的檢測

    與鋼板燃油箱相比，汽車塑料燃油箱具有更安全、耐腐蝕、使用壽命長等特性，且造型隨意、生產成本低，目前中國轎車的塑料燃油箱使用率已達到 86％。

    塑料燃油箱雖然有諸多優點，但相比鋼板燃油箱其最大缺點為材料的阻隔性能差，會造成燃油的穿透性揮發，需要對其阻隔性能進行測試，以選擇理想的材料。傳統的測試方法為：把定量的汽油注入油箱後，密封，稱量燃油箱得到其質量 M1，放置足夠時間後（一般要超過100天），再次進行稱量得到其質量M2，計算△M=M1-M2，△M即為燃油的揮發量。此種方法需要測試時間長，要求有高精度的稱量工具，實現起來比較困難。

    ASTM D3985給出了另外一種測試方法。切取燃油箱的塑料薄片，測量薄片的氧氣透過量，通過對各種塑料薄片的透氧量進行比較，從而科學迅速地得出哪種塑料更具有良好的阻隔性，更適於用來制造燃油箱。

    ASTM F1307中，則給出了整個容器的測試方法，從而實現了整個油箱密封性的檢測試驗。

4、汽車座椅材料透氣度、透濕性的檢測

    駕乘人員在汽車內長途跋涉，往往要在車內坐幾個甚至幾十個小時，所以汽車座椅材料的透氣、透濕 性能比其它地方要求更高，更嚴格。好的座墊、靠椅應該柔軟有彈性， 並具有良 好的透氣、透濕性能，使駕乘人員的汗液能順利地排出，使人感覺舒適。

    透氣度的檢測方法為：取規定尺寸的試樣置於試驗腔內，在試樣一側抽空，使試樣兩側形成一定的壓差，在此壓差下測量氣體在一定時間內通過試樣給定面積內的流量，計算透氣率；或者保持通過試樣的流量，測量試樣兩側的壓差，計算空氣流通阻力。該測試方法遵循GB/T10655-2003。

    透濕性的檢測方法為：把試樣恆溫地夾在乾濕腔之間，位於測試腔的傳感器分析腔內濕度的變化，並跟蹤由預設下限值至上限值所需的時間，通過連續多次測量和系統分析，求出試樣的透濕量和透濕系數。該測試方法遵循ASTM E398。

5、汽車內胎、安全氣囊的氣體阻隔性檢測

    制造汽車內胎和安全氣囊的材料都要求有良好的阻隔性，前者保證汽車長時間運行而不必充氣，後者保證在發生事故碰撞的瞬間，能迅速鼓起，保證有一定的壓力。

    傳統檢測方法為把成品內胎或安全氣囊充氣至一定壓力，記錄下此時壓力表值，放置一段時間後，觀察壓力表值的壓降，從而得出其阻隔性能。此種檢測方法一般要很長時間纔能得出結果（有時需要一年以上），實現起來比較困難。現在可以采用濟南蘭光機電技術有限公司生產的VAC-V1型氣體滲透儀，在被測材料上取樣，裝夾在儀器上，使試樣兩側保持一恆定的壓差，測量氣體滲過試樣之後壓力隨時間的變化，從而得出材料的阻隔性能。在該儀器上做這方面的試驗一般24小時以內就可完成，大大提高了工作效率。

6、其它汽車非金屬材料的檢測

    汽車上所用的非金屬材料非常多，並且同一種材料用在不同的部位有不同的性能要求，也就需要進行各種項目的檢測。例如拉伸強度、撕裂強度、硬度、彎曲強度、色澤、摩擦系數等等。

    另外在汽車的使用過程中，還會大量使用各種各樣的膠粘劑，膠粘劑性能的好壞對整車質量有至關重要的影響，所以還要對這一類非金屬材料進行剪切、拉伸、扯離等性能測試。

7、結束語

    非金屬材料質輕，可使汽車輕量化以達到節能效果，尤其是此類材料良好的加工工藝賦予了汽車生產商更高的零件設計和造型自由度。隨著非金屬材料越來越多地應用在汽車上， 材料檢測對材料使用的安全性以及最優化使用將會提供更有力的支持。

參考文獻：

?  周達飛 .汽車用塑料——塑料在汽車中的應用 北京：化學工業出版社，2003

?  丁紹蘭 .革制品分析檢驗技術 北京：化學工業出版社，2003

?  李尹熙 .汽車用非金屬材料 北京：北京理工大學出版社，1999