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Ford 创新应用神奇材料「石墨烯」,打造轻量化及降噪性更佳车款


2020-06-07


Ford 创新应用神奇材料「石墨烯」,打造轻量化及降噪性更佳车款

神奇材料石墨烯近期颇受汽车产业关注,有意用于汽车零组件的涂料、聚合物和电池。Ford 宣布将应用这项二维奈米的石墨烯材料于汽车零组件,成为第一家应用石墨烯材料的汽车品牌。

称为「神奇材料」的石墨烯强度是钢铁的 200 倍,同时也是导电性最好的材料之一。此外,它更是极薄且富有弹性的优良隔音材质。石墨烯因成本因素,难以在任何领域的应用皆符合经济可行性。然而,Ford 与专门研发製作美军作战装备的 Eagle Industries,以及世界领先的石墨烯公司 XG Sciences 携手合作研发一种方式,能在燃油轨外盖、泵浦外盖和引擎饰盖加入少量石墨烯,并将优势发挥至极点。

「突破性的关键不是在于石墨烯本身,而是我们如何使用它」,Ford 永续发展和新兴材料资深技术主管 Debbie Mielewski 表示。「之前还没有人关注到这个领域上的应用,我们仅使用了非常少量,不到 0.5% 石墨烯,即可明显强化这些零件的耐用性、隔音效能以及轻量化。」

石墨烯是 2004 年首次分离出来,突破性应用则是相对近期的事。第一个分离石墨烯的实验是以含有石墨的铅笔芯和一条胶带完成,利用透明胶带黏住高定向热解石墨(HOPG),将有黏性的一面对折,再将胶带撕开,不断重複此过程并最终得到仅一层碳原子厚度的二维晶体材料石墨──石墨烯。该实验 2010 年获得诺贝尔奖。

2014 年,Ford 着手与供应商合作研究石墨烯,并测试如何应用于如燃油轨外盖、泵浦外盖和引擎饰盖等汽车零件。在车室降噪工程,普遍代表需在车辆增加更多隔音材质,方能改善车舱内的静肃性,这亦同时增加了车重。然而,石墨烯的应用则恰好相反。

Ford 创新应用神奇材料「石墨烯」,打造轻量化及降噪性更佳车款

 石墨烯轻量化及高硬度的特性,将能降低车舱内的噪音,让乘客享受跟安静舒适的驾乘体验,有如整辆车戴上降噪耳机。

「少量石墨烯就能够发挥极大的效果。这项应用中,明显有助于吸音品质。」Eagle Industries 总裁 John Bull 表示。

Ford 将石墨烯混入製作零件的发泡材料,测试显示与没有加入石墨烯的成品相比,噪音降低了 17%、材料机械性能提高了 20%、耐热性也提升 30%。

「很开心我们的产品能为 Ford 和 Eagle Industries 提供性能优势。与 Ford 等早期採用者合作,展现了石墨烯在多种应用的潜力,我们期待将合作扩展到其他材料,并进一步提高性能。」XG Sciences 首席执行长 Philip Rose 表示。

石墨烯预计将于 2018 年底投入生产应用,并首先应用于 Ford F-150 和 Ford Mustang 车款的零件生产,再延伸至 Ford 旗下所有车款。



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