結(jié)構(gòu)膠的案例
實(shí)際工作中車身結(jié)構(gòu)膠優(yōu)化(原創(chuàng)實(shí)例)
結(jié)構(gòu)膠對(duì)于車身扭轉(zhuǎn)剛度及模態(tài)有明顯的提升作用，但是由于成本的限制不可能每一處都要布置結(jié)構(gòu)膠，因此，需要對(duì)結(jié)構(gòu)膠的位置進(jìn)行優(yōu)化，在關(guān)鍵的位置布置結(jié)構(gòu)膠。
1.首先在車身上打滿結(jié)構(gòu)膠，彈性模量為1800Mpa，后續(xù)會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)膠的參數(shù)進(jìn)行篩選。
2.定義優(yōu)化變量，選擇結(jié)構(gòu)膠的Prop即可
3.由于是在車身上布膠，因此需要定義左右對(duì)稱
4.定義響應(yīng)，此處只針對(duì)扭轉(zhuǎn)剛度進(jìn)行分析，響應(yīng)選擇體積分?jǐn)?shù)和應(yīng)變能
5.定義約束，體積分?jǐn)?shù)最大0.3
6.定義目標(biāo)
7.提交計(jì)算后，經(jīng)過7個(gè)迭代步，分析，查看優(yōu)化結(jié)果，紅色位置是需要布置的
8.對(duì)比分析：打滿結(jié)構(gòu)膠、優(yōu)化結(jié)構(gòu)膠，可以發(fā)現(xiàn)，優(yōu)化的結(jié)構(gòu)膠有效的提升了性能
9.通過HyperStudy對(duì)結(jié)構(gòu)膠參數(shù)進(jìn)行篩選，將結(jié)構(gòu)膠單獨(dú)放在一個(gè)include文件中，定義參數(shù)化模板
10.定義完畢后，新建HST，選擇參數(shù)化文本
11.定義源文件、求解器輸入文件名稱、選擇求解器
12.定義完畢模型后，點(diǎn)擊導(dǎo)入設(shè)計(jì)變量，在明細(xì)一欄中，定義離散變量Discrete，然后定義變量取值，此處共定義了20個(gè)離散值。
13.提交作業(yè)，完成模型計(jì)算，顯示成功才說明模型完成計(jì)算，但還要檢查是否產(chǎn)生成h3d結(jié)果文件，成功不到表真正計(jì)算成功。
14.確認(rèn)成功后，可以定義響應(yīng)。通過提取點(diǎn)的位移，然后通過公式換算得到剛度值
15.定義完畢后，可以創(chuàng)建DOE，選擇結(jié)構(gòu)膠變量，選擇輸出的響應(yīng)，因?yàn)橐呀?jīng)定義了20個(gè)離散值，選擇取樣方法時(shí)，定義取樣數(shù)量，然后對(duì)矩陣進(jìn)行編輯即可。然后進(jìn)入下一步提交作業(yè)，計(jì)算每個(gè)樣本點(diǎn)，自動(dòng)獲取響應(yīng)值，省去了單獨(dú)計(jì)算提取結(jié)果的麻煩。
展開 汽車結(jié)構(gòu)膠仿真模型MAT_169材料卡片的制作
結(jié)構(gòu)膠廣泛應(yīng)用
結(jié)構(gòu)膠連接作為一種新型連接技術(shù)，具有良好的異種材料連接性能，且有利于車身輕量化、提高車輛的碰撞性能和增加車身結(jié)構(gòu)的剛度、強(qiáng)度和耐久性，同時(shí)結(jié)構(gòu)膠連接技術(shù)也解決了傳統(tǒng)連接技術(shù)可能產(chǎn)生的應(yīng)力集中和疲勞強(qiáng)度差等問題。目前，結(jié)構(gòu)膠已廣泛應(yīng)用于車身側(cè)圍、車頂、電池包支架等關(guān)鍵部位。據(jù)行業(yè)預(yù)測(cè)，未來五年內(nèi)，單車結(jié)構(gòu)膠用量將增長(zhǎng)30%以上，成為汽車輕量化與安全設(shè)計(jì)的核心支撐技術(shù)。
結(jié)構(gòu)膠接頭仿真分析
評(píng)估粘接接頭質(zhì)量的方法往往是利用力學(xué)試驗(yàn)去測(cè)試粘接接頭的性能。然而許多物理實(shí)驗(yàn)耗時(shí)、費(fèi)力、成本昂貴，而對(duì)整車的力學(xué)測(cè)試則需要更多的設(shè)備。
仿真分析能夠通過建立精確的模型，模擬結(jié)構(gòu)膠在不同載荷條件下的力學(xué)行為。然而，仿真分析的準(zhǔn)確性高度依賴于模型參數(shù)的設(shè)置。如果參數(shù)設(shè)置不準(zhǔn)確，模擬結(jié)果與物理試驗(yàn)之間可能存在較大誤差。因此，模型標(biāo)定過程成為確保仿真結(jié)果可靠性的關(guān)鍵步驟。
仿真模型選擇
在結(jié)構(gòu)膠連接的仿真模擬中，內(nèi)聚力模型（Cohesive Zone Model, CZM）被廣泛用于描述膠層在載荷下的力學(xué)響應(yīng)。內(nèi)聚力模型通過定義內(nèi)聚力與裂紋張開量之間的關(guān)系，能夠合理反映膠層失效界面附近的強(qiáng)度、韌度等物理屬性。
MAT_169（MAT_ARUP_ADHESIVE）是仿真分析軟件中提供的一種內(nèi)聚力模型，專門用于模擬結(jié)構(gòu)膠的力學(xué)性能。該模型將膠層簡(jiǎn)化為一系列的法向和切向彈簧，通過定義材料參數(shù)來描述膠層的力學(xué)行為。
展開 SFE Concept 連接(焊點(diǎn)、結(jié)構(gòu)膠)
1.可以新建一個(gè)不同間距的焊點(diǎn)屬性，此處為20mm，生成網(wǎng)格，焊點(diǎn)自動(dòng)更新
2.創(chuàng)建結(jié)構(gòu)膠，對(duì)于車體、頂蓋區(qū)域、玻璃，需要不同的膠?？梢詣?chuàng)建不同的粘膠類型。此處創(chuàng)建了一種結(jié)構(gòu)膠用于演示。
3.激光焊接(不同于激光拼焊)。焊點(diǎn)生成類型可以自己切換。
4.對(duì)于當(dāng)前常用的結(jié)構(gòu)膠+焊點(diǎn)也可模擬，只需要在焊接邊屬性上同時(shí)選擇焊點(diǎn)+結(jié)構(gòu)膠即可。
以上只是講解，不涉及具體操作。
“麒麟”落地，也會(huì)用到這些材料
同時(shí)電池安全性對(duì)封裝過程中使用的密封膠提出了更高的性能需求，預(yù)計(jì)也將成為膠粘劑關(guān)注重點(diǎn)。
以一個(gè)CTP磷酸鐵鋰電池包為例，通常需要導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠2.5kg，無導(dǎo)熱作用的結(jié)構(gòu)膠1kg，密封膠0.7kg左右。
麒麟電池 CTP3.0 結(jié)構(gòu)用膠點(diǎn)。來源：寧德時(shí)代，中信證券
07
三大應(yīng)用體系，功能膠需求持續(xù)提升
結(jié)構(gòu)膠：滿足機(jī)械性能需求，實(shí)現(xiàn)安全可靠的輕量化設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)膠是指應(yīng)用于受力結(jié)構(gòu)件膠接場(chǎng)合，能承受較大動(dòng)負(fù)荷、靜負(fù)荷并能長(zhǎng)期使用的膠粘劑。在動(dòng)力電池中，主要用于粘接電芯與電芯、電芯與泡棉、電芯和模組外殼等，使電芯與模組成為一體化，滿足模組的振動(dòng)、沖擊和跌落等要求。
結(jié)構(gòu)膠評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。來源：中信證券
結(jié)構(gòu)膠主要有聚氨酯結(jié)構(gòu)膠、丙烯酸結(jié)構(gòu)膠、硅膠、環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠、UV膠和耐高溫?zé)崛?em>膠等可分別應(yīng)用于不同場(chǎng)景。
密封膠：為動(dòng)力電池應(yīng)對(duì)復(fù)雜使用環(huán)境提供防護(hù)。密封膠又稱密封劑、密封材料，密封膠是以非定型狀態(tài)嵌填接縫，并與接縫表現(xiàn)粘接成一體，實(shí)現(xiàn)接縫空封的材料。主要由基料、增塑劑、防腐劑、穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑、填料、固化劑等組成。
按主要成分，分為聚硫密封膠、硅酮密封膠、聚氨酯密封膠、丙烯酸酯密封膠、環(huán)氧樹脂膠、氟橡膠、氯丁橡膠、DING腈橡膠，其中聚硫密封膠、硅酮密封膠、聚氨酯密封膠為目前性能最好的三大彈性密封膠。按形態(tài)分，可分為膏狀密封膠、液態(tài)彈性密封膠、熱熔密封膠和液體密封膠。
密封膠成分和性能對(duì)比。來源：率捷咨詢，中信證券
灌封膠：兼顧密封與導(dǎo)熱，發(fā)泡膠逐步替代。灌封膠灌注于電芯間，有效填充和保護(hù)電池，并作為輔助導(dǎo)熱材料及時(shí)傳導(dǎo)熱量。
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“麒麟”落地，也會(huì)用到這些材料
同時(shí)電池安全性對(duì)封裝過程中使用的密封膠提出了更高的性能需求，預(yù)計(jì)也將成為膠粘劑關(guān)注重點(diǎn)。
以一個(gè)CTP磷酸鐵鋰電池包為例，通常需要導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠2.5kg，無導(dǎo)熱作用的結(jié)構(gòu)膠1kg，密封膠0.7kg左右。
麒麟電池 CTP3.0 結(jié)構(gòu)用膠點(diǎn)。來源：寧德時(shí)代，中信證券
07
三大應(yīng)用體系，功能膠需求持續(xù)提升
結(jié)構(gòu)膠：滿足機(jī)械性能需求，實(shí)現(xiàn)安全可靠的輕量化設(shè)計(jì)。結(jié)構(gòu)膠是指應(yīng)用于受力結(jié)構(gòu)件膠接場(chǎng)合，能承受較大動(dòng)負(fù)荷、靜負(fù)荷并能長(zhǎng)期使用的膠粘劑。在動(dòng)力電池中，主要用于粘接電芯與電芯、電芯與泡棉、電芯和模組外殼等，使電芯與模組成為一體化，滿足模組的振動(dòng)、沖擊和跌落等要求。
結(jié)構(gòu)膠評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。來源：中信證券
結(jié)構(gòu)膠主要有聚氨酯結(jié)構(gòu)膠、丙烯酸結(jié)構(gòu)膠、硅膠、環(huán)氧結(jié)構(gòu)膠、UV膠和耐高溫?zé)崛?em>膠等可分別應(yīng)用于不同場(chǎng)景。
密封膠：為動(dòng)力電池應(yīng)對(duì)復(fù)雜使用環(huán)境提供防護(hù)。密封膠又稱密封劑、密封材料，密封膠是以非定型狀態(tài)嵌填接縫，并與接縫表現(xiàn)粘接成一體，實(shí)現(xiàn)接縫空封的材料。主要由基料、增塑劑、防腐劑、穩(wěn)定劑、偶聯(lián)劑、填料、固化劑等組成。
按主要成分，分為聚硫密封膠、硅酮密封膠、聚氨酯密封膠、丙烯酸酯密封膠、環(huán)氧樹脂膠、氟橡膠、氯丁橡膠、DING腈橡膠，其中聚硫密封膠、硅酮密封膠、聚氨酯密封膠為目前性能最好的三大彈性密封膠。按形態(tài)分，可分為膏狀密封膠、液態(tài)彈性密封膠、熱熔密封膠和液體密封膠。
密封膠成分和性能對(duì)比。來源：率捷咨詢，中信證券
灌封膠：兼顧密封與導(dǎo)熱，發(fā)泡膠逐步替代。灌封膠灌注于電芯間，有效填充和保護(hù)電池，并作為輔助導(dǎo)熱材料及時(shí)傳導(dǎo)熱量。
展開 《Carbon》石墨烯氣凝膠結(jié)構(gòu)調(diào)控方面取得進(jìn)展
石墨烯片層組裝構(gòu)建的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)氣凝膠，不但良好保持了片層的優(yōu)良特性，同時(shí)在環(huán)境修復(fù)應(yīng)用中還便于回收和循環(huán)使用，是石墨烯應(yīng)用的重要發(fā)展方向。溶膠-凝膠法是制備石墨烯氣凝膠最常用的方法，但片層凝膠化組裝過程不可避免會(huì)發(fā)生片層的面對(duì)面堆垛，最終得到的氣凝膠比表面積小，結(jié)構(gòu)較脆、易碎。目前雖有大量研究表明通過引入各式各樣修飾結(jié)構(gòu)，可抑制片層的堆垛，增強(qiáng)氣凝膠的機(jī)械性能等，然而如何簡(jiǎn)單地僅通過調(diào)控納米片層自身結(jié)構(gòu)就能達(dá)到相同的目的卻很難實(shí)現(xiàn)。
中國(guó)科學(xué)院城市環(huán)境研究所納米環(huán)境功能材料研究組（付明來研究組）基于已有石墨烯研究基礎(chǔ)，通過調(diào)控納米片層上含氧結(jié)構(gòu)的分布，破壞片層表面原本穩(wěn)定的氫鍵網(wǎng)絡(luò)，使納米片層能在簡(jiǎn)單的水溶液中發(fā)生褶皺，實(shí)現(xiàn)片層的自我堆垛抑制，同時(shí)研究發(fā)現(xiàn)采用該片層構(gòu)建的氣凝膠具有更優(yōu)異的機(jī)械彈性和疏水性。該氣凝膠對(duì)常見油類和有機(jī)溶劑的吸附容量可達(dá)154-325 g/g，相對(duì)于常規(guī)氣凝膠的吸附容量提高了224%-406%，可應(yīng)用在水體中有機(jī)污染物的高效選擇去除。
圖：片層調(diào)控構(gòu)建氣凝膠過程示意及氣凝膠的優(yōu)異疏水性和彈性
該研究成果基于納米片層基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)，充分利用二維材料結(jié)構(gòu)優(yōu)勢(shì)，優(yōu)化氣凝膠性能，更強(qiáng)調(diào)了結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)研究的重要性。相關(guān)論文“Tuning oxygen clusters on graphene oxide to synthesize graphene aerogels with crumpled nanosheets for effective removal of organic pollutants”發(fā)表在Carbon（Carbon 2019, 143, 897-907）上。
該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、廈門市科技項(xiàng)目和中日合作項(xiàng)目的支持。
展開 動(dòng)力電池導(dǎo)熱膠企業(yè)概覽
10
廣州集泰化工股份有限公司
廣州集泰化工股份有限公司是一家以研發(fā)、生產(chǎn)和銷售環(huán)境友好型密封膠和涂料為主的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，致力于為全球客戶提供定制化解決方案。集泰-s5391是一款雙組份快固型的聚氨酯導(dǎo)熱粘接結(jié)構(gòu)膠。本產(chǎn)品導(dǎo)熱性能優(yōu)、粘接強(qiáng)度高、粘接性好、對(duì)鋁、銅、藍(lán)膜等多種材料都具有較好的粘接性；介電性能優(yōu)越，耐熱性能好，一般使用溫度范圍-40℃~90℃。產(chǎn)品綠色環(huán)保、低VOC排放，完全符合歐盟RoHS、REACH指令要求。
11
廣東德聚技術(shù)股份有限公司
CollTech德聚是一家專注于高性能材料研發(fā)、應(yīng)用支持、生產(chǎn)及銷售的跨國(guó)高新技術(shù)企業(yè)。德聚致力于開發(fā)可靠、有效的解決方案，以滿足客戶的各種需求。針對(duì)電芯結(jié)構(gòu)粘接及導(dǎo)熱，提供以下解決方案： 方形電池的電芯與電芯的粘接、電芯與側(cè)板粘接；電芯模組與水冷板導(dǎo)熱填縫材料。
12
萬華化學(xué)集團(tuán)股份有限公司
萬華化學(xué)WANICONE系列產(chǎn)品包含涂覆膠、灌封膠、膠粘劑和密封膠、熱管理材料、壓敏膠、離型劑等，廣泛應(yīng)用于汽車、家電、通訊、工業(yè)控制、消費(fèi)電子等領(lǐng)域。萬華有機(jī)硅擁有原料純化及定制化合成能力，專業(yè)的粉體表面處理能力，為客戶提供一站式的定制化服務(wù)。
13
成都硅寶科技股份有限公司
硅寶聚氨酯導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠適用于CTP、CTB、CTM等新型結(jié)構(gòu)電池包的結(jié)構(gòu)粘接，具有良好的抗振、導(dǎo)熱、阻燃、絕緣性能。粘接強(qiáng)度≥8Mpa，導(dǎo)熱率1.0-2.0W/(m?K)，1.2mm厚樣條阻燃V0，雙85老化后保持率佳。
展開 焊點(diǎn)疲勞優(yōu)化策略
1:在rbe2周邊的焊點(diǎn)不合格，優(yōu)先將焊點(diǎn)挪遠(yuǎn)點(diǎn)，距離一般為5～15mm，一般就解決了 2～加結(jié)構(gòu)膠，這也是最方便快捷的方法，目前的工業(yè)手段，加結(jié)構(gòu)膠可能就是最佳了。很多車型結(jié)構(gòu)膠都長(zhǎng)發(fā)幾十米 3～多層焊，一般優(yōu)先改成雙層焊，如果不允許，那就用燒焊代替其中一層 4～優(yōu)化網(wǎng)格質(zhì)量，排除三角形 附兩張圖，簡(jiǎn)單說明下。
一種三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)隔熱、防火的生物基氣凝膠
然而，隨著高端制造業(yè)的不斷發(fā)展，纖維素基材料在結(jié)構(gòu)構(gòu)造和多功能化方面仍面臨諸多挑戰(zhàn)。通常材料的結(jié)構(gòu)決定其性能，天然管狀結(jié)構(gòu)影響其在自然界的保溫性能，如鳥類的羽毛、北極熊的毛發(fā)等。而傳統(tǒng)的纖維素基管狀氣凝膠制備方法，如模板法、引入無機(jī)管狀材料等，較為復(fù)雜，對(duì)材料綜合性能影響較大。因此，尋找一種天然的、可回收的、可持續(xù)的管狀生物基原料作為纖維素基氣凝膠的基地材料是一條新的途徑。
02
成果掠影
近期，東北林業(yè)大學(xué)阻燃材料分子設(shè)計(jì)與制備重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐苗軍教授和劉魯斌教授在開發(fā)生物基隔熱氣凝膠取得新進(jìn)展。該團(tuán)隊(duì)提出以天然中空隔熱動(dòng)物毛發(fā)為靈感，采用中空木棉纖維(KF)、粘結(jié)劑聚乙烯醇(PVA)和阻燃交聯(lián)劑膦酸雙胍酯(BGP)構(gòu)建了管狀氣凝膠的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。通過冷凍成型和冷凍干燥，成功制備了集保溫、高強(qiáng)、防火為一體的多功能管狀氣凝膠。由于分子間氫鍵和粘結(jié)劑的高粘度，KF保持了高填充、全組分和高價(jià)值利用率。與純KF相比，KF- PVA - BGP氣凝膠的導(dǎo)熱系數(shù)降低到0.0531 W/mK，抗壓強(qiáng)度提高到1.64 MPa。同時(shí)，阻燃交聯(lián)劑BGP的摻入促進(jìn)了KF-PVA氣凝膠的降解和炭化，并在分解過程中釋放出大量惰性氣體，有效地發(fā)揮了凝聚相和氣相的阻燃作用。此外，與商用PS保溫板相比，KF-PVA-BGP復(fù)合材料除了具有優(yōu)異的保溫和防火性能外，還具有可回收、可持續(xù)和可生物降解的特點(diǎn)。該KF-PVA-BGP氣凝膠在保溫、儲(chǔ)能和新能源領(lǐng)域替代傳統(tǒng)石化基材料具有良好的應(yīng)用前景。
展開 結(jié)構(gòu)膠內(nèi)聚力單元（cohesive element）本構(gòu)在ABAQUS和LS-DYNA中的應(yīng)用 ￥5.99
現(xiàn)代結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中經(jīng)?？梢砸姷讲捎?em>膠粘接的連接關(guān)系，采用膠粘的結(jié)構(gòu)在受到外載荷作用時(shí)，有可能會(huì)發(fā)生局部脫膠或全部脫膠的情況，在設(shè)計(jì)前期進(jìn)行校核的時(shí)候我們就需要注意膠粘界面的強(qiáng)度是否滿足設(shè)計(jì)要求，并以此來判斷所選膠的型號(hào)是否可行。本文以一簡(jiǎn)單的膠粘兩塊板的模型說明內(nèi)聚力單元在ABAQUS和LS-DYNA軟件中的應(yīng)用。
ABAQUS采用的隱式計(jì)算，在顯式計(jì)算中的設(shè)置與隱式計(jì)算的設(shè)置相同，LS-DYNA采用的顯式計(jì)算，由于給的時(shí)間較短，可以看出板有明顯的抖動(dòng)，僅供交流學(xué)習(xí)，感興趣的可以下載后邊的.inp和.k文件
MeshWorks—強(qiáng)大的整車快速變形方法
通常變形的目標(biāo)是一些目標(biāo)線條或者匹配新的造型CAS面，變形步驟如下：
首先提取原model的特征線：
通過OCB&DCB面板創(chuàng)建對(duì)稱面，并劃分網(wǎng)格
得到完整的OCB
再通過1D mapping的方法得到DCB：
然后unrealize焊點(diǎn)和結(jié)構(gòu)膠，以及創(chuàng)建小特征孔的集合set。這里通過創(chuàng)建set，可以使整車變形時(shí)圓孔的特征保持不變。
在通過impose面板導(dǎo)入OCB及DCB模型即可完成變形
變形后在進(jìn)行進(jìn)一步的局部調(diào)整、斷面匹配、網(wǎng)格修復(fù)等操作，最后在realize所有的焊點(diǎn)和結(jié)構(gòu)膠。白車身快速變形完畢，請(qǐng)看下面動(dòng)畫：
變形前后對(duì)比
在變形過程中可以保持截面不變
整個(gè)白車身網(wǎng)格變形方法的全部時(shí)間只需要2-3天！??！
此方法在國(guó)外著名的OEM廠商已經(jīng)成熟應(yīng)用，國(guó)內(nèi)傳統(tǒng)OEM廠商，新勢(shì)力車企等也正在積極開始應(yīng)用。該方法可以快速進(jìn)行方案迭代，對(duì)于縮短新車型開發(fā)的周期具有重要價(jià)值！
篇幅所限，無法對(duì)變形方法進(jìn)行詳細(xì)說明，如果您感興趣，請(qǐng)與我聯(lián)系，孟先生，18665820511。
若您想咨詢MeshWorks軟件購(gòu)買事宜，請(qǐng)下方掃碼或聯(lián)系18665820511或caesoft@qq.com。
展開 
航天特種材料及工藝技術(shù)研究所《ACS AMI》：結(jié)構(gòu)穩(wěn)健的耐1400℃ 陶瓷納米棒氣凝膠隔熱材料
盡管，近年來一些學(xué)者在耐高溫氣凝膠方面取得了很大的進(jìn)展，但設(shè)計(jì)和制備耐1400℃以上、機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異及隔熱性能良好的陶瓷氣凝膠仍然是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)?；谏鲜鲂枨?，航天特種材料及工藝技術(shù)研究所熱防護(hù)材料研究團(tuán)隊(duì)提出了一種簡(jiǎn)單、可規(guī)?；闹苽浞椒?，開發(fā)了一種耐1400℃氣凝膠材料，其纖維增強(qiáng)后的復(fù)合材料耐溫性可高達(dá)1500℃。
本文亮點(diǎn)：
該團(tuán)隊(duì)改進(jìn)傳統(tǒng)溶膠-凝膠法，通過Al2O3納米棒和SiO2納米顆粒的可控組裝來制備具有分等級(jí)大孔和介孔結(jié)構(gòu)的陶瓷納米棒氣凝膠，通過熱處理過程，制備出陶瓷納米棒氣凝膠（CNRAs）。在該研究中，作者根據(jù)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)制備耐高溫、高效隔熱及高強(qiáng)度CNRAs:(1)作為基本結(jié)構(gòu)單元的Al2O3納米棒須具有可控的尺寸；(2)Al2O3納米棒必須組裝成具有三維連通多孔結(jié)構(gòu)的宏觀體氣凝膠；(3)Al2O3納米棒之間須具有很強(qiáng)的連接，整體形成機(jī)械堅(jiān)固和熱穩(wěn)定性好的骨架網(wǎng)絡(luò)。CNRAs的制備過程主要包括納米棒的合成、溶膠凝膠、超臨界干燥和高溫退火過程。
圖1 陶瓷納米棒氣凝膠制備流程圖
在制備CNRA之前，他們通過組裝過程制備了氧化鋁納米棒和二氧化硅納米顆粒組成的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，此時(shí)的氣凝膠為pre-CNRA。pre-CNRA的SEM和TEM圖像顯示，它是由納米棒和納米顆粒組成的隨機(jī)搭接的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。作者認(rèn)為，納米棒相互搭接的自支撐力和納米顆?；ハ喽逊e的粘接力是三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主要支撐力，這種結(jié)構(gòu)和自然界用樹枝做的鳥巢非常相似。
展開 【科普】淺析結(jié)構(gòu)粘合劑在汽車制造中的作用
乘車結(jié)構(gòu)粘合劑有助于提升車身剛性和抗沖撞擊性
要采用結(jié)構(gòu)粘合劑，并不僅僅材料準(zhǔn)備好就行。應(yīng)用的溫度必須保持一定；為了使基材表面具備良好的粘附性，還需要進(jìn)行清潔、打磨等處理工藝；選擇合適的粘合劑并配備涂膠機(jī)器人。同時(shí)，結(jié)構(gòu)粘合劑仍需提升環(huán)境耐蝕性和長(zhǎng)期耐久性，對(duì)于越來越多的新材料出現(xiàn)，也需要更多的結(jié)構(gòu)粘合劑來應(yīng)對(duì)。
目前，在結(jié)構(gòu)粘合劑的使用上歐美廠商顯得更開放一些，從上世紀(jì)90年代開始豪華廠商就開始引進(jìn)這一工藝，如今不少緊湊型車型也開始使用結(jié)構(gòu)粘合劑用于車身制造，只不過和豪華車相比，使用的長(zhǎng)度差距是顯而易見的。比如說配備碳纖維車身的寶馬i系列電動(dòng)車，車身的粘合是通過長(zhǎng)達(dá)160米的結(jié)構(gòu)粘合劑來完成的。
在未來隨著碳纖維復(fù)合材料的逐步應(yīng)用，編織、粘接的工藝將會(huì)取代傳統(tǒng)金屬車身的沖壓和焊接工藝，在結(jié)構(gòu)粘合劑上，陶氏化學(xué)的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)膠注射粘接技術(shù)，傳統(tǒng)的白車身焊接工藝將受到車身輕量化潮流的影響而被新工藝取代，甚至在未來一天，我們不禁思考汽車還需不需要白車身。
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展開 技術(shù)討論｜4680的模組設(shè)計(jì)更新
從目前的拆解信息來看，4680結(jié)構(gòu)電池包的模組電芯的數(shù)量為204，34個(gè)電芯順序排列，分6列；因此整個(gè)Pack一共有816個(gè)電芯。和之前的信息合并起來，我們看到目前電池都是通過一個(gè)整體的塑料支撐部件上的。我們就目前的信息來看：
●4680的電池，熱失控是往下噴射，上下兩層都用了防火的材料進(jìn)行隔離，下面大概率是云母，上面是復(fù)合的材料做成網(wǎng)格。
●4680的電池，目前還是圍繞可制造性在努力，這種加工模式還是把4個(gè)模組吊裝進(jìn)去。
●在Z向使用率方面，我們也討論了很多，目前4680是一個(gè)和安全進(jìn)行折衷的方案，體積成組率的考慮遠(yuǎn)沒有中國(guó)這么卷。
▲圖1.老爺子展開的電池的模組設(shè)計(jì)
Part 1
電池模組設(shè)計(jì)
在特斯拉現(xiàn)有的4680電池設(shè)計(jì)中，每個(gè)4680電芯是布置在黑色的塑料之家上，這個(gè)塑料塑料架是一個(gè)整體，通過它每個(gè)電芯有自己的限位空間，兩個(gè)電芯保持一定的間隔，然后后期通過注入膠水的方式填充縫隙。
▲圖2.特斯拉的4680模組設(shè)計(jì)
如果我們做一個(gè)抽象，4680包在Z方向上的布置是：
●最底部是下箱體，還有部分電池底護(hù)板，這里采用的是螺栓機(jī)械連接，在林志穎的事故里面，我們看到了底部防護(hù)的空間的必要性。
●4680的模組，里面很大一部分的固定，都是用聚氨酯的紅色導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠粘接，根據(jù)了解因?yàn)橛昧亢艽蟮?，特斯拉全球選了很多家（每個(gè)區(qū)域兩家供應(yīng)商）。
▲圖3.電池的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
通過這樣的設(shè)計(jì)，4680電芯就被類似像蜂窩狀結(jié)構(gòu)與下殼體形成了一體化。
▲圖4.蜂窩狀的系統(tǒng)設(shè)計(jì)
從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的思路來看，4680的電池包采用灌膠的設(shè)計(jì)方法，通過導(dǎo)熱結(jié)構(gòu)膠以使得電池下殼體、電芯和上殼體，電池系統(tǒng)的所有零部件粘接并且固化為一體。
展開 圍觀：這里有份最詳細(xì)的膠黏劑分類大全及用途介紹
5、其它膠粘劑: (不常用到)
金屬結(jié)構(gòu)膠、聚合物結(jié)構(gòu)膠、光敏密封結(jié)構(gòu)膠、其它復(fù)合型結(jié)構(gòu)膠
熱固性高分子膠 ：環(huán)氧樹脂膠、聚氨酯(PU)膠、氨基樹脂膠、酚醛樹脂膠、丙烯酸樹脂膠、呋喃樹脂膠、間笨二酚-甲醛樹脂膠、二甲笨-甲醛樹脂膠、不飽和聚酯膠、復(fù)合型樹脂膠、聚酰亞胺膠、脲醛樹脂膠、其它高分子膠
密封膠粘劑：室溫硫化硅橡膠、環(huán)氧樹脂密封膠、聚氨酯密封膠、不飽和聚酯類、丙烯酸酯類、密封膩?zhàn)印⒙榷∠鹉z類密封膠、彈性體密封膠、液體密封墊料、聚硫橡膠密封膠、其它密封膠
熱熔膠：熱熔膠條、膠粒、膠粉、EVA熱熔膠、橡膠熱熔膠、聚丙烯、聚酯、聚酰胺、聚胺酯熱熔膠、苯乙烯類熱熔膠、新型熱熔膠、聚乙烯及乙烯共聚物熱熔膠、其他熱熔膠
水基膠粘劑：丙烯酸乳液、醋酸乙烯基乳液、聚乙烯醇縮醛膠、乳液膠、其它水基膠
壓敏膠(不干膠) ：膠水、膠粘帶、無溶劑壓敏膠、溶劑壓敏膠、固化壓敏膠、橡膠壓敏膠、丙烯酸酯壓敏膠、其它壓敏膠
溶劑型膠：樹脂溶液膠、橡膠溶液膠、其它溶劑膠
無機(jī)膠粘劑：熱熔無機(jī)膠、自然干無機(jī)膠、化學(xué)反應(yīng)無機(jī)膠、水硬無機(jī)膠、其它無機(jī)膠
熱塑性高分子膠粘劑：固體高分子膠、溶液高分子膠、乳液高分子膠、單體高分子膠、其它熱塑性高分子膠
天然膠粘劑：蛋白質(zhì)膠、碳水化合物膠粘劑、其他天然膠
橡膠粘合劑：硅橡膠粘合劑、氯丁橡膠粘合劑、丁腈橡膠粘合劑、改性天然橡膠粘合劑、氯磺化聚乙烯粘合劑、聚硫橡膠粘合劑羧基橡膠粘合劑、聚異丁烯、丁基橡膠粘合劑、其它橡膠粘合劑
耐高溫膠：有機(jī)硅膠、無機(jī)膠、高溫模具樹脂膠、金屬高溫粘合劑、其它耐高溫膠
聚合物膠粘劑：丁腈聚合物膠、聚硫橡膠粘合劑、聚氯乙烯膠粘劑、聚丁二烯膠、過氯乙烯膠粘劑、其它聚合物膠
修補(bǔ)劑：金屬修補(bǔ)劑、高溫修補(bǔ)劑、緊急修補(bǔ)劑、耐磨修補(bǔ)劑、耐腐蝕修補(bǔ)劑
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