4.8.5 材料改性
采用物理、化学方法改变材料的理化性能是赋予材料新性能的重要的途径，统称“材料改性”。既可以在材料形成的过程中实施改性，也可在材料成形后实施改性。复合材料就是常见的在材料成形的过程中实施改性的例子（改性材料），热处理则是常见的在材料成形后实施改性的例子（材料改性）。这里，一般地称为“材料改性”。
1.不锈钢、镀层钢板
不锈钢和镀层钢板都是用化学方法改变材料抗蚀特性和外观特性的材料，也是汽车上常见的改性材料。不锈钢和镀铬钢板在美国汽车上使用较多，使美国汽车熠熠生辉，光彩夺目。欧洲和中国的重型汽车也用不锈钢制造排气管、软管夹箍、防滑板等易蚀的零件。近年开发出了高强度不锈钢板、不锈钢复合板等新材料。
钢板通过表面镀层处理提高了防蚀性，使表面变得美观多彩，也可以通过镀层改变材料的其他性能。
2.纳米改性
纳米（nm）即10-9m。纳米技术指在0.1～100nm尺度内构造具有特定功能的物质的综合性技术，起源于1981年扫描隧道显微镜（STM）的发明，20世纪90年代得到迅速发展。至少在一维方向上受纳米尺度调制的各种固体材料称为“纳米材料”，其尺寸介于原子簇与通常的微粉之间，处于原子簇与宏观物质的交界地带。在纳米级尺度上“装配”出来的物质，不仅可改变相同成分粗晶材料的光、电、热、磁、力学、催化性能，而且能产生辐射、吸收、吸附、传导等新特性。将纳米材料加入到各种材料中，也能使本体材料呈现奇异的性能。纳米改性材料可以在从车身到轮胎的整个汽车上得到广泛应用，在轻质高强度材料、发动机增效减耗、电器小型化、抵抗环境侵蚀、减摩抗磨、减少汽车尾气污染等方面大有可为，如表4-31所示。
表4-31 纳米技术在汽车上的应用[183]
注：
表示将来可能应用；
表示现已应用；a指如壁虎爬墙的可逆粘接。
纳米可以改变传统塑料的特性，使其呈现出优异的物理性能——高强度、高硬度、佳耐热、变密度。由于纳米粒子尺寸小于可见光的波长，纳米塑料可以显现出良好的透明度和较高的光泽度，这样的塑料在汽车上具有广泛的用途。经过纳米改性的塑料具有超强的耐磨性，可用于制造轴承等。阳光中的紫外线波长在200～400nm之间，这一波段光易使高聚合物分子链断裂而老化，在塑料材料中添加能吸收紫外线的纳米粒子，即能提高材料的抗老化能力。
阳光中的紫外线能使汽车油漆涂层分子链断裂，形成非常活泼的游离基，这些游离基再引起主要成膜物质分子链的分解，最终导致涂层老化变质。TiO2纳米粒子以散射的方式有效地屏蔽紫外线，利用这一特性可消除汽车漆层和玻璃的反光，防止反光炫目威胁驾车安全。戴-克（DC）研制出一种纳米改性油漆，可以在车身上形成一层致密网状结构，其中含有细微陶瓷颗粒，可提高涂层的机械强度。通过对150辆汽车进行的试验表明，这种纳米漆不仅光亮度比传统油漆高40%，而且涂层被轻微擦碰时，其出现刮痕的情况也要比传统油漆好很多。纳米材料随粒径尺寸不同而呈现颜色深浅的变化，随光线照射角度不同而呈现不同的色相。将纳米TiO2加入金属漆中，通过光的作用，涂层能产生奇幻的变色效果。
利用超双疏性纳米材料的疏水疏油性，可制造疏雨挡风玻璃，使恼人的水、雾对视认性的干扰得以减弱。利用纳米粉体材料反射紫外线的功能，可制造汽车隔热贴膜。用纳米技术制造的光催化材料可利用光能还原空气中的污染物，达到净化座舱内空气的目的。(https://www.daowen.com)
生产轮胎所用的橡胶助剂大部分呈粉体状，大部分粉状橡胶助剂粒径都在纳米材料范围或接近纳米材料范围，如炭黑粒径在11～500nm，白炭黑粒径在11～110nm。现在，纳米粒子已成功用做生产轮胎的助剂，而不再局限在使用碳黑或白碳黑，如ZnO、GaGO3、A12CO3、TiO2等，轮胎的颜色也因此变得绚丽多彩。纳米还能起交叉连接（cross-linking）橡胶分子的作用，使轮胎无论在强度、耐磨性，还是在抗老化性上都比传统轮胎优异，例如，轮胎侧面胶的抗裂能力可提高五倍。
GM和蒙特尔（Montel Plastics Ltd.）北美公司开发出被称为“聚烯烃热塑性弹性体”的纳米塑料，这种高性能聚烯烃产品在常温下呈现橡胶弹性，具有密度小、易弯曲、低温抗冲击性能好、易加工、可重复使用等优点。聚烯烃热塑性弹性体可能取代聚氯乙烯应用于汽车。与聚氯乙烯相比，除了可回收外，还有耐紫外线时间长、色泽稳定、质量较轻等优点，可用于保险杠、散热器、车身外板、轮罩、活动车顶及保护胶条、挡风胶条等。在内饰件中，主要用于仪表板、内饰板和安全气囊等。
汽车排气净化的触媒多以铂、钯、铑为主，这些贵金属资源稀少，价格昂贵，且易发生Pb、S、P中毒，导致触媒失效。稀土元素原子结构特殊，活性高，几乎可与所有元素发生化学反应。纳米粒可增加反应物的接触面积，因此稀土纳米粒子可改善触媒的工作性能。将纳米稀土加入贵金属触媒中做助剂，可提高贵金属触媒的抗毒性能，亦可降低贵金属用量。纳米铜粉可部分代替铂和钌催化剂。
在汽油里加入一定比例的纳米改性乳化剂可降低耗油、清除积炭、减少污染物排放。纳米改性的润滑油可在金属表面形成纯烃类单个原子厚度的膜，能填充金属表面的微孔，如同液态的微小滚珠，有效地减小金属间的摩擦。
纳米材料在室温条件下具有优异的储氢能力，在室温常压下，纳米储氢材料可释放约2/3的储存氢气，且储氢材料可重复使用。如果车载纳米储氢材料能够储放足够的氢气，则可使车载储氢装置的结构大为简化。斯坦福大学的研究人员发明用纸浸入单壁碳纳米管和银纳米线“墨水”中敷膜制成超轻质柔软电池和超级电容技术[184]，纸基储能元件的实验室循环寿命超过了4万次，有人看到了这项技术用于混合动力汽车储能的前景。有的轿车已可提供车顶集成微结构太阳能电池的选用装置，在车身外表覆盖一层厚度不超过1μm的纳米结构柔性塑料太阳能电池可使车身成为太阳能收集器。
虽然纳米改性材料在汽车上的应用具有诱人的前景，但商业化应用尚存困难，如高昂的价格、技术不够成熟等都阻碍了纳米改性材料在汽车上的应用。纳米材料的奇特功能正在诱引科学家和工程师突破这些障碍，将来，纳米技术也许能通过材料改性这条途径改变汽车。
3.改变工艺性能
材料的制造工艺性关系着生产成本和产品质量，改善制造工艺性也是降本增效的措施。超深冲钢就是应一部分汽车零件深度拉延的工艺需求而开发的新材料。这种钢的铁素体中几乎不存在间隙固溶的碳、氮原子，故称“无间隙原子钢”（IF）。超深冲钢在深度拉延下不易开裂，适于冲压形状特别复杂的零件。
对其他工艺性能的改进也会继续受到材料技术的关注，如提高材料的淬透性、改善抗淬火开裂能力、改善机械加工和焊接性能等。
4.改进材料的回收和降解性能
地球上日益增多的固体废物使汽车新材料的回收和降解性能愈显重要。难以回收的废旧汽车材料主要是塑料、橡胶、纤维织物和玻璃[185]。目前，回收利用废弃汽车材料的路径有三：机械回收——破碎后成为原料；化学回收——用化学方法分解回收；能源回收——焚烧回收能量。对于难以回收的废弃材料的处理原则应该是：首先设法消除产生难以回收的原因，即改进材料的回收和降解性能，然后才是妥善回收。
生化布料有可能成为回收内饰布料污染环境的解决方案，其基本原理是：用来生产这种布料的植物在生长时会吸收CO2，用能源回收法焚烧这些布料时，只有化石原料产生的那部分CO2是净增值，从而减少大气中CO2含量的增加。三菱与爱知工业大学合作开发了一种产自植物的树脂—聚定息琥珀酸酯，加竹纤维增强的环保塑料，这种塑料是一种植物基可降解树脂，主要由琥珀酸和丁二醇组成，琥珀酸由甘蔗或玉米中提炼的糖发酵而成。采用可降解树脂—竹纤维材料在生命期中排放的CO2比采用石油基聚丙烯塑料约低50%。日产公司采用木纤维制造车身地板也有利于材料的回收与降解。