李振阳
中车株洲电力机车有限公司湖南株洲412001
摘要：轨道交通工具的舒适性要求乘坐的舒适性和人性化的车内设计，以及乘坐的精神体验。本文论述了几种新型材料在轨道交通车辆内部装饰中的应用，为轨道交通车辆内部装饰材料的选择和应用提供参考，以提升轨道交通的舒适性。
关键词：新材料；轨道交通；车辆内饰；应用
1前言
为了同时满足人民群众乘坐铁路车辆的舒适性和精神文明的要求，在对铁路车辆室内进行设计的过程中，设计师不仅要确保车辆行驶乘坐舒适，而且应该注意室内设计的人文内涵。因此，在轨道交通车辆内饰设计的过程中，设计者应该考虑的是设计技术、文化内涵和审美问题，以及群众的实际需求等因素影响，必须协调它们之间的各种关系，加强人性的铁路车辆室内设计的总目标，不断促进交通运输业的可持续发展。
2轨道交通车辆内饰材料的发展概况
长期以来，胶合板占据了我国轨道交通工具内部材料的主要使用度，适用于铁路客车的地板、顶板、隔墙、侧墙板等。
胶合板内饰简单、密实，表面可进行塑料、贴膜等装饰处理。针对轨道交通车辆运行速度和设备技术，现代车内饰从最初的设计到目前增加了重量轻和吸声降噪要求，为了确保轨道交通客运车辆界面美观、舒适，最初只使用胶合板材料为内部配件，而且在设计和表面处理和性能已经无法满足现代车内饰的发展的要求，因此，大量的替代新轻型材料应运而生。
目前，轨道交通车辆内部装修所用的新材料主要包括轻金属材料、高分子材料、复合材料和蜂窝材料。
3轨道车辆内饰新材料分析
3.1轻金属材料
轻金属材料主要包括铝合金和镁合金，在轨道交通工具中具有广阔的应用前景。铝合金由于其密度小、强度高、耐腐蚀性好，已在汽车、船舶、航空、航天等领域得到广泛应用。
在轨道交通车辆内饰结构中，铝板是最常见的材料，成型容易，可以进行喷涂、贴膜以及阳极氧化等形式的表面处理。为营造美观、舒适的车辆乘坐环境非常有帮助。近年来，镁合金等国外材料已被用于制造内部骨架。质量仅为铝合金的66%，轻量化的效果更明显。
3.2高分子材料
高分子材料广泛应用于轨道交通车辆的内部装饰，其轻量化、降噪效果明显。
3.2.1玻璃钢
玻璃纤维增强塑料(CFRP)，一般指使用玻璃纤维增强不饱和聚醋、环氧树脂和酚醛树脂基体，根据树脂品种的使用可分为聚醋、酚醛FRP、环氧玻璃纤维增强塑料。玻璃纤维重量轻、强度高、耐腐蚀性好、成本低、形状好，且不受宽度、表面喷涂、应用形状的限制，主要用于轨道交通工具内表面装饰板的使用。
近年来，玻璃纤维增强塑料制品已由最初的手糊成型转向注入，造型(CSMC)形成，新技术提高了精度，粘贴成形的过程不能生产结构特别复杂的产品缺陷，并进一步提高零件的制造精度和成型质量，从而实现零件的批量生产。
目前，玻璃纤维制品主要用作轨道交通工具的客舱壁板和玻璃纤维的盒子，是轨道车辆内部装饰的主要材料之一。据统计，日本高速新干线电力机车使用的FRP数量占列车总重量的1.4%。
3.2.2碳纤维复合材料
碳纤维复合材料（CFRP）具有密度低、无蠕变、耐超高温、耐疲劳性和耐腐蚀性等优异性能，可以满足车体设计的阻燃、隔热保温和减震等设计指标，应用范围正逐渐由次承载结构零部件向主承载结构发展。例如，碳纤维增强环氧树脂材料的比强度和比模量是现有结构材料中是最高的。
与传统的轨道车辆材料（例如，钢、铝等）相比，碳纤维复合材料在轻量化、节能、电磁屏蔽、碰撞吸能等方面具有较强的优势和较突出的特点。例如，采用碳纤维复合材料制作的司机室头罩具有优良的抗冲击性能，能承受350kN的静载荷，可以抵挡1kg铝弹的660km/h的高速冲击；高速列车车体和转向架采用碳纤维复合材料可实现减重49%，带来的轻量化和节能效果显著。
我国将重点发展高强和高模碳纤维，加快开发碳纤维增强尼龙复合材料（≥200℃）等耐高温高强度工程塑料，重点突破高强碳纤维的低成本、连续稳定、规模化生产技术，加快高强中模、高强高模级碳纤维产业化突破，加快高强碳纤维稳定工业化生产等技术的产业化和推广应用。
3.2.3橡胶材料
为了降低铁路运输车辆在运行时的振动和噪声影响，确保乘客在室内的舒适度，早期只使用橡胶作为一种装饰材料，无法满足铁路车辆内部安装的要求，必须选择更好的性能振动降噪组件，包括粘弹性好，耐疲劳，耐老化性的橡胶组件。橡胶部件对于高速列车振动降噪效果特别显著，有效地避免了车内部安装的硬接线，将车外噪声的传播到道路上，使高速列车的舒适性和流畅性是不可替代的。在我国轨道交通的车厢中，车体与轨枕之间的隔断和车体之间的连接都是由弹性装置构成的，有效地减少了车厢的噪音，高铁作为世界上第一个时尚舒适的列车已经投入运行了。
3.3复合材料
复合材料是一种具有优异性能的新型材料，如纤维、颗粒等，由聚合物、陶瓷、金属等组成。它具有特定的强度和高比模量，以及耐疲劳、耐腐蚀、耐高温、耐磨性、低成本等一系列的优点，在轨道交通车辆内部轻量化的材料设计中变得越来越重要。引进、消化和吸收的高速动车组技术过程中，许多新型复合材料逐渐被我们使用，例如，顶板上使用厚铝基复合材料装饰板，即铝板的结构+热塑性低密度聚乙烯+铝化合物；车辆侧墙板由铝板+热塑性低密度聚乙烯+铝板或不锈钢板+热塑性低密度聚乙烯+不锈钢板组成；在过道使用的材料是中空的铝板，厚度仅为5.2毫米。国内外的研究和应用表明，复合材料是轨道交通车辆轻量化的最有前途的新材料。
3.4蜂窝材料
蜂窝板通常由上下嵌板和蜂窝芯材料组成，蜂窝芯非常小，厚度仅为同种材料厚度的1/10。根据蜂窝材料的使用可以分为玻璃纤维蜂窝，碳纤维蜂窝、铝合金蜂窝等。当面板使用不同材料和核心材料，则称为复合蜂窝板，其具有良好的强度、刚度和抗冲击能力。蜂窝板具有重量轻、刚度大，并具有良好的隔音、隔热性能，在蜂窝板表面可以喷漆，也可以使用真空吸附装饰膜等工艺处理，装饰效果很好。所以蜂窝板，特别是铝蜂窝板在轨道交通车辆内饰中得到了大量的应用，广泛用于地板，顶板和各种各样的门板等。例如，铝蜂窝地板，一铁路客运列车使用的25号原木胶合板材料重量约为1.5吨，而高铁、铝蜂窝板材料地板仅约0.8吨，重量减轻效果非常明显。
4结束语
目前，轨道交通车辆的设备技术发展突飞猛进，重量轻，噪音低，节能环保已成为轨道交通车辆的发展趋势，同时，对铁路运输车辆的内饰提出了新时代的要求和目标。车内饰从木材到金属结构，轨道交通车辆内部的阻燃、减重、降噪音等新材料在品种和数量上都有较好的装饰性能，需求量很大。金属材料、高分子材料、复合材料和蜂窝材料在轨道交通工具的内部材料中占有越来越重要的地位。
日本铁路综合技术研究院在5a基础规划中提出的研究开发项目包括:(1)具有较强防灾能力的铁路系统;(2)对事故有较强抵抗力的系统;(3)人机系统的高端;(4)智能列车控制;(5)沿线环境负担较低;(6)节能，(7)维护和施工的高效;(8)高速列车服务;(9)发展先进的信息处理技术，促进高效的运输和客户服务水平;(10)先进的模拟技术等。在每一个项目中，都希望通过材料技术的进步取得进展。因此，新材料和新技术的开发，如环境保护和纳米技术，也是铁路车辆内部材料的发展方向。研究、开发和利用新材料，以提高轨道交通车辆的内饰质量、美观效果和使用寿命，确保乘客乘坐舒适，提升轨道交通工具市场的竞争力具有重要意义。
参考文献：
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[2]高速列车轻量化技术[J].机车电传动，2014，(4).
[3]久保俊一，彭惠民.轨道车辆用材料的开发与动向[J].国外机车车辆工艺，2011，(2).