采用薄膜沸騰CVI以LaCl₃催化熱解二甲苯、浸漬樹(shù)脂及高溫處理后獲得密度為1. 72～1. 73 g/cm³的炭/炭（C/C）復(fù)合材料,應(yīng)用激光熱導(dǎo)儀、摩擦試驗(yàn)機(jī)及掃描電鏡等研究了催化劑含量對(duì)材料導(dǎo)熱和摩擦性能的影響。結(jié)果表明,催化劑含量由0增加至15 wt%時(shí),材料的熱導(dǎo)率先升高后降低,摩擦系數(shù)及磨損率的變化與之相反。含量6 wt%下材料的導(dǎo)熱性能較高,垂直與平行摩擦面方向的熱導(dǎo)率最大分別為40. 3和86. 1 W/（m·K）,較含量為0時(shí)提高約58. 5%和75. 6%;制動(dòng)過(guò)程中,摩擦面易于形成納米絲狀碳增強(qiáng)的光滑摩擦膜,是該含量下材料摩擦系數(shù)和磨損較低、制動(dòng)穩(wěn)定性高的重要原因。 

【文章來(lái)源】：新型炭材料. 2020,35(01)北大核心EISCICSCD

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【部分圖文】：

不同LaCl3含量下材料的熱擴(kuò)散率和比熱容:(a)垂直方向，(b)平行方向

圖3為不同催化劑含量下材料的平均摩擦系數(shù)和磨損率。隨著催化劑含量的升高，材料的摩擦系數(shù)與磨損率先減小后增大，含量為6 wt%時(shí)數(shù)值較低，平均摩擦系數(shù)約為0.38，單個(gè)摩擦盤制動(dòng)1次的質(zhì)量與線磨損分別為2.5 mg和1.0μm。催化劑含量增至15 wt%時(shí)，材料的平均摩擦系數(shù)和磨損率升高，其摩擦系數(shù)、質(zhì)量與線磨損率分別為0.41、6.5 mg/(side time)和1.7μm/(side time)。不同催化劑含量下材料典型的摩擦曲線見(jiàn)圖4�？梢钥闯�，含量0和15 wt%下摩擦曲線的穩(wěn)定性差，制動(dòng)初期摩擦系數(shù)出現(xiàn)較低值，這可能與材料內(nèi)部的結(jié)構(gòu)缺陷高，摩擦面吸附的氧及水蒸氣多而產(chǎn)生潤(rùn)滑作用有關(guān)[3-6]。催化劑含量3 wt%～10 wt%下材料的制動(dòng)摩擦曲線相對(duì)較穩(wěn)定。圖4 不同LaCl3含量下材料的制動(dòng)摩擦曲線

圖5 不同LaCl3含量下材料磨屑的SEM形貌:(a)0,(b,c)6 wt%,(d)15 wt%催化劑含量為3 wt%～10 wt%時(shí)，由線磨損計(jì)算的質(zhì)量磨損略高于測(cè)量值，而含量0和15 wt%下計(jì)算值與測(cè)量值接近(圖3b)，意味著后兩種含量下材料在制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的氧化略高于前者，此與材料摩擦面溫度高(圖7)及高的結(jié)構(gòu)缺陷容易吸附更多的氧和水蒸氣有關(guān)[3-6]。由圖6c可以看出，未被摩擦膜覆蓋的纖維表面圍繞一層白色相。EDS分析該相包含C、La和P元素(圖6d)，其中La主要以LaC2形式賦存[14,15],P可能為浸漬樹(shù)脂時(shí)固化劑磷酸與稀土反應(yīng)的殘留物。摩擦面上未觀察到明顯的磨損痕跡，說(shuō)明稀土顆粒未產(chǎn)生磨粒磨損，原因在于LaC2呈現(xiàn)與PyC相似的片狀結(jié)構(gòu)，層片間易滑移而形成摩擦膜。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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