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C/C-SiC剎車材料的研究進展

發(fā)布時間:2022-01-01 22:06
  C/C-SiC復(fù)合材料是新一代高性能剎車材料,在高速列車、飛機和重型汽車等高能載制動領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。介紹了C/C-SiC復(fù)合材料的制備方法,分析了各種制備方法的優(yōu)缺點。從材料的物相組成和使役條件兩方面分析了C/C-SiC剎車材料摩擦磨損性能的影響因素,介紹了C/C-SiC剎車材料的優(yōu)化設(shè)計,并對未來的研究方向、研究重點進行了展望。 

【文章來源】:材料導(dǎo)報. 2016,30(S1)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】:4 頁

【部分圖文】:

C/C-SiC剎車材料的研究進展


圖1“三明治”結(jié)構(gòu)C纖維預(yù)制體的結(jié)構(gòu)示意圖[26]Fig.1Schematicillustrationofsandwichstructureof[26]

纖維預(yù)制體,結(jié)構(gòu)示意圖


可能發(fā)生熔融而導(dǎo)致粘著效應(yīng),使得材料摩擦性能不穩(wěn)定;材料硬度較大,低速條件下材料摩擦系數(shù)高;高能載剎車過程易產(chǎn)生高頻震動,制動平穩(wěn)性較差;材料組織結(jié)構(gòu)不均勻,各物相分布不均勻,嚴(yán)重影響材料摩擦性能的穩(wěn)定性。為解決以上問題,研究人員對C/C-SiC剎車材料進行了一系列優(yōu)化設(shè)計。(1)改進預(yù)制體結(jié)構(gòu)。三維針刺等預(yù)制體結(jié)構(gòu)存在很大不均勻性,這會直接導(dǎo)致參與摩擦的各組織結(jié)構(gòu)的不均勻,從而影響了剎車材料的摩擦磨損性能。楊尚杰[26]采用了新型“三明治”結(jié)構(gòu)的碳纖維預(yù)制體,如圖1所示,“三明治”C/C復(fù)合材料由摩擦功能層和結(jié)構(gòu)功能層組成。結(jié)構(gòu)功能層是三維針刺結(jié)構(gòu),摩擦功能層為純網(wǎng)胎結(jié)構(gòu)。摩擦功能層內(nèi)部的C相和孔隙分布都比較均勻,為后續(xù)SiC相和Si相均勻分布奠定了基!叭髦巍苯Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用使得參與摩擦的各物相分布較為均勻,有效提高了材料的摩擦穩(wěn)定性。圖1“三明治”結(jié)構(gòu)C纖維預(yù)制體的結(jié)構(gòu)示意圖[26]Fig.1Schematicillustrationofsandwichstructureofcarbonfiberperform[26](2)添加填料改性。國內(nèi)外研究人員通過添加石墨粉、金屬或金屬化合物等填料,降低了材料的磨損率,提高了材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性。楊尚杰[26]采用漿料浸滲工藝在C/C多孔體的孔隙中引入了石墨粉,將大孔隙彌散成為比較細小均勻的小孔,使得殘余Si可以和石墨粉發(fā)生反應(yīng)而消除,提高了材料摩擦性能的穩(wěn)定性。肖鵬等[27]采用RMI法在C/C-SiC復(fù)合材料中加入金屬Fe,制得了C/C-SiC-Fe剎車材料,解決了在高速

纖維預(yù)制體,結(jié)構(gòu)示意圖


可能發(fā)生熔融而導(dǎo)致粘著效應(yīng),使得材料摩擦性能不穩(wěn)定;材料硬度較大,低速條件下材料摩擦系數(shù)高;高能載剎車過程易產(chǎn)生高頻震動,制動平穩(wěn)性較差;材料組織結(jié)構(gòu)不均勻,各物相分布不均勻,嚴(yán)重影響材料摩擦性能的穩(wěn)定性。為解決以上問題,研究人員對C/C-SiC剎車材料進行了一系列優(yōu)化設(shè)計。(1)改進預(yù)制體結(jié)構(gòu)。三維針刺等預(yù)制體結(jié)構(gòu)存在很大不均勻性,這會直接導(dǎo)致參與摩擦的各組織結(jié)構(gòu)的不均勻,從而影響了剎車材料的摩擦磨損性能。楊尚杰[26]采用了新型“三明治”結(jié)構(gòu)的碳纖維預(yù)制體,如圖1所示,“三明治”C/C復(fù)合材料由摩擦功能層和結(jié)構(gòu)功能層組成。結(jié)構(gòu)功能層是三維針刺結(jié)構(gòu),摩擦功能層為純網(wǎng)胎結(jié)構(gòu)。摩擦功能層內(nèi)部的C相和孔隙分布都比較均勻,為后續(xù)SiC相和Si相均勻分布奠定了基!叭髦巍苯Y(jié)構(gòu)的應(yīng)用使得參與摩擦的各物相分布較為均勻,有效提高了材料的摩擦穩(wěn)定性。圖1“三明治”結(jié)構(gòu)C纖維預(yù)制體的結(jié)構(gòu)示意圖[26]Fig.1Schematicillustrationofsandwichstructureofcarbonfiberperform[26](2)添加填料改性。國內(nèi)外研究人員通過添加石墨粉、金屬或金屬化合物等填料,降低了材料的磨損率,提高了材料摩擦系數(shù)的穩(wěn)定性。楊尚杰[26]采用漿料浸滲工藝在C/C多孔體的孔隙中引入了石墨粉,將大孔隙彌散成為比較細小均勻的小孔,使得殘余Si可以和石墨粉發(fā)生反應(yīng)而消除,提高了材料摩擦性能的穩(wěn)定性。肖鵬等[27]采用RMI法在C/C-SiC復(fù)合材料中加入金屬Fe,制得了C/C-SiC-Fe剎車材料,解決了在高速

【參考文獻】:
期刊論文
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[7]不同成分對C/C-SiC材料摩擦磨損行為的影響與機理[J]. 肖鵬,熊翔,任蕓蕓.  中國有色金屬學(xué)報. 2005(07)
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[10]C/C—SiC復(fù)合材料的制備與性能[J]. 余惠琴,陳長樂,鄒武,閆聯(lián)生.  宇航材料工藝. 2001(02)

碩士論文
[1]短纖維C/C-SiC復(fù)合材料的制備及性能研究[D]. 梁錦華.中南大學(xué) 2005



本文編號:3562914

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