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】：

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］

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

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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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