C/C-SiC刹车材料的研究进展
发布时间：2022-01-01 22:06
C/C-SiC复合材料是新一代高性能刹车材料,在高速列车、飞机和重型汽车等高能载制动领域具有广阔的应用前景。介绍了C/C-SiC复合材料的制备方法,分析了各种制备方法的优缺点。从材料的物相组成和使役条件两方面分析了C/C-SiC刹车材料摩擦磨损性能的影响因素,介绍了C/C-SiC刹车材料的优化设计,并对未来的研究方向、研究重点进行了展望。
【文章来源】：材料导报. 2016,30(S1)北大核心EICSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１“三明治”结构Ｃ纤维预制体的结构示意图［２６］Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｓａｎｄｗｉｃｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ［２６］
可能发生熔融而导致粘着效应，使得材料摩擦性能不稳定；材料硬度较大，低速条件下材料摩擦系数高；高能载刹车过程易产生高频震动，制动平稳性较差；材料组织结构不均匀，各物相分布不均匀，严重影响材料摩擦性能的稳定性。为解决以上问题，研究人员对Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ刹车材料进行了一系列优化设计。（１）改进预制体结构。三维针刺等预制体结构存在很大不均匀性，这会直接导致参与摩擦的各组织结构的不均匀，从而影响了刹车材料的摩擦磨损性能。杨尚杰［２６］采用了新型“三明治”结构的碳纤维预制体，如图１所示，“三明治”Ｃ／Ｃ复合材料由摩擦功能层和结构功能层组成。结构功能层是三维针刺结构，摩擦功能层为纯网胎结构。摩擦功能层内部的Ｃ相和孔隙分布都比较均匀，为后续ＳｉＣ相和Ｓｉ相均匀分布奠定了基矗“三明治”结构的应用使得参与摩擦的各物相分布较为均匀，有效提高了材料的摩擦稳定性。图１“三明治”结构Ｃ纤维预制体的结构示意图［２６］Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｓａｎｄｗｉｃｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｐｅｒｆｏｒｍ［２６］（２）添加填料改性。国内外研究人员通过添加石墨粉、金属或金属化合物等填料，降低了材料的磨损率，提高了材料摩擦系数的稳定性。杨尚杰［２６］采用浆料浸渗工艺在Ｃ／Ｃ多孔体的孔隙中引入了石墨粉，将大孔隙弥散成为比较细小均匀的小孔，使得残余Ｓｉ可以和石墨粉发生反应而消除，提高了材料摩擦性能的稳定性。肖鹏等［２７］采用ＲＭＩ法在Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ复合材料中加入金属Ｆｅ，制得了Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ－Ｆｅ刹车材料，解决了在高速
可能发生熔融而导致粘着效应，使得材料摩擦性能不稳定；材料硬度较大，低速条件下材料摩擦系数高；高能载刹车过程易产生高频震动，制动平稳性较差；材料组织结构不均匀，各物相分布不均匀，严重影响材料摩擦性能的稳定性。为解决以上问题，研究人员对Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ刹车材料进行了一系列优化设计。（１）改进预制体结构。三维针刺等预制体结构存在很大不均匀性，这会直接导致参与摩擦的各组织结构的不均匀，从而影响了刹车材料的摩擦磨损性能。杨尚杰［２６］采用了新型“三明治”结构的碳纤维预制体，如图１所示，“三明治”Ｃ／Ｃ复合材料由摩擦功能层和结构功能层组成。结构功能层是三维针刺结构，摩擦功能层为纯网胎结构。摩擦功能层内部的Ｃ相和孔隙分布都比较均匀，为后续ＳｉＣ相和Ｓｉ相均匀分布奠定了基矗“三明治”结构的应用使得参与摩擦的各物相分布较为均匀，有效提高了材料的摩擦稳定性。图１“三明治”结构Ｃ纤维预制体的结构示意图［２６］Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｓａｎｄｗｉｃｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｐｅｒｆｏｒｍ［２６］（２）添加填料改性。国内外研究人员通过添加石墨粉、金属或金属化合物等填料，降低了材料的磨损率，提高了材料摩擦系数的稳定性。杨尚杰［２６］采用浆料浸渗工艺在Ｃ／Ｃ多孔体的孔隙中引入了石墨粉，将大孔隙弥散成为比较细小均匀的小孔，使得残余Ｓｉ可以和石墨粉发生反应而消除，提高了材料摩擦性能的稳定性。肖鹏等［２７］采用ＲＭＩ法在Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ复合材料中加入金属Ｆｅ，制得了Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ－Ｆｅ刹车材料，解决了在高速
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiC含量对C/C-SiC摩擦材料摩擦磨损性能的影响[J]. 肖鹏,刘逸众,李专,李娜. 粉末冶金材料科学与工程. 2012(01)
[2]熔融渗硅法制备C/C-SiC复合材料的研究进展[J]. 崔园园,白瑞成,孙晋良,任慕苏,张家宝,周春节. 材料导报. 2011(01)
[3]CuxSiy改性C/C-SiC复合材料的制备及其性能[J]. 肖鹏,周伟,李专,熊翔. 中国有色金属学报. 2010(12)
[4]不同制动速度下C/C-SiC-Fe材料的摩擦磨损行为及机理[J]. 肖鹏,李专,熊翔,付美荣. 中国有色金属学报. 2009(06)
[5]C/C-SiC复合材料制备方法及应用现状[J]. 张智,郝志彪,闫联生. 炭素. 2008(02)
[6]C／SiC摩擦材料的制备及摩擦磨损性能[J]. 范尚武,徐永东,张立同,成来飞,楼建军. 无机材料学报. 2006(04)
[7]不同成分对C/C-SiC材料摩擦磨损行为的影响与机理[J]. 肖鹏,熊翔,任芸芸. 中国有色金属学报. 2005(07)
[8]C/C复合材料飞机刹车盘湿态刹车性能研究[J]. 崔鹏,卢钢认,陈志军. 炭素技术. 2004(04)
[9]高性能C/SiC复合材料的快速制备[J]. 宋麦丽,王涛,闫联生,邹武,余惠琴,刘毅佳. 新型炭材料. 2001(02)
[10]C/C—SiC复合材料的制备与性能[J]. 余惠琴,陈长乐,邹武,闫联生. 宇航材料工艺. 2001(02)
硕士论文
[1]短纤维C/C-SiC复合材料的制备及性能研究[D]. 梁锦华.中南大学 2005
本文编号：3562914
【文章来源】：材料导报. 2016,30(S1)北大核心EICSCD
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１“三明治”结构Ｃ纤维预制体的结构示意图［２６］Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｓａｎｄｗｉｃｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆ［２６］
可能发生熔融而导致粘着效应，使得材料摩擦性能不稳定；材料硬度较大，低速条件下材料摩擦系数高；高能载刹车过程易产生高频震动，制动平稳性较差；材料组织结构不均匀，各物相分布不均匀，严重影响材料摩擦性能的稳定性。为解决以上问题，研究人员对Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ刹车材料进行了一系列优化设计。（１）改进预制体结构。三维针刺等预制体结构存在很大不均匀性，这会直接导致参与摩擦的各组织结构的不均匀，从而影响了刹车材料的摩擦磨损性能。杨尚杰［２６］采用了新型“三明治”结构的碳纤维预制体，如图１所示，“三明治”Ｃ／Ｃ复合材料由摩擦功能层和结构功能层组成。结构功能层是三维针刺结构，摩擦功能层为纯网胎结构。摩擦功能层内部的Ｃ相和孔隙分布都比较均匀，为后续ＳｉＣ相和Ｓｉ相均匀分布奠定了基矗“三明治”结构的应用使得参与摩擦的各物相分布较为均匀，有效提高了材料的摩擦稳定性。图１“三明治”结构Ｃ纤维预制体的结构示意图［２６］Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｓａｎｄｗｉｃｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｐｅｒｆｏｒｍ［２６］（２）添加填料改性。国内外研究人员通过添加石墨粉、金属或金属化合物等填料，降低了材料的磨损率，提高了材料摩擦系数的稳定性。杨尚杰［２６］采用浆料浸渗工艺在Ｃ／Ｃ多孔体的孔隙中引入了石墨粉，将大孔隙弥散成为比较细小均匀的小孔，使得残余Ｓｉ可以和石墨粉发生反应而消除，提高了材料摩擦性能的稳定性。肖鹏等［２７］采用ＲＭＩ法在Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ复合材料中加入金属Ｆｅ，制得了Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ－Ｆｅ刹车材料，解决了在高速
可能发生熔融而导致粘着效应，使得材料摩擦性能不稳定；材料硬度较大，低速条件下材料摩擦系数高；高能载刹车过程易产生高频震动，制动平稳性较差；材料组织结构不均匀，各物相分布不均匀，严重影响材料摩擦性能的稳定性。为解决以上问题，研究人员对Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ刹车材料进行了一系列优化设计。（１）改进预制体结构。三维针刺等预制体结构存在很大不均匀性，这会直接导致参与摩擦的各组织结构的不均匀，从而影响了刹车材料的摩擦磨损性能。杨尚杰［２６］采用了新型“三明治”结构的碳纤维预制体，如图１所示，“三明治”Ｃ／Ｃ复合材料由摩擦功能层和结构功能层组成。结构功能层是三维针刺结构，摩擦功能层为纯网胎结构。摩擦功能层内部的Ｃ相和孔隙分布都比较均匀，为后续ＳｉＣ相和Ｓｉ相均匀分布奠定了基矗“三明治”结构的应用使得参与摩擦的各物相分布较为均匀，有效提高了材料的摩擦稳定性。图１“三明治”结构Ｃ纤维预制体的结构示意图［２６］Ｆｉｇ．１Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎｏｆｓａｎｄｗｉｃｈｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｃａｒｂｏｎｆｉｂｅｒｐｅｒｆｏｒｍ［２６］（２）添加填料改性。国内外研究人员通过添加石墨粉、金属或金属化合物等填料，降低了材料的磨损率，提高了材料摩擦系数的稳定性。杨尚杰［２６］采用浆料浸渗工艺在Ｃ／Ｃ多孔体的孔隙中引入了石墨粉，将大孔隙弥散成为比较细小均匀的小孔，使得残余Ｓｉ可以和石墨粉发生反应而消除，提高了材料摩擦性能的稳定性。肖鹏等［２７］采用ＲＭＩ法在Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ复合材料中加入金属Ｆｅ，制得了Ｃ／Ｃ－ＳｉＣ－Ｆｅ刹车材料，解决了在高速
【参考文献】：
期刊论文
[1]SiC含量对C/C-SiC摩擦材料摩擦磨损性能的影响[J]. 肖鹏,刘逸众,李专,李娜. 粉末冶金材料科学与工程. 2012(01)
[2]熔融渗硅法制备C/C-SiC复合材料的研究进展[J]. 崔园园,白瑞成,孙晋良,任慕苏,张家宝,周春节. 材料导报. 2011(01)
[3]CuxSiy改性C/C-SiC复合材料的制备及其性能[J]. 肖鹏,周伟,李专,熊翔. 中国有色金属学报. 2010(12)
[4]不同制动速度下C/C-SiC-Fe材料的摩擦磨损行为及机理[J]. 肖鹏,李专,熊翔,付美荣. 中国有色金属学报. 2009(06)
[5]C/C-SiC复合材料制备方法及应用现状[J]. 张智,郝志彪,闫联生. 炭素. 2008(02)
[6]C／SiC摩擦材料的制备及摩擦磨损性能[J]. 范尚武,徐永东,张立同,成来飞,楼建军. 无机材料学报. 2006(04)
[7]不同成分对C/C-SiC材料摩擦磨损行为的影响与机理[J]. 肖鹏,熊翔,任芸芸. 中国有色金属学报. 2005(07)
[8]C/C复合材料飞机刹车盘湿态刹车性能研究[J]. 崔鹏,卢钢认,陈志军. 炭素技术. 2004(04)
[9]高性能C/SiC复合材料的快速制备[J]. 宋麦丽,王涛,闫联生,邹武,余惠琴,刘毅佳. 新型炭材料. 2001(02)
[10]C/C—SiC复合材料的制备与性能[J]. 余惠琴,陈长乐,邹武,闫联生. 宇航材料工艺. 2001(02)
硕士论文
[1]短纤维C/C-SiC复合材料的制备及性能研究[D]. 梁锦华.中南大学 2005
本文编号：3562914
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