化学气相渗积炭/炭复合材料摩擦磨损性能研究

发布时间：2022-01-04 05:05

　　通过交替改变气体流动方向,利用化学气相渗透方法制备出2种热解炭结构的炭/炭复合材料,并研究了微观结构、力学及摩擦磨损性能。试验结果表明:与粗糙层结构的炭/炭复合材料相比,具有光滑层结构的复合材料弯曲强度及层间剪切强度高,石墨化度低。在干态刹车条件下,随着刹车能量的增加,其摩擦系数逐渐变小,且摩擦曲线不稳定;而在湿态刹车条件下,其摩擦系数衰减更加严重。具有粗糙层结构的复合材料不仅在不同干态刹车条件下,由于摩擦面形成了致密的自润滑膜而呈现出较稳定的摩擦系数,而且由于复合材料石墨化度高,结构缺陷少,吸附的水分少,表现出良好的湿态刹车性能。 

【文章来源】：炭素技术. 2020,39(05)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

料柱剖面示意图

图2所示为2种试样的偏光结构照片。炭纤维在偏振光下，无光学活性。可以看出，1#样品为光滑层结构，见图2(a）。该表面光滑，光学活性小，具有大的、规整的“十字架”形状，热解炭环形裂纹多较宽，结果表明该结构硬而脆[13]。2#样品为粗糙层热解炭，见图2(b）。在偏振光下，呈现放射状的不规则消光轮廓，表面生长粗糙，具有强的光学活性，具有层次感，深浅不一的颜色，有明显的生长锥，因此形成了大量不规则的“十字架”形状。2.2 石墨化度及力学性能

图3为2种材料的XRD图谱。可以看出，虚线标注为（002）的衍射峰。与光滑层热解炭相比，粗糙层结构热解炭的衍射峰强度变强且尖锐，表明该结构的热解炭晶粒尺寸增大。根据Scherrer公式计算2种复合材料的微晶尺寸分别为8.63 nm和13.86 nm。炭/炭复合材料结构属于乱层石墨。仅在网平面上二维有序，其整体呈无规则排序，层间距较大，表现微晶尺寸较小。在高温下，乱层石墨结构开始重新排序，从而引起层间距减少和微晶尺寸的增加。因此，材料的石墨化度提高，微晶尺寸增大。一般来说，具有粗糙层结构的炭/炭复合材料的石墨化程度较光滑层结构的要高，即粗糙层热解炭择优取向明显，有序排列程度高，导热性能优良，但是力学性能降低，这与文献[14]试验结果一致。2.3 摩擦磨损性能

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3567718