陶瓷基摩擦材料是指加入了一定比例的陶瓷组分或具有陶瓷性能的氧化物,整体表现出部分陶瓷性能的摩擦材料,一般由粘接剂、陶瓷纤维、不含铁的填料物质和少量金属组成。目前,以碳纤维增强碳-碳化硅双基体复合材料和氧化铝陶瓷摩擦材料应用最为广泛,C/BN复合材料在摩擦材料方面比较有发展潜力。
氧化铝陶瓷摩擦材料
氧化铝陶瓷摩擦材料原料来源广,价格低廉,可改善摩擦材料的高速反应能力,使用寿命是以聚合物为基体的摩擦材料的3-5倍。氧化铝陶瓷因硬度高、操作工艺简单而被用于制备制动材料,其耐高温、抗腐蚀、耐磨损等特性满足了现代汽车工业对于制动摩擦材料高性能化的使用要求。
但氧化铝陶瓷摩擦材料的脆性是制约其应用的主要问题,在氧化铝陶瓷材料中加入纤维可起到增韧的作用。
碳纤维增强碳-碳化硅双基体复合材料
碳纤维增强碳-碳化硅双基体复合材料即C/C-SiC复合材料,它综合了碳纤维增强体优越的力学性能和陶瓷基体良好的化学和热稳定性能,具备高热导率、高致密化程度、低热膨胀系数,以及较长的使用寿命和优异的高温机械性能,在高速列车、航空航天和重型汽车等高负载制动领域具有广泛的应用前景。
但采用反应熔体浸渗法制碳纤维增强碳-碳化硅双基体复合材料时,材料中残余的大量硅可能会发生熔融,导致粘着效应,致使摩擦材料的摩擦性能不稳定,高能载刹车过程中易产生高频震动,制动平稳性差。且由于摩擦材料的组织结构不均匀,分布不均匀的物相严重影响了碳纤维增强碳-碳化硅双基体复合材料摩擦性能的稳定性。
C/BN复合材料
氮化硼是一种重要的非氧化物陶瓷材料,其理论密度在所有陶瓷中最低,有“白石墨”之称的六方氮化硼是氮化硼的重要晶型之一,具有很多与碳相似的性质。C/BN复合材料的摩擦系数稳定,几乎不随温度和摩擦时间的变化而变化,在致密的C/BN复合材料中,氮化硼可在摩擦表面形成稳定的薄层磨损膜,对增强体碳纤维具有很好的隔氧保护作用,使C/BN材料更耐磨。
随着汽车制造向轻量化、高质量、高安全以及高寿命的方向发展,对于汽车制动装置的性能也提出了更高要求,要求其装置材料具有良好的密度、耐磨性、抗拉性和摩擦系数,以保证汽车的安全性与稳定性。陶瓷基摩擦材料作为一种新型材料,可有效提升汽车制动的安全性与稳定性,逐渐被应用到汽车的刹车片上。
陶瓷基刹车片具有良好的耐用性和耐腐蚀性,是各项性能稳定的清洁环保型产品,使用过程中不会产生大量的噪音,够保证行车舒适性。目前,陶瓷基的摩擦材料已应用到了诸多领域当中,并会迎来更大的发展前景。
来源:中国粉体网
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