炭纤维增强双基体炭_碳化硅_C_C_SiC_制动材料的性能
第30卷 第3期摩擦学学报Vol.30 No.3 2010年5月Tribol ogy May,2010炭纤维增强双基体炭/碳化硅(C/C-S iC)
制动材料的性能
李 专13,肖 鹏1,熊 翔1,2,朱苏华2
(1.中南大学粉末冶金国家重点实验室,湖南长沙 410083;
2.湖南博云新材料股份有限公司,湖南长沙 410205)
摘 要:以针刺炭纤维整体毡为预制体,采用呋喃树脂加压浸渍、加压固化和炭化制得密度为1.45g/c m3的多孔体C/C材料,然后熔融渗硅制得密度为2.37g/c m3的炭纤维增强双基体炭/碳化硅(C/C-Si C)材料.结果表明:熔融渗硅中反应生成的Si C基体主要分布在胎网层、针刺纤维附近以及无纬布层的纤维束间;C/C-Si C材料的弯曲强度为165MPa,垂直和平行于无纬布铺层方向的压缩强度分别为210和196MPa;C/C-Si C材料的摩擦性能稳定,平均动摩擦系数为0.38,静摩擦系数为0.40,和对偶件的线磨损率分别为5.3和3.7μm/(面?次),其磨损过程是由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损共同作用的结果.
关键词:C/C-Si C;熔融渗硅;浸渍/炭化;摩擦磨损性能
中图分类号:T B331,T H117.3文献标志码:A文章编号:1004-0595(2010)03-0273-06
Manufacture and Character i zati on of Carbon Fibre
Re i n forced C/SiC DualMatr i x Co mposite
L I Zhuan13,X I A O Peng1,X IONG Xiang1,2,ZHU Su-hua2
(1.S tate Key L aboratory of Po w derM etallurgy,Central South U niversity,Changsha410083,China
2.Hunan B oyun N e w M aterial Co.,L TD,Changsha410205,China)
Abstract:Carbon fiber reinforced carbon(C/C)perfor m s with a density of1.45g/c m3was p repared by densificati on of needled carbon fiber felts with furan resin p ressure infiltrati on in combinati on with p ressure curing and carbonizati on.The carbon fiber reinforced carbon/silicon carbide dual matrix composites(C/C-Si C)with a density of2.37g/c m3were manufactured by liquid silicon infiltrati on(LSI)int o the obtained C/C perfor m s.M icr ostructure,mechanical and tribol ogical characteristics of the C/C-Si C compositeswere investigated.Si C matrix was f ound inside the short-cut fabric, ar ound the needing fibers and a mong the fiber bundles in the non-woven web.The C/C-Si C composites exhibited excellent mechanical p r operties and tribol ogical characteristics.The average dynam ic fricti on coefficient and static fricti on coefficient of the composites were0.38and0.40,res pectively.The linear wear rate of the composites and its counter part were5.6μm side-1cycle-1and3.7μm side-1cycle-1,res pectively.The wear mechanis m s of C/C-Si C composites were abrasive wear,adhesive wear and and oxidati on wear.
Key words:C/C-Si C,reactive melt infiltrati on,infiltrati on/carbonizati on,fricti on and wear behavi or
炭纤维增强双基体炭/碳化硅复合材料最早于20世纪90年代中期开始应用于制动领域.C/C-Si C制动材料与传统半金属基和粉末冶金刹车材料相比,具有密度低(约为2.0g/c m3)、耐高温、制动平稳、摩擦系数高、磨损少和使用寿命长等优点[1-4].与C/C材料相比,由于C/C-Si C制动材料
Received27Ap ril2009,revised16Dece mber2009,accep ted22February2010,available online28M ay2010. 3Corres ponding author.Tel.:+86-731-8836864,E-mail:li_zhuan@yahoo.co https://www.360docs.net/doc/ea8501991.html,
中引入了Si C 陶瓷相作为基体,不仅有效提高了摩
擦系数,而且显著改善了其环境适应性,如湿态制动
下摩擦系数不衰退和抗氧化能力强等[1,5]
.我国与德、美、日等国家正逐步展开理论和应用研究[1,3,6-8],如德国宇航院(DLR )的Krenkel 等人制备的C /C -Si C 制动材料现已成功应用到保时捷(Porsche 911Turbo )和新款奥迪A8L 等高档汽车上,我国中南大学肖鹏等人研制的C /C -Si C 材料在制动领域的应用也取得了长足的进展,已在工程机械和磁悬浮列车上成功使用,并准备应用于某型号直升机机轮刹车盘和某型号坦克用闸片.
研究报道的三维针刺C /C -Si C 制动材料制备方法主要包括化学气相渗透法(CV I )+熔融渗硅(LSI )法[9-11]、聚炭硅烷转化(P I P )+熔融渗硅法[12-13]
.CV I 法是制备纤维增强陶瓷基复合材料最有前途的方法之一,其显著特点是能在较低的温度进行陶瓷基复合材料的制备.但制备厚壁部件易产生“瓶颈”效应,材料内部产生较大的密度梯度,工艺制备周期长、成本高.P I P 法不需要特殊的设备,
工艺较简单,但采用此方法得到的为无定型基体,材
料性能较差.
因此,为了有效降低成本、缩短制备周期,进一步推广我国C /C -Si C 制动材料的应用,本文作者在借鉴高性能C /C 制动材料制备工艺的基础上,采用呋喃树脂浸渍/炭化(I/C )与熔融渗硅相结合的新工艺制备了三维针刺C /C -Si C 制动材料,观察和分析了其微观结构,并对其力学性能和摩擦磨损性能进行了研究.
1 实验部分
1.1 C /C -S i C 材料的制备
采用日本东丽公司(T oray )生产的P AN 型T700(12K )炭纤维制成胎网和无纬炭布,山东金岭化工
有限公司生产的呋喃树脂为浸渍剂.C /C -Si C 复合材料的制备工艺流程如图1所示.首先,将单层0°无纬布、胎网、90°无纬布、胎网依次循环叠加,然后采用接力式针刺的方法在垂直于铺层方向引入炭纤维束制成三维炭纤维预制体,纤维体积含量为
35%.
Fig .1 Sche matic rep resentati on of the manufacturing p r ocess for the C /C -Si C composites
图1 C /C -Si C 复合材料的制备工艺
采用呋喃树脂加压浸渍三维炭纤维预制体并加压固化.然后炭化使树脂转变为树脂炭基体,制得密度为1.45g/c m 3
的炭纤维增强基体炭(C /C )的多孔体复合材料.最后在高温真空炉中对C /C 多孔体熔融渗硅(LSI )制得C /C -Si C 制动材料.在熔融浸渗工艺中,以纯度99.3%、粒度40μm 的硅粉为硅源,1650℃浸渗.1.2 力学性能测定
采用阿基米德排水法测试C /C -Si C 材料的体积密度和开孔率.压缩性能和弯曲性能测试均在
CSS -44100万能材料试验机上进行.测试时上压头
的加载速度为1.0mm /m in .压缩试样尺寸10mm ×10mm ×10mm ,弯曲试样尺寸为55mm ×10mm ×4mm.
1.3 摩擦磨损性能测定
在国产MM -1000型摩擦磨损试验机上模拟制动试验,对偶件为30Cr M oSi V A 合金钢,按照G B13826-98进行测试.C /C -Si C 摩擦试环外径为75mm ,内径为53mm ,厚度为15mm.测试参数为:
制动比压1.00MPa,惯性当量0.1kg ?m 2
,制动线
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速度25m/s.试验机直接记录制动力矩与时间关系.根据下式计算摩擦系数:
M=μ(r1+r2)F n/2(1)式中:M为力矩,N?mm;μ为摩擦系数;F
n
为荷重, N;r1为内圈半径,mm;r2为外圈半径,mm.用精确至0.01mm的螺旋测微器测量试环上5点处摩擦前后的尺寸变化,取平均值得到线性磨损量.
1.4 扫描电镜与X射线衍射分析
采用JS M-6360LV型扫描电子显微镜(SE M)和KH-7700三维数字视频显微镜观察材料组织结构、摩擦表面形貌和磨屑形状,用R igaku-3014型X射线衍射仪(XRD)对试样和磨屑进行物相分析. 2 结果与分析
2.1 材料物相和组织结构分析
C/C-Si C材料的XRD分析结果如图2所示.由图2可见,浸渗过程中液硅与炭纤维及树脂炭反应生成了β-Si C,同时还残留有部分未反应完全
Fig.2 XRD pattern of C/C-Si C composites
图2 C/C-Si C复合材料的XRD图
的Si.为了得到各成分的具体比例,也同时为了能观察物相界面的显微形貌,用体积比为9∶1的王水和氢氟酸的混合溶液对试样腐蚀48h除掉残留Si,然后在马弗炉静态空气气氛和700℃下氧化10h,除掉炭纤维和炭基体.每步处理后用超声波清洗并烘干称重,测得C、Si C和Si的质量百分比含量分别为52%、42%和6%.
C/C-Si C材料的显微形貌分别如图3所示.由图3可以看出,C/C-Si C材料是典型的非均质材料,无纬布和网胎相互交替排布,具有明显的亚结构单元.能谱分析表明深色部分为炭纤维和树脂炭,浅色部分为β-Si C及残留Si.因为无纬布层纤维排列整齐紧密,液Si只能渗入纤维束间或沿着针刺纤维附近的孔隙渗入,而胎网层是由短纤维随机杂乱排列而成,孔隙尺寸大且数量多,液Si很容易渗入孔隙中.因此在熔融渗硅过程中,液Si渗入到这些孔隙中,与接触到的树脂炭和纤维束外部的炭纤维反应生成Si C,并有部分Si残余
.
2.2 密度和开孔率的变化
图4为材料的密度和开孔率随工艺流程的变化.从图4可看出,试样在浸渍/炭化后密度增加了141.7%,开孔率降低了33.3%,而在熔融渗硅后则密度增加了63.4%,开孔率降低了93.5%.主要原因是:①在浸渍/炭化过程中树脂主要填充预制体的大孔隙,同时树脂炭化时伴随着体积收缩和残余应力导致的分层、微裂纹等现象.因此,虽然密度增幅较大,但C/C多孔体中还是存在20%左右的开孔率.②熔融渗硅过程中液Si依靠毛细管力的作用进入C/C多孔体中的宏观孔隙,并与接触到的炭纤维和树脂炭迅速反应生成Si C,没有反应完全的液Si残留在孔隙中并被Si C包围.但是由于硅碳反应的速度要大于液硅在炭表面的扩散速度,以及液Si
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第3期李专,等:炭纤维增强双基体炭/碳化硅(C/C-Si C)制动材料的性能
Fig .4 The density and open por osity of C /C -Si C composites by different manufacturing p r ocess
图4 材料密度和开孔率随工艺流程的变化关系
的流动阻力随毛细管半径的减小而急剧增大[14]
,因
此最终的C /C -Si C 材料仍有2%的开孔率.2.3 力学性能分析
本试验测定了C /C -Si C 制动材料的基本力学性能.C /C -Si C 材料的垂直于无纬布铺层方向的压缩强度(σc ⊥)(210MPa )大于平行于无纬布铺层方向的压缩强度(σc ∥)(196MPa )大于弯曲强度(σb )
(165MPa ).
图5是C /C -Si C 材料力学性能测试后断口的
显微形貌.由图5可见,弯曲断口较平整仅有少量的的纤维束被拔出,垂直压缩断口可见大量基体被压溃,平行压缩断口有少量的炭纤维拔出,炭纤维的增强与增韧的作用不明显.其主要原因是树脂在炭化过程中,树脂炭与纤维束的界面结合弱会导致脱粘,所以带孔的基体不能阻止熔硅的渗入,使得纤维束外围的炭纤维在1650℃的高温下与熔硅反应生成Si C,炭纤维因硅化而性能下降,导致材料C /C -Si C 弯曲强度较低.垂直压缩过程中是炭纤维和基体交替共同承受载荷,而平行压缩主要是基体承受载荷.C /C -Si C 材料中的Si C 和树脂炭基体都属于硬质相,同时由制备工艺可知Si C 和树脂炭是以网络状形式存在,因此在压缩过程中高硬度的硬质相形成骨架增强压缩性能.2.4 摩擦磨损性能分析
C /C -Si C 制动材料的摩擦系数高且稳定,平均
摩擦系数为0.38,静态摩擦系数为0.40.C /C -Si C 材料和对偶件的每次平均线磨损率分别为5.6
和
672摩 擦 学 学 报第30卷
3.7μm/(面?次).C/C-Si C试样试验后摩擦表面的摩擦膜形貌及其三维网格图和高度曲线如图6所示.由图6可知,摩擦表面由2层摩擦膜迭加在一起,摩擦膜较平整,并有许多微裂纹和因氧化作用形成的“绿斑”,由A-A截面高度曲线可知上1层摩擦膜的高度为11.308μm.随着制动过程的进行,微突体不断被碾细并且在制动压力作用下在摩擦表面形成摩擦膜[如图7(a)1区所示],同时大量制动能量转化为摩擦热后摩擦表面温度急剧升高,试验测得摩擦次表面的最高瞬时温度达459℃左右,摩擦表面最高瞬时温度则更高.C/C-Si C材料表面受到的压力和摩擦热的作用使得其摩擦表面形成不稳定的温度场和压力场[15].因为C/C-Si C材料中各组元的热膨胀系数不同,从而导致受热表面层和次表层的热膨胀率不同,以及表面层中不同区域热膨胀率的差异,因此摩擦表面层会产生热应力裂纹[如图7(a)2区所示].摩擦膜经过与相对较硬的对偶件反复摩擦,微裂纹便造成了摩擦膜的撕裂并且脱落[如图7(a)3、4区所示],同时磨屑被碾磨得更加细小[如图7(b)所示].
另一方面,大量的摩擦热导致摩擦表面“闪点”温度可达1000℃以上.C在350℃以上即开始氧化生成CO
2
,Si C在800～1140℃之间抗氧化性能
较差,易氧化生成疏松的Si O
2
层[16],因此在图6(a)上可见因氧化作用形成的“绿斑”,C/C-Si C材料因摩擦热不断被氧化.磨屑的能谱分析表明磨屑中除含有Si和C外,还含有O和Fe元素,说明Si和O 发生了氧化反应,其中Fe元素是由于C/C-Si C材料与对偶件合金钢反复摩擦过程发生材料转移产生的.综上所述,C/C-SiC材料的摩擦磨损过程是由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损共同作用的结果.
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第3期李专,等:炭纤维增强双基体炭/碳化硅(C/C-Si C)制动材料的性能
3 结论
a. 采用呋喃树脂加压浸渍/炭化+熔融渗硅(I/C+LSI)综合工艺制备的C/C-Si C制动材料由C、β-Si C和残留Si3部分组成,并测得其质量百分含量分别为52%,42%和6%.
b. 树脂炭化过程中产生体积收缩导致树脂炭与纤维束的界面容易脱粘,在熔融渗硅时纤维束外围的炭纤维因硅化而性能下降.采用I/C+LSI法制备的C/C-Si C材料其弯曲强度为165MPa,垂直和平行于无纬布铺层方向的压缩强度分别为210和196MPa.
c. 采用I/C+LSI法所制备的C/C-Si C材料摩擦性能稳定,平均摩擦系数为0.38,静态摩擦系数为0.40,对偶件的线磨损率低,分别为5.3和3.7μm/(面?次),其摩擦磨损过程是由磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损相互作用的结果.
4 致谢
本研究得到湖南省科技重大专项(2009FJ1011-3)和中南大学研究生学位论文创新基金资助(1960-71131100006),在此表示感谢.
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汽车制动性能测试方法分析
编号：SY-AQ-06715 ( 安全管理) 单位：_____________________ 审批：_____________________ 日期：_____________________ WORD文档/ A4打印/ 可编辑 汽车制动性能测试方法分析Analysis on test method of automobile braking performance
汽车制动性能测试方法分析 导语：进行安全管理的目的是预防、消灭事故，防止或消除事故伤害，保护劳动者的安全与健康。在安全管 理的四项主要内容中，虽然都是为了达到安全管理的目的，但是对生产因素状态的控制，与安全管理目的关 系更直接，显得更为突出。 汽车制动性能是汽车性能检测中极其重要的指标，关系着汽车行驶安全，为此应加强汽车制动性能测试方法研究，为更好的检测汽车制动性能奠定基础。本文着重探讨了汽车制定性能检测方法，以期为汽车制动性能的检测提供参考。 截止去年年底我国汽车保有量已达到2.4亿辆，由此引发的汽车安全问题越来越引起人们的重视，不断提高汽车制动性能检测水平，对减少汽车事故保证行车安全具有重要意义。 汽车制动性能指标 汽车制动性能指汽车在短距离内能够稳定停车，以及在长坡时维持一定车速的能力。用于评判汽车制动性能优劣的重要参数称为汽车制动性能指标，包括制动稳定性、制动效能恒定性以及制动效能，下面逐一对其进行阐述。 1.1.制动效能
制动效能即汽车的制动减速度或制动距离，其优劣与否常用汽车在路面良好的条件下，以一定的速度行驶制动至完全停止的距离评定。汽车制动后行驶的距离越短，表示制动性能越佳。另外，为保证交通安全，国家对不同车型的制动减速度和制动距离做了明确规定，如表1所示： 表1不同车辆类型制动距离和速度 机动车类型 制动初速度/（km·h-1 ） 满载减速度/（m·s-2 ） 满载制动距离/m 空载减速度/（m·s-2 ） 空载制动距离/m 空载t1/s
高性能基体树脂 复合材料增韧新途径
高性能基体树脂和复合材料增韧新途径前言:材料复合化是新材料技术的重要发展趋势之一。所谓高性能复合材料，是指具有高比模量、高比强度、优异的耐高温性能及多功能的复合材料。高性能复合材料主要以高性能纤维为增强体的复合材料为主，基体树脂作为高性能复合材料的重要组成部分，其性能及成本对高性能复合材料的设计、制备、性能、加工具有重要意义。 目前通用的高性能树脂基体通常可以分为两大类：热塑性和热固性树脂。高性能热固性树脂是目前使用最广泛的先进复合材料基体，其复合材料具有优异的力学性能，可在恶劣的环境下长期使用。环氧树脂是聚合物基复合材料中应用最广泛的基体树脂之一。EP是一种热固性树脂，具有优异的粘接性、耐磨性、力学性能、电绝缘性能、化学稳定性、耐高低温性，以及收缩率低、易加工成型、较好的应力传递和成本低廉等优点。但环氧树脂固化后交联密度高，呈三维网状结构，存在内应力、质脆、耐疲劳性、耐热性、耐冲击性差等不足，以及剥离强度、开裂应变低和耐湿热性差等缺点，加之表面能高，在很大程度上限制了它在某些高技术领域的应用。因此，对环氧树脂的增韧研究一直是人们改性环氧树脂的重要研究课题之一。 一、高性能基体树脂及其复合 1. 高性能基体树脂 材料是先进科技发展的重要物质基础，以高科技含量的航空航天领域为例，新型航空、航天飞行器的诞生往往建立在先进新材料研制的基础上，航空、航天飞行器性能的突破很大程度上受到材料发展水平的制约[1]。高性能树脂基复合材料以其轻质、高比强、高比模、高耐温和极强的材料一性能可设计性而成为发展中的高技术材料之一，其在航空、航天工业中的应用也显示出了独特的优势和潜力，是航空、航天材料技术进步的重要标志。 目前通用的高性能树脂基体通常可以分为两大类：热塑性和热固性树脂。 典型的高性能热塑性树脂包括热塑性聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚砜、液晶聚酯、聚醚醚酮等。由于高性能热塑性树脂一般具有高的熔点和熔体黏度，作为复合材料基体使用时成型工艺性差，高温使用时易发生蠕变，极大地限制了其作为复合材料基体树脂的使用[2]。
铝碳化硅
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2020版汽车制动性能与行车安全
( 安全管理 ) 单位：_________________________ 姓名：_________________________ 日期：_________________________ 精品文档 / Word文档 / 文字可改 2020版汽车制动性能与行车安 全 Safety management is an important part of production management. Safety and production are in the implementation process
2020版汽车制动性能与行车安全 制动性能主要指汽车按照驾驶员的指令，减速以至停车的能力。汽车动力性能越好，对其制动性能要求也越高。资料统计表明，重大交通事故中，隐制动距离太长或紧急制动时侧滑失控等情况而产生的占40%-50%。只有良好的制动性才能保证在安全行车的条件下提高行车速度，获得较高的运输效率。 汽车制动性能的评价包括： （1）制动效能，即制动距离或者制动减速运动。制动距离最直接影响行车安全，是人们最关心的指标。但是，制动距离受车速影响，也受道路条件、驾驶员反应灵敏程度等非汽车本身结构因素的影响。检测汽车制动距离和制动减速度需要较高的道路条件，检测效率较低，很难适应大量汽车的检测。制动减速度是由地面制动力产生的，故可以利用车轮的地面制动力来计算出汽车的减速度，即可以用制动力的检测来代替汽车制动减速度的测量。
（2）制动效能的恒定性。主要检查连续制动后，汽车制动效能下降的程度，这对连续下坡的汽车的安全也很重要。 （3）制动时的方向稳定性。这是指制动时汽车不能跑偏，侧滑及失去转向的能力。 以上三个方面对汽车行驶安全又影响，是汽车制动性能的重要指标，其中制动效能的影响是最经常、最重要的。随着道路的改善，汽车动力性能的提高，制动跑偏、侧滑对安全的影响也十分突出，因此方向稳定性也是一个必须保证的重要指标。新型的轿车制动系统要求在制动时不抱死跑偏，其制动系装有车轮制动自动防抱死装置，可在保证一定制动效能的前提下紧急制动而不会侧滑，并且驾驶员还有一定的方向控制能力。 云博创意设计 MzYunBo Creative Design Co., Ltd.
碳纤维的特性及应用
碳纤维的特性及应用 碳纤维是高级复合材料的增强材料，具有轻质、高强、高模、耐化学腐蚀、热膨胀系数小等一系列优点，归纳如下： 一、轻质、高强度、高模量 碳纤维的密度是1.6-2.5g/cm3，碳纤维拉伸强度在2.2Gpa以上。因此，具有高的比强度和比模量，它比绝大多数金属的比强度高7倍以上，比模量为金属的5倍以上。由于这个优点，其复合材料可广泛应用于航空航天、汽车工业、运动器材等。 二、热膨胀系数小 绝大多数碳纤维本身的热膨胀系数，室内为负数（-0.5～-1.6）×10-6/K，在200～400℃时为零，在小于1000℃时为1.5×10-6/K。由它制成的复合材料膨胀系数自然比较稳定，可作为标准衡器具。 三、导热性好 通常无机和有机材料的导热性均较差，但碳纤维的导热性接近于钢铁。利用这一优点可作为太阳能集热器材料、传热均匀的导热壳体材料。 四、耐化学腐蚀性好 从碳纤维的成分可以看出，它几乎是纯碳，而碳又是最稳定的元素之一。它除对强氧化酸以外，对酸、碱和有机化学药品都很稳定，可以制成各种各样的化学防腐制品。我国已从事这方面的应用研究，随着今后碳纤维的价格不断降低，其应用范围会越来越广。 五、耐磨性好 碳纤维与金属对磨时，很少磨损，用碳纤维来取代石棉制成高级的摩檫材料，已作为飞机和汽车的刹车片材料。 六、耐高温性能好 碳纤维在400℃以下性能非常稳定，甚至在1000℃时仍无太大变化。复合材料耐高温性能主要取决于基体的耐热性，树脂基复合材料其长期耐热性只达300℃左右，陶瓷基、碳基和金属基的复合材料耐高温性能可与碳纤维本身匹配。因此碳纤维复合材料作为耐高温材料广泛用于航空航天工业。 七、突出的阻尼与优良的透声纳 利用这二种特点可作为潜艇的结构材料，如潜艇的声纳导流罩等。 八、高X射线透射率 发挥此特点已经在医疗器材中得到应用。 九、疲劳强度高 碳纤维的结构稳定，制成的复合材料，经应力疲劳数百万次的循环试验后，其强度保留率仍有60%，而钢材为40%，铝材为30%，而玻璃钢则只有20%-25%.因此设计制品所取的安全系数，碳纤维复合材料为最低。
高性能树脂基覆铜板的研究进展
高性能树脂基覆铜板的研究进展 周文胜 梁国正 房红强 任鹏刚 杨洁颖 (西北工业大学理学院应用化学系,西安 710072) 摘要 对高性能新型环氧树脂、双马来酰亚胺、氰酸酯等热固性树脂及聚苯醚、聚四氟乙烯、聚酰亚胺等热塑性树脂基覆铜板的近况及发展进行了综述。对用于覆铜板的新型环氧树脂体系、环氧固化体系、环氧改性剂的应用进行了重点阐述,并指出发展覆铜板的关键是加强高性能树脂基体的研究,即研制具有高耐热性、优异介电性能、阻燃环保性、能阻挡紫外光和具有自动光学检测功能等特性的树脂是今后的发展方向。 关键词 覆铜板 环氧树脂 印制线路板 (CE)等热固性树脂及聚苯醚(PPO)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚酰亚胺(PI)等热塑性树脂基覆铜板的近况及发展进行了综述。 1 EP体系 EP因具有耐化学药品性和尺寸稳定性好、无挥发物、收缩率低、粘结强度高、综合性能优异、价格适宜等优点而在PC B中得到广泛应用,用量最大的是FR-4型覆铜板(占覆铜板的90%左右[2])。传统的FR-4型覆铜板存在耐热性不佳、玻璃化转变温度(T g)较低(130℃)[3]、耐湿性不好、介质损耗高、线胀系数偏高、阻燃性差等缺点,但由于该覆铜板综合性能较优,工艺成熟,已大量工业化生产,因此在该体系基础上进行改性提高性能是制作高性能覆铜板的一条很经济很重要的途径。 1.1 新型EP体系 刘拥君[4]用含萘酚环的EP和四溴双酚A进行扩链反应得到含溴萘酚EP,以二氨基二苯砜(DDS)作固化剂制得的覆铜板的T g比FR-4基材提高了60～70℃。生益公司在FR-4配方中采用新型的多官能EP研制的S1170型覆铜板,其T g为170℃[5]。王严杰[6]用高电性能的氰酸酯树脂改性EP,制得了在高频下使用的覆铜板。苏民社[7]采用具有良好耐热性和尺寸稳定性、低吸湿性、优异介电性能的PPO改性EP制得的改性FR-4覆铜板,其介电常数低,可以在高频下应用。陶文斌[8]在FR-4配方基础上加入了一些能吸收紫外光的树脂(如壳牌公司的EPON1031EP),用兼有催化和固化作用的22甲基咪唑代替双氰胺作促进剂,制得了综合性能日本松下电工公司开发的R1566(FR-4)板和R1551(FR-4半固化)片比通用FR-4性能更优。 日本住友电木公司采用添加型的三苯基膦氧化物(TPO)作为主阻燃剂制得的无卤化覆铜板达到了标准规定的各种性能要求(特别是耐化学药品性)。日本松下电工公司采用不含亚甲基结构的多官能耐热性EP与菲型磷化合物DOPO进行反应形成三种含磷EP结构,使制得的FR-4覆铜板耐热性更高(T g>190℃)。该公司还开发了一种EP/玻纤布覆铜板,树脂主要成分是含有磷的二官能团酚化合物的树脂。该基板可以确保阻燃性能,并且在燃烧中不会产生有害的物质,它还有浸焊耐热性高、铜箔与基板粘接性高、T g 高等特性。另外美国报道了一种新型树脂改性的阻燃EP可用于制作阻燃型覆铜板。 1.2 固化体系的研究 近年来出现了一些新的如含P、S i、B、F、Mg等元素的“半无机高分子”固化剂和含磷阻燃固化剂[11]。林江珍等[12]用氯化磷酰衍生物(DCP及PPDC)及不同分子质量的聚醚胺或芳胺合成的磷化聚醚胺类EP固化剂具有一定阻燃性。聚醚胺与含磷单体的导入使得EP的柔韧与耐热性得到提高。改性的硫醇系和改性的酚系固化剂也有不同程度的发展,此外末端有硫醇基的新的嵌段共聚物近年来也大量投放市场[13]。 方克洪[14]研究了以线性酚醛树脂作固化剂,辅以多官 收稿日期:2004203229
环氧树脂复合材料
环氧树脂复合材料 复合材料是由基体材料和增强材料复合而成的多相体系固体材料。它充分发挥了各组分材料的特点和潜在能力，通过各组分的合理匹配和协同作用，呈现出原来单一材料(均质材料、单相材料)所不具有的优异的新性能，从而达到对材料某些性能的综合要求。复合材料的出现在材料发展史上具有划时代的意义。受到国内外的极大重视。其发展之迅猛在历史上是空前的。已在工业、农业、交通、军事、科学技术和人民生活等各个领域广为应用。尤其是在航空、航天等尖端技领域中已成为不可缺少的重要的结构材料。无怪乎有人认为21世纪将进入“复合材料时代”。 热固性树脂基复合材料是目前研究得最多、应用得最广的一种复合材料。它具有质量轻、强度高、模量大、耐腐蚀性好、电性能优异、原料来源广泛，加工成型简便、生产效率高等特点，并具有材料可设计性以及其他一些特殊性能，如减振、消音、透电磁波、隐身、耐烧蚀等特性，已成为国民经济、国防建设和科技发展中无法取代的重要材料。在热固性树脂基复合材料中使用最多的树脂仍然是酚醛树脂、不饱和聚酪树脂和环氧树脂这三大热固性树脂。这三种树脂阶性能各有特点：酚醛树脂的耐热性较高、耐酸性好、固化速度快，但较脆、需高压成型；不饱和聚酪树脂的工艺性好、价格最低，但性能较差；环氧树脂的粘结强度和内聚强度高，耐腐蚀性及介电性能优异，综合性能最好，但价格较贵。因此，在实际工程中环氧树脂复合材料多用于对使用性能要求高的场合，如用作结构材料、耐腐蚀材料、电绝缘材料及透波材料等。 1、环氯树脂复合材料的分类 环氧树脂复合材料(简称环氧复合材料，也有人称为环氧增强塑料)的品种很多，其名称、含义和分类方法也没有完全统一，但大体上讲可按以下方法分类。 (1)按用途可分为环氧结构复合材料、环氧功能复合材料和环氧功能型结构复合材料。结构复合材料是通过组成材料力学性能的复合，使之能用作受力结构材料，并能按受力情况设计和制造材料，以达到材料性能册格比的最佳状态。功能复合材料是通过组成材料其他性能(如光、电、热、耐腐蚀等)的复合，以得到具有某种理想功能的材料。例如环氧树脂覆铜板、环氧树脂电子塑封料、雷达罩等。需要指出的是，无论使用的是材料的哪一种功能性，都必须具有必要的力学性能，否则再好的功能材料也没有实用性。已有些功能材料同时还要有很高的强度，如高压绝缘子芯棒，要求绝缘性和强度都很高，是一种绝缘性结构复合材料。 (2)按成型压力可分为高压成型材料(成型压力5—30MPa)，如环氧工程塑料及环氧层压塑料；低压成型材料(成型压力＜2．5MPa)，如环氧玻璃钢和高性能环氧复合材料。玻璃钢和高性能复合材料由于制件尺寸较大(可达几个㎡)、型面通常不是平面，所以不宜用高压成型。否则模具造价太高，压机吨位太大，因而成本太贵。
汽车制动性能
第一节制动性能的评价指标 制动性能：指汽车行驶时，能在短时间内停车，并维持行驶方向稳定。下长坡时能维持一定车速的能力。 评价指标： 1、制动效能：即制动距离与制动减速度。 2、制动效能的恒定性：抵抗制动效能的热衰退和水衰退的能力。 3、制动时，汽车方向的稳定性：即制动时，不跑偏、侧滑，即失去转向能力的性能。 第二节制动时车轮受力 一、地面制动力（T——车轴的推力；W——车轮垂直载荷）FXb=Tu/r?N 因为：FXb受到轮胎与地面附着力，Fφ=Fzφ的限制。 所以：FXb=Tu/r≤Fzφ，当FXb=Fzφ（Xb=zφ）时，Tu上升，则FXb不再上升，即：FXbmax=Fzφ 二、制动器制动力：在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需的力Fu（Fu=Tu/r）。 取决于制动器的型式，结构尺寸、摩擦片摩擦系数、车轮半径与踏板力——制动系的油压（气压）成 正比。 三、地面制动力FXb，制动器制动力Fu及附着力Fφ之间的关系。 1、当FXb小于Fφ时，踏板力上升则Fu上升。 2、当Xb=Fφ时，踏板力上升，则Fu上升，而FXb=Fφ，此时，车轮抱死不转而出现滑拖现象。如果要提高地面制动力FXb，只有提高附着系数φ。即：FXbmax=Fzφ 所以：地面制动力FXb首先取决于Fu，同时又受Fφ的限制，只有Fu、Fφ都足够大时，FXb才比较大。 例：Fu很大，但在结冰路上FXb几乎为0。 四、硬路面上的附着系数φ，φ与车轮的运动状况（滑动程度）有关。 1、滑动率S：S=Vw-rωw/Vw Vw——车轮中心速度 ωw——车轮角速度 r——不制动时的滚动半径 （1）车轮纯滚动时：Vw≈rωw，S=0，制动印痕与胎纹基本一致。 （2）车轮边滚边滑时，Vw大于rωw，0小于S小于100%，胎迹逐渐模糊。 （3）车轮纯滑动时，ωw=0，Un>>roωw，S=100%，制动印痕形成粗黑的印痕。 S的数值说明了制动过程中，滑动成分的多少，S越大，滑动越多，S不同时，φb不同（obi=制动系数）。 2、φb——S关系曲线 （1）纵向φ，沿车轮旋转平面方向。因为：FXb=Fzφb，所以：φb=FXb/Fz （2）φb峰值附着系数S=15——20%时，纵向φ的最大值——φp。 （3）φs滑动附着系数S=100%时的纵向φ——φs。（滑动附着系数） 干路面φp与φs相差不大； 湿路面φp与φs相差很大。 r =φs/φp=1/3——1
碳纤维材料性能及应用
碳纤维材料的性能及应用 碳纤维是一种纤维状碳材料。它是一种强度比钢的大、密度比铝的小、比不锈钢还耐腐蚀、比耐热钢还耐高温、又能像铜那样导电，具有许多宝贵的电学、热学和力学性能的新型材料。 碳纤维的微观结构类似人造石墨，是乱层石墨结构。另外，碳纤维是指含碳量高于90％的无机高分子纤维。其中含碳量高于99％的称石墨纤维。 性能特点： 碳纤维的比重小，抗拉强度高，轴向强度和模量高，无蠕变，耐疲劳性好，比热及导电性介于非金属和金属之间，热膨胀系数小，耐腐蚀性好，纤维的密度低，X射线透过性好。但其耐冲击性较差，容易损伤，在强酸作用下发生氧化，与金属复合时会发生金属碳化、渗碳及电化学腐蚀现象。因此，碳纤维在使用前须进行表面处理。总之，碳纤维是一种力学性能优异的新材料。 应用领域： 用碳纤维与塑料制成的复合材料所做的飞机不但轻巧，而且消耗动力少，推力大，噪音小；用碳纤维制电子计算机的磁盘，能提高计算机的储存量和运算速度；用碳纤维增强塑料来制造卫星和火箭等宇宙飞行器，机械强度高，质量小，可节约大量的燃料。1999年发生在南联盟科索沃的战争中，北约使用石墨炸弹破坏了南联盟大部分电力供应，其原理就是产生了覆盖大范围地区的碳纤维云，这些导电性纤维使供电系统短路。 目前，人们还不能直接用碳或石墨来抽成碳纤维，只能采用一些含碳的有机纤维（如尼龙丝、腈纶丝、人造丝等）做原料，将有机纤维跟塑料树脂结合在一起，放在稀有气体的气氛中，在一定压强下强热炭化而成碳纤维是纤维状的碳材料，其化学组成中含碳量在90%以上。由于碳的单质在高温下不能熔化（在3800K以上升华），而在各种溶剂中都不溶解，所以迄今无法用碳的单质来制碳纤维。碳纤维可通过高分子有机纤维的固相碳化或低分子烃类的气相热解来制取。目前世界上产生的销售的碳纤维绝大部分都是用聚丙烯腈纤维的固相碳化制得的。其产生的步骤为A预氧化：在空气中加热，维持在200-300度数十至数百分钟。预氧化的目的为使聚丙烯腈的线型分子链转化为耐热的梯型结构，以使其在高温碳化时不熔不燃而保持纤维状态。B碳化：在惰性气氛中加热至1200-1600度，维持数分至数十分钟，就可生成产品碳纤维；所用的惰性气体可以是高纯的氮气、氩气或氦气，但一般多用高纯氮气。C石墨化：再在惰性气氛（一般为高纯氩气）加热至2000-3000度，维持数秒至数十秒钟；这样生成的碳纤维也称石墨纤维。碳纤维有极好的纤度（纤度的表示法之一是9000米长的纤维的克数），一般仅约为19克；拉力高达300KG/MM2；还有耐高温、耐腐蚀、导电、传热、彭胀系数小等一系列优异性能。目前几乎没有其他材料像碳纤维那样具有那么多的优异性能。目前，碳纤维主要是制成碳纤维增强塑料来应用。这种增强塑料比钢、玻璃钢更优越，用途非常广泛，如制造火箭、宇宙飞船等重要材料；制造喷气式发动机；制造耐腐蚀化工设备等。羽毛球：现在大部分羽毛球拍杆由碳纤维制成。【碳纤维】carbon fibre 含碳量高于90％的无机高分子纤维。其中含
高性能T800碳纤维复合材料树脂基体_陈伟明
复合材料学报第23卷 第4期 8月 2006年A cta M ateriae Co mpo sitae Sinica Vo l .23 N o .4 A ugust 2006 文章编号:10003851(2006)04002907 收稿日期:20050911;收修改稿日期:20051230通讯作者:王成忠,讲师,主要从事碳纤维复合材料的研究 E -mail :czw ang @mail.bu https://www.360docs.net/doc/ea8501991.html, 高性能T800碳纤维复合材料树脂基体 陈伟明,王成忠*,周同悦,杨小平 (北京化工大学碳纤维及复合材料研究所,北京100029) 摘 要: 在分析T 800碳纤维表面上胶剂的基础上,系统研究了适用于制备高性能T 800碳纤维复合材料的树脂基体,测试了树脂浇注体及其复合材料的力学性能和热机械性能,研究了树脂基体对T 800碳纤维复合材料界面性能的影响。结果表明,T 800碳纤维表面上胶剂中酯基含量较高,与缩水甘油酯类环氧树脂有良好的界面相容性,经复配和优化的树脂体系其T 800碳纤维复合材料的层间剪切强度达到138M Pa ,N O L 环拉伸强度达到2530M Pa ,玻璃化温度(T g )达到213℃,具有优异的界面性能和耐热性能。关键词: T800碳纤维;环氧树脂;复合材料中图分类号: TB332 文献标识码:A High -performance resin matrix for T800carbon fiber composites C H EN Weim ing ,WANG Chengzhong *,ZH OU To ng yue ,YANG Xiaoping (Institute of Car bo n F iber and Compo site ,Beijing U niver sity of Chemical T echnolog y ,Beijing 100029,China )A bstract : H ig h -pe rfo rmance ca rbon fiber has been wide ly used in commer cial and military fields because o f its hig h streng th ,lig ht w eig ht and high stiffness.How ever ,the applicatio n of hig he r perfo rmance carbo n fiber (e.g.T 800)wo uld cause w o rse mechanical perfo rmance s because of the ex treme inertness o f its surface caused by the alig nment of g raphitic cry sta llites.In or der to pro duce the hig h -pe rfo rmance re sin mat rix ,w hich can bond T 800carbo n fibe r (CF )well ,the sizing of T 800CF w as analyzed.T he effect o f resin matrix 's structure and property o n T800CF co mpo site wa s studied based on the analy sis.M eanw hile ,the mechanical pro pe rty and ther mal mechanical property of the resin and its car bo n fiber com po site w ere analy zed.T he results sho w that T 800sizing po ssesse s hig h content of ester ,which can possess excellent inter facial proper ties with g ly ceride epox y.W ith the help of the o ptimized resin sy stem ,the T 800CF compo site po ssesse s ex cellent interfacia l proper ties and heat -r esistance proper ties.T he inter -laminar shea r streng th (IL SS )o f the composite is 138M Pa ,the te nsile str eng th o f N O L ring s is 2530M Pa ,and the glass t ransition temperature (T g )is 213℃. Keywords : T 800carbo n fiber ;epo xy re sin ;co mpo sites 碳纤维具有高强、质轻、耐疲劳等优异性能,以其为增强材料制备的高性能树脂基复合材料广泛应用于体育器材、航空航天等领域。T300、T700等通用级碳纤维复合材料已有较多的研究与应用,而对高性能T800碳纤维复合材料的研究较少,主要集中在对T800碳纤维的表面状态的分析 [1-4] 和复合材料成型工艺上[5] 。T800较T300及T700碳纤维的单丝直径小,纤维表面性能差别较大,而且T800表面结晶结构较完整,导致其表面惰性高[6,7] 。所以,现有的常规树脂基体不适用于T800碳纤维的成型工艺,不能发挥T800碳纤维应有的 强度,T800碳纤维复合材料的强度甚至低于T300、T700碳纤维复合材料的强度[8,9]。 商品碳纤维在出厂时表面涂有一层上胶剂,这层上胶剂在碳纤维成型过程中起到保护碳纤维的作用,同时又能增强碳纤维与树脂基体的粘接强度 [10,11] 。不同牌号的碳纤维,其上胶剂可能不同, 因此,必须根据T800碳纤维的表面特性,研究适用于T800碳纤维的树脂基体。 本文作者分析了T800碳纤维的表面特性,系统研究了适用于T800碳纤维高性能复合材料的树脂体系,使T800碳纤维复合材料具有优异的界面 DOI 牶牨牥牣牨牫牳牥牨牤j 牣cn ki 牣fhclxb 牣牪牥牥牰牣牥牬牣牥牥牰
树脂基复合材料的力学性能
树脂基复合材料的力学性能 力学性能是材料最重要的性能。树脂基复合材料具有比强度高、比模量大、抗疲劳性能好等优点，用于承力结构的树脂基复合材料利用的是它的这种优良的力学性能，而利用各种物理、化学和生物功能的功能复合材料，在制造和使用过程中，也必须考虑其力学性能，以保证产品的质量和使用寿命。 1、树脂基复合材料的刚度 树脂基复合材料的刚度特性由组分材料的性质、增强材料的取向和所占的体积分数决定。树脂基复合材料的力学研究表明，对于宏观均匀的树脂基复合材料，弹性特性复合是一种混合效应，表现为各种形式的混合律，它是组分材料刚性在某种意义上的平均，界面缺陷对它作用不是明显。 由于制造工艺、随机因素的影响，在实际复合材料中不可避免地存在各种不均匀性和不连续性，残余应力、空隙、裂纹、界面结合不完善等都会影响到材料的弹性性能。此外，纤维（粒子）的外形、规整性、分布均匀性也会影响材料的弹性性能。但总体而言，树脂基复合材料的刚度是相材料稳定的宏观反映。 对于树脂基复合材料的层合结构，基于单层的不同材质和性能及铺层的方向可出现耦合变形，使得刚度分析变得复杂。另一方面，也可以通过对单层的弹性常数（包括弹性模量和泊松比）进行设计，进而选择铺层方向、层数及顺序对层合结构的刚度进行设计，以适应不同场合的应用要求。 2、树脂基复合材料的强度 材料的强度首先和破坏联系在一起。树脂基复合材料的破坏是一个动态的过程，且破坏模式复杂。各组分性能对破坏的作用机理、各种缺陷对强度的影响，均有街于具体深入研究。 树脂基复合材强度的复合是一种协同效应，从组分材料的性能和树脂基复合材料本身的细观结构导出其强度性质。对于最简单的情形，即单向树脂基复合材料的强度和破坏的细观力学研究，还不够成熟。 单向树脂基复合材料的轴向拉、压强度不等，轴向压缩问题比拉伸问题复杂。其破坏机理也与拉伸不同，它伴随有纤维在基体中的局部屈曲。实验得知：单向树脂基复合材料在轴向压缩下，碳纤维是剪切破坏的；凯芙拉（Kevlar）纤维的破坏模式是扭结；玻璃纤维一般是弯曲破坏。 单向树脂基复合材料的横向拉伸强度和压缩强度也不同。实验表
碳化硅颗粒增强铝基复合材料
碳化硅颗粒增强铝基复合材料 碳化硅颗粒增强铝基复合材料, 是目前普遍公认的最有竞争力的金属基复合材料品种之一。尽管其力学性能尤其是强度难与连续纤维复合材料相匹敌, 但它却有着极为显著的低成本优势, 而且相比之下制备难度小、制备方法也最为灵活多样, 并可以采用传统的冶金工艺设备进行二次加工, 因此易于实现批量生产。冷战结束后的20 世纪90 年代, 由于各国对国防工业投资力度的减小, 即使是航空航天等高技术领域, 也越来越难以接受成本居高不下的纤维增强铝基复合材料。于是, 颗粒增强铝基复合材料又重新得到普遍关注。特别是最近几年来, 它作为关键性承载构件终于在先进飞机上找到了出路, 且应用前景日趋看好, 进而使得其研究开发工作也再度升温。碳化硅颗粒增强铝基复合材料主要由机械加工和热处理再结合其的性质采用一定的方法制造。如铸造法、粘晶法和液相和固相重叠法等。 碳化硅颗粒增强铝基复合材料碳化硅和颗粒状的铝复合而成，其中碳化硅是用石英砂、石油焦(或煤焦)、木屑(生产绿色碳化硅时需要加食盐)等原料在电阻炉内经高温冶炼而成，再和增强颗粒铝复合而成，增强颗粒铝在基体中的分布状态直接影响到铝基复合材料的综合性能,能否使增强颗粒均匀分散在熔液中是能否成功制备铝基复合材料的关键,也是制备颗粒增强铝基复合材料的难点所在。纳米碳化硅颗粒分布的均匀与否与颗粒的大小、颗粒的密度、添加颗粒的体积分数、熔体的粘度、搅拌的方式和搅拌的速度等因素有关。纳米颗粒铝
的分散的物理方法主要有机械搅拌法、超声波分散法和高能处理法。对复合材料铸态组织的金相分析表明，碳化硅复合材料挤压棒实物照片 颗粒在宏观上分布均匀，但在高倍率下观察，可发其余代表不同粒度、含量的复台材料现SiC颗粒主要分布在树枝问和最后凝固的液相区，同时也有部分SiC颗粒存在于初生晶内部，即被初生晶所吞陷。从凝固理论分析，颗粒在固液界面前沿的行为与凝固速度、界面前沿的温度梯度及界面能的大小有很大关系，由于对SiC颗粒的预处理有效地改善了它与基体合金的润湿性，且在加入半固态台金浆料之前的预热温度大大低于此时的合金温度，故而部分SiC颗粒就可能直接作为凝固的核心而存在于部分初生晶的内部，但是太多数SiC在枝晶相汇处或最后凝固的液相中富集，这便形成了上述的组织形貌。金属中弥敷分布的铝对金属中的品界运动，位错组态及位错运动都有响．纳米碳化硅颗粒增强复合材料具有细小而均匀的组织其原因应该是细小而均匀分布的纳米颗粒高教率地占据空间，颗粒间距较小．有效地控制晶粒的长大；微米碳化硅颗粒增强复台材料中．颗粒尺寸较大，它在空间的分布间距也较大，由于基体热膨胀系数的差异而引起的局部应力也越大，造成了颗粒附近与远离颗粒处基体状态的差异．这种差异是造成微米颗粒增强复合材料组织不均匀的原因。 碳化硅颗粒增强铝基复合材料的航空航天工程应用；1、在惯导系统中的潜在应用；在我国自行研制的诸多型号机载、弹载惯性导航系统中, 不同程度地存在着现用的铸造铝合金结构件比刚度不足、热
汽车制动性能评价指标
汽车制动性能评价指标 Final approval draft on November 22, 2020
3-2 汽车制动性能评价指标 导入新课：制动性能的评价指标包括制动效能、制动效能的恒定性、制动时的方向稳定性三个方面。 一、制动效能 制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车，或在下坡时维持一定车速及坡道驻车的能力，是制动性能最基本的评价指标。一般用制动减速度、制动力、制动距离等来评价。 1、制动减速度 是指制动时单位时间内车速的变化量。它反映了地面制动力的大小，与制动器制动力及附着力有关。 2、制动力 1）地面制动力 2）制动器制动力 3）地面制动力、制动器制动力和附着力之间的关系 汽车的地面制动力越大，制动减速度越大，制动距离越短；而地面制动力首先取决于制动器制动力，同时受地面附着条件的限制。因此只有汽车具有足够的制动器制动力，同时地面又能提供高的附着力时，才能获得足够的地面制动力 3、制动距离 是指车辆在规定的出速度下，以规定踏板力急踩制动踏板时，从驾驶员右脚接触到制动踏板到车辆停止时车辆所使的距离。 影响制动距离的主要因素：制动器起作用的时间、最大制动减速度
（有附着力和制动器制动力决定）、制动出速度。因此及时维护车辆能缩短制动器起作用时间以及制动性能的稳定。 二、制动效能的恒定性 1）热衰退性 制动效能的稳定性是指汽车制动的抗热衰退性，是指汽车高速制动、短时间重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性。因为制动产生大量的热量，使制动器温度上升，制动器在热状态下能否保持有效的制动效能是衡量制动性能的重要指标。 2）水衰退性 当制动器被水浸湿时，应在汽车涉水后多踩几次制动踏板，是制动蹄和制动鼓摩擦生热迅速干燥。 三、制动时的方向稳定性 制动时方向的稳定性是指汽车制动时不发生跑偏、侧滑及失支转向能力。 1、制动跑偏 主要是由于左、右轮（尤其是前轴）制动器制动力不相等。为限制制动跑偏，要求前轴左、右制动力之差不大于该轴符负荷的5%，后轴为8% 2、制动侧滑与制动时转向能力的丧失 侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向滑移。 制动时转向能力丧失是指弯道制动时。汽车不再按原来的弯道行驶而沿前线方向驶出，或直线行驶制动时转动转向盘不能改变方向的现象。原因是转向轮抱死。
碳纤维性能的优缺点及其对策
碳纤维性能的优缺点及其对策 现面以结构加固用的碳纤维布为例说明碳纤维的性能： 碳纤维布加固技术是利用碳素纤维布和专用结构胶对建筑构件进行加固处理，该技术采用的碳素纤维布强度是普通二级钢的10倍左右。具有强度高、重量轻、耐腐蚀性和耐久性强等优点。厚度仅为2mm左右，基本上不增加构件截面，能保证碳素纤维布与原构件共同工作。 1、碳纤维介绍 碳纤维根据原料及生产方式的不同，主要分为聚丙烯腈（PAN）基碳纤维及沥青基碳纤维。碳纤维产品包括PAN基碳纤维（高强度型）及沥青基碳纤维（高弹性型）。 2、环氧树脂 不同类型的树脂还可以保证其对砼具有良好的渗透作用，例如底涂树脂；以及对碳纤维片与砼结构的粘接作用，例如环氧粘结树脂等。 （1）环氧树脂简介 仅仅依靠碳纤维片本身并不能充分发挥其强大的力学特性及优越的耐久性能，只有通过环氧树脂将碳纤维片粘附于钢筋混凝土结构表面并与之紧密地结合在一起形成整体共同工作，才能达到补强的目的。因此，环氧树脂的性能是重要的关键之一。环氧树脂因类型不同而有不同的性能，适应于各个部位的不同要求。例如底涂树脂对混凝土具有良好的渗透作用，能渗入到混凝土内一定深度；粘贴碳纤维片的环氧树脂易于"透"过碳纤维片，有很强的粘结力。依使用温度的不同，树脂还分为夏用及冬用类树脂。 2、碳纤维材料与其他加固材料对比 （1）抗拉强度：碳纤维的抗拉强度约为钢材的10倍。 （2）弹性模量：碳纤维复合材料的拉伸弹性模量高于钢材，但芳纶和玻璃纤维复合材料的拉伸弹性模量则仅为钢材的一半和四分之一。 （3）疲劳强度：碳纤维和芳纶纤维复合材料的疲劳强度高于高强纲丝。金属材料在交变应力作用下，疲劳极限仅为静荷强度的30%～40%。由于纤维与基体复合可缓和裂纹扩展，以及存在纤维内力再分配的可能性，复合材料的疲劳极限较高，约为静荷强度的70%～80%，并在破坏前有变形显著的征兆。 （4）重量：约为钢材的五分之一。 （5）与碳纤维板的比较：碳纤维片材可以粘贴在各种形状的结构表面，而板材更适用于规则构件表面。此外，由于粘贴板材时底层树脂的用量比片材多、厚度大，与混凝土界面的粘接强度不如片材。
[基体,研究进展,高性能]简说高性能树脂基体的最新研究进展
简说高性能树脂基体的最新研究进展 引言 材料是先进科技发展的重要物质基础。一代材料，一代装备，以高科技含量的航空航天领域为例，新型航空、航天飞行器的诞生往往建立在先进新材料研制的基础上，航空、航天飞行器性能的突破很大程度上受到材料发展水平的制约高性能树脂基复合材料以其轻质、高比强、高比模、高耐温和极强的材料性能可设计性而成为发展中的高技术材料之一，其在航空、航天工业中的应用也显示出了独特的优势和潜力，是航空、航天材料技术进步的重要标志。 目前通用的高性能树脂基体通常可以分为两大类: 热塑性和热固性树脂。典型的高性能热塑性树脂包括热塑性聚酰亚胺、聚酰胺、聚醚砜、液晶聚酯、聚醚醚酮等。由于高性能热塑性树脂一般具有高的熔点和熔体黏度，作为复合材料基体使用时成型工艺性差，高温使用时易发生蠕变，极大地限制了其作为复合材料基体树脂的使用。 高性能热固性树脂是目前使用最广泛的先进复合材料基体，其复合材料具有优异的力学性能，可在恶劣的环境下长期使用。按树脂应用性能特点可分为结构复合材料和功能复合材料热固性树脂。结构用热固性树脂制备的复合材料力学性能较优，一般用于航空航天飞行器的主、次承力结构，包括环氧树脂、双马来酰亚胺树脂、聚酰亚胺树脂等; 功能用热固性树脂制备的复合材料往往具有透波、吸波或抗烧蚀等特性，可作为航空航天飞行器功能结构部件，包括酚醛树脂、氰酸酯树脂等。此外，近年来国内外还发展了一些新型树脂体系，如聚三唑树脂、邻苯二甲腈树脂和有机/无机杂化树脂等。本文主要介绍高性能热固性树脂的研究进展。 1 双马来酰亚胺树脂 双马来酰亚胺树脂作为航空耐高温结构材料的主力树脂，其复合材料的耐高温性能和抗冲击损伤性能是影响应用的关键因素。北京航空材料研究院研制开发了QY260 树脂，该树脂体系经260℃固化后，Tg为325℃，其复合材料在260℃力学性能保留率55%，T300 复合材料冲击后压缩强度为202 MPa，综合性能基本达到美国氰特公司5270 双马来酰亚胺树脂的性能水平. 北京航空材料研究院张宝艳等采用烯丙基双酚A、双酚A 和E51 环氧在催化剂作用下制备一种新型改性剂，并以此改性双马树脂研制了5428、5429、6421 系列双马树脂，其树脂体系具有优异的抗冲击损伤能力，CAI 可达260 MPa。其中5428、5429 适用于热压罐和模压工艺，6421 可适用于RTM 成型工艺。 苏州大学梁国正课题组采用端氨基超支化聚硅氧烷改性双马来酰亚胺树脂，探讨了端氨基超支化聚硅氧烷含量对树脂性能的影响。研究结果表明，少量聚硅氧烷的加入不仅可以显著提高固化物的韧性，而且能有效加快树脂的凝胶时间，同时大幅度提高固化树脂的耐热性、介电性能和耐湿性。 中科院化学所赵彤课题组采用烯( 炔) 丙基醚化酚醛树脂改性双马树脂，研制了一类可
碳纤维材料的性能
碳纤维材料的性能及应用 摘要：介绍了碳纤维及其增强复合材料，详细介绍了碳纤维复合材料的分类和特性,着重阐述了碳纤维及其复合材料在高新技术领域和能源、体育器材等民 用领域的应用，并对未来碳纤维复合材料的发展趋势进行了分析。 关键词：碳纤维性能应用 0引言 碳纤维复合材料具有轻质、高强度、高刚度、优良的减振性、耐疲劳和耐腐蚀等优异性能。以高性能碳纤维复合材料为典型代表的先进复合材料作为结构、功能或结构/功能一体化材料，不仅在国防战略武器建设中具有不可替代性，在绿色能源建设、节约能源技术发展和促进能源多样化过程中也将发挥极其重要的作用。若将先进碳纤维复合材料在国防领域的应用水平和规模视作国家安全的重要保证，则碳纤维复合材料在交通运输、风力发电、石油开采、电力输送等领域的应用将与有效减少温室气体排放、解决全球气候变暖等环境问题密切相关。随着对碳纤维复合材料认识的不断深化，以及制造技术水平的不断提升，碳纤维复合材料在相关领域的应用研究与装备不断取得进展，借鉴国际先进的碳纤维复合材料应用经验，牵引高性能碳纤维及其复合材料的国产化步伐，对于改变经济结构、节能减排具有重要的战略意义。 1碳纤维材料 1.1何为碳纤维材料 碳纤维是一种含碳量在9 2% 以上的新型高性能纤维材料, 具有重量轻、高强度、高模量、耐高温、耐磨、耐腐蚀、抗疲劳、导电、导热和远红外辐射等多种优异性能, 不仅是21 世纪新材料领域的高科技产品, 更是国家重要的战略性基础材料, 政治、经济和军事意义十分重大。碳纤维分为聚丙烯睛基、沥青基和粘胶基 3种, 其中90 % 为聚丙烯睛基碳纤维。聚丙烯睛基碳纤维的生产过程主要包括原丝生产和原丝碳化两部分。用碳纤维与树脂、金属、陶瓷、玻璃等基体制成的复合材料, 广泛应用于航空航天领域体育休闲领域以及汽车制造、新型建材、