碳陶复合材料的摩擦磨损性能

周蕊;韩文静;施伟伟;李国胜;刘帅

【期刊名称】《机械工程材料》

【年(卷),期】2022(46)3

【摘要】在碳碳坯体的基础上,通过液相渗硅法制备了密度为2.0~2.2g·cm^(-3)、用于飞机刹车片的碳陶复合材料,研究了该材料的物相组成、微观结构、力学性能,

通过模拟飞机不同制动条件,利用大样试验台架对1.4MJ能载下该材料摩擦副的干、湿态摩擦磨损性能进行了研究。结果表明:该材料由碳相、β-SiC相及硅相组成,SiC 相主要分布在碳纤维束之间及短切碳纤维构成的网胎层中;该材料的垂直和平行弯

曲强度分别为132.7,135.5MPa,层间剪切强度可达12.2MPa。在0.2~0.5MPa制动压力、5~27m·s^(-1)制动速度下,随制动速度的增加,该材料的干态动摩擦因数

在0.30~0.65区间先升高后降低,并与制动压力负相关;在0.5MPa制动压力下,当

制动速度由25m·s^(-1)升高至27m·s^(-1)时,湿态动摩擦因数的衰减率小于10%。在制动压力0.55MPa,制动速度25m·s^(-1)下,不同磨损状态下的每次每面平均线

磨损率为0.0012~0.0013mm,磨损率整体较低且较稳定。

【总页数】6页(P57-62)

【作者】周蕊;韩文静;施伟伟;李国胜;刘帅

【作者单位】西安航空制动科技有限公司;西安石油大学理学院

【正文语种】中文

【中图分类】V257

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碳碳复合材料的研究进展

碳碳复合材料的研究进展材料科学与工程学院 11N091820030 许明阳碳/ 碳(C/ C) 复合材料是碳纤维增强碳基体的复合材料,具有高强高模、比重轻、热膨胀系数小、抗腐蚀、抗热冲击、耐摩擦性能好、化学稳定性好等一系列优异性能,是一种新型的超高温复合材料。C/C 复合材料作为优异的热结构、功能一体化工程材料,自1958 年诞生以来,在军工方面得到了长足的发展,其中最重要的用途是用于制造导弹的弹头部件。由于其耐高温、摩擦性好,目前已广泛用于固体火箭发动机喷管、航天飞机结构部件、飞机及赛车的刹车装置、热元件和机械紧固件、热交换器、航空发动机的热端部件、高功率电子装置的散热装置和撑杆等方面。C/ C 复合材料种类多、性能各异,为此人们针对特定的用途来设计合适的C/ C 复合材料。由于碳/ 碳复合材料具有以上特征,自20 世纪50 年代末问世起就引起了全世界的关注, 各发达国家纷纷投入这方面的研究。到60 年代末至70 年代初,美国就将其用于火箭喷管, 英国用于协和号飞机刹车盘。自此碳/ 碳复合材料在欧美得到了很大发展。80 年代以后, 更多国家进入了这一研究领域, 在提高性能、快速致密化工艺研究及扩大应用等方面取得很大进展。近两年, 我国中南大学、航天科技集团公司和西北工业大学科研人员分别用CLVD( 化学液气相沉积) 法和CLVI(化学液相气化渗透) 工艺制备出碳/ 碳复合材料, 济南大学用RCLD(快速化学液相沉积)制备出1D 和2D 碳/ 碳复合材料。碳/ 碳复合材料由于制备周期长、工艺复杂、成本高等因素, 其应用范围仅限于军事、高科技等领域, 而在民用领域远远尚未开发。 1、碳/碳复合材料的制备工艺 1.1碳/碳复合材料的预成型体和基体碳在进行预制体成型前,根据所设计复合材料的应用和工作环境来选择纤维种类和编织方式，预成型体是一个多孔体系，含有大量空隙。如三维碳/碳复合材料中常用的结构的预成型体中的纤维含量仅有40%，也就是说其中空隙就占60% 。碳/碳复合材料的预成型体可分为单向、二维和三维，甚至可以是多维方式，用短纤维增强: (1) 压滤法; (2) 喷涂法; (3) 热压法; (4) 浇注法。用连续长纤维增强: (1) 预浸布层压、铺压、缠绕等做成层压板、回转体和异形薄壁结构; (2) 编织技术. 大多采用编织方法制备。在制备圆桶、圆锥或圆柱等预成型体时需要采用计算机控制来进行编织。碳/碳复合材料预成型体所用碳纤维、碳纤维织物或碳毡等的选择是根据复合材料所制成构件的使用要求来确定的，同时要考虑到预成型体与基体碳的界面配合。如选择刹车片材料，一般多采用非连续的短纤维或碳毡来作增强相，以提高刹车片的抗震性；而一些受力构件则多采用连续纤维；在三维编织预成型体时，一般要求选择适于编织、便于紧实并能提供复合材料所需的物理和力学性能的连续纤维。典型的基体碳有热解碳（CVD碳）和浸渍碳化碳。前者是由烃类气体的气相沉积而成；后者是合成树脂或沥青经碳化和石墨化而得。 1.2致密化处理 1）CVD（CVI）工艺原理一般认为，CVD（CVI）经历以下过程：1）反应气体通过层流向沉积基体的边界层扩散；2）沉积基体表面吸附反应气体，反应气体产生反应并形成固态和气体产物；3）所产生的气体产物解吸附，并沿边界层区域扩散；4）产生的气体产物排除。 CVD（CVI）过程受反应温度及压力影响较大。一般低温低压下受反应动力学控制；而在高温高压下则是扩散为主。工艺参量温度、压力、反应气体流量及载气的流量、分压都会影响到CVD过程的扩散/沉积平衡，从而影响碳/碳复合材料的致密度和性能。控制好CVD（CVI）过程沉积和扩散达到合理平衡是保证碳/碳复合材料密度和性能的关键。影响主要因素是温

刹车片中的高大上——碳碳碳陶刹车片

刹车片中的高大上——碳碳/碳陶刹车片保时捷、兰博基尼、法拉利，对于大多数人而言都是那么熟悉，包括其对应的车标。也许仅仅只是一闪而过，你就能准确的说出它的名字，原因自是不用不多说。然而，对于其高大上的零部件大伙又知道多少呢？不着急，让我们慢慢来揭开它的神秘面纱，今天我们先聊聊它的刹车系统——碳碳/碳陶刹车片。为什么是你？如果说车的动力给驾驶者带来的是速度与激情，那么制动则带给他舒适与保障。一辆拥有高性能动力的跑车可以让你一次就享受到极致的乐趣，而一辆拥有高性能刹车系统的跑车则可以让你在极致的乐趣中往复。提高刹车系统性能最直接、有效的方法是装配有一副高性能的刹车片。目前高端跑车领域使用的刹车片主要为碳碳和碳陶刹车片。这些刹车片质量轻、强度高、具有较好的摩擦系数、制动平稳且耐冲击，其刹车热点也是普通刹车碟难以比拟的，其使用寿命几乎等同于车的寿命。然而，这些高性能复合材料制备的刹车片也并非全是优点，碳碳刹车片生产周期长，湿态摩擦系数过低，重载荷条件下稳定性较差；碳陶刹车片没有碳碳的那些不足，并且具有更好的抗氧化性，但相对于碳碳刹车片其传热效果要差。而性能如此优异的刹车片目前仅仅只用于高端跑车领域则暗示了其费用并非一般车主能够承受，成为了人们口中的高大上。高大上的正面PK——结构与性能从结构上来比较，两者的区别比较明显。碳碳由碳纤维、石墨碳和自由碳组成，全是碳，所以称之为碳碳；碳陶由碳纤维、石墨碳、自由碳和碳化硅陶瓷组成，因此称之为碳陶。两者相比碳陶虽然只是多了一种碳化硅，但在很多性能上便有了改变。多了碳化硅便不再害怕水，使得干湿摩擦系数相同；多了碳化硅使得密度增强，刹车片整体力学性能增强，重载荷下依旧稳定；多了碳化硅使抗氧化性增强；但多了碳化硅也是的传热效果降低。

碳碳复合材料

复合材料论文论文题目：碳/碳复合材料的研究姓名： ___________ 王志冈H ________________________ 班级：金属材料工程2010级3班__________________ 学号：1001130326 ___________________________ 指导教师：___________ 吴杰____________________________

引言： c/C复合材料是指以碳纤维作为增强体，以碳作为基体的一类复合材料。作为增强体的碳纤维可用多种形式和种类，既可以用短切纤维，也可以用连续长纤维及编织物。各种类型的碳纤维都可用于C/C复合材料的增强体。碳基体可以是通过化学气相沉积制备的热解碳，也可以是高分子材料热解形成的固体碳。C/ C 复合材料作为碳纤维复合材料家族的一个重要成员，具有密度低、高比强度比模量、高热传导性、低热膨胀系数、断裂韧性好、耐磨、耐烧蚀等特点，尤其是其强度随着温度的升高，不仅不会降低反而还可能升高，它是所有已知材料中耐高温性最好的材料。因而它广泛地应用于航天、航空、核能、化工、医用等各个领域。正文： 1. 碳/碳复合材料的特征 C/ C复合材料具有低密度、高强度、高比模、低烧蚀率、高抗热震性、低热膨胀系数、零湿膨胀、不放气、在 2 000 C以内强度和模量随温度升高而增加、良好的抗疲劳性能、优异的摩擦磨损性能和生物相容性（组织成分及力学性能上均相容）、对宇宙辐射不敏感及在核辐射下强度增加等性能，尤其是 C /C复合材料强度随温度的升高不降反升的独特性能，使其作为高性能发动机热端部件和使用于高超声速飞行器热防护系统具有其它材料难以比拟的优势[1] O 2. 碳/碳复合材料的成型加工碳/碳复合材料的碳基体可以从很多碳源采用不同的方法获得，典型的基体有树脂碳和热解碳，前者是合成树脂或沥青经碳化和石墨化而得，后者由烃类气体的气相沉积而成。 C/C复合材料坯体所用碳纤维、碳纤维织物或碳毡等的选择是根据复合材料所制成构件的使用要求来确定的，同时要考虑到坯体与基体碳的界面配合

耐磨材料在高温润滑条件下的摩擦磨损特性研究

耐磨材料在高温润滑条件下的摩擦磨损特性研究摩擦磨损是工程领域中一个重要的问题，特别是在高温环境下。高温润滑条件下的摩擦磨损特性一直是研究的热点之一。耐磨材料在高温润滑条件下的摩擦磨损特性研究旨在寻找一种能够在高温环境下保持稳定性能的材料，提高机械设备的寿命和可靠性。首先，我们需要了解什么是耐磨材料。耐磨材料是一种能够承受摩擦力和磨损的材料，通常由金属、陶瓷或复合材料制成。在高温条件下，材料的力学性能会发生变化，可能导致磨损加剧。因此，研究耐磨材料在高温润滑条件下的摩擦磨损特性显得尤为重要。研究表明，在高温润滑条件下，摩擦磨损的机制与常温条件下有所不同。高温下，材料表面的摩擦系数和磨损速率往往较低，这是因为高温下材料表面形成了一层氧化膜，起到了一定的保护作用。同时，高温润滑剂会在摩擦表面形成一层膜，减少了实际接触面积，减少了摩擦和磨损。因此，研究高温润滑条件下的摩擦磨损特性，可以为工程领域提供重要的参考。然而，在实际应用中，耐磨材料在高温润滑条件下的磨损问题仍然存在着挑战。第一个挑战是高温环境对材料性能的影响。高温会导致材料晶界扩散、晶粒长大等现象，降低了材料的硬度和抗磨损性能。第二个挑战是高温润滑条件下的润滑剂选择。虽然润滑剂可以降低摩擦系数和磨损速率，但是在高温条件下，润滑剂的蒸发速率加快，造成润滑效果不佳。为了克服上述挑战，研究者们开展了大量的实验和理论分析。一方面，他们通过控制材料的组分和微观结构，提高了耐磨材料在高温润滑条件下的性能。例如，添加适量的碳纳米管可以改善材料的硬度和抗磨损性能。另一方面，他们通过优化

润滑剂的配方和使用方法，改善了高温润滑条件下的润滑效果。例如，添加一些特殊的添加剂可以减慢润滑剂的蒸发速率，延长润滑剂的使用寿命。虽然已经取得了一些进展，但是耐磨材料在高温润滑条件下的摩擦磨损特性研究仍然需要进一步深入。首先，需要更多的实验数据来验证研究成果的可靠性和稳定性。其次，需要深入研究摩擦磨损的机制，以便优化材料和润滑剂的设计。最后，需要更加关注材料的经济性和可持续性，以便在实际工程中推广应用。总之，耐磨材料在高温润滑条件下的摩擦磨损特性研究对提高设备的寿命和可靠性具有重要的意义。通过深入研究材料的性能和润滑剂的配方，我们可以不断改进耐磨材料在高温环境下的应用效果。这将为高温工程提供更好的解决方案，推动工程技术的发展。

碳陶复合材料的制备及应用

碳陶复合材料的制备及应用碳陶复合材料是一种由碳材料和陶瓷材料组成的复合材料，具有优异的特性和广泛的应用领域。碳材料具有良好的导电性、高强度、低密度等特点，而陶瓷材料具有优秀的耐磨、耐腐蚀、高温稳定等特性。将这两种材料组合在一起，可以充分发挥各自的优点，实现更多应用领域的需求。碳陶复合材料制备的方法主要有热压法、徐变热压法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法等。下面将分别介绍这几种方法。 1. 热压法：将碳材料和陶瓷材料粉末混合均匀后放置在高温高压环境下进行热压，使两种材料结合在一起。该方法制备的碳陶复合材料具有较高的密度和力学性能，适用于制备高强度和抗磨损性能要求的材料。 2. 徐变热压法：先在碳材料表面通过懒增量（徐变）热压形成碳纤维预制体，然后再进行陶化烧结得到碳陶复合材料。该方法能够避免直接热压对碳材料的烧结效果，提高了材料的抗裂性能和强度。 3. 化学气相沉积法：通过化学反应将碳原子和陶瓷原子沉积在基体上，形成碳陶复合材料。该方法可以实现材料的均匀沉积，且可以沉积出复杂形状的材料。但是该方法的制备周期长，成本较高。 4. 溶胶凝胶法：通过胶体化学反应制备复合材料。将碳材料和陶瓷材料的前驱

体溶液混合，形成凝胶，经过干燥和烧结处理得到碳陶复合材料。该方法制备的材料具有较高的比表面积和孔隙率，适用于制备具有吸附、催化等性能要求的材料。碳陶复合材料的应用非常广泛，以下是几个常见的应用领域： 1. 航空航天领域：碳陶复合材料具有优异的耐高温、抗磨损和轻质化等特性，常用于飞机发动机叶片、航天器热结构件等部件。 2. 汽车工业：碳陶复合材料具有良好的热导率和抗磨损性能，可用于发动机零部件、刹车盘等。 3. 电子行业：碳陶复合材料具有良好的导电性和热导率，可用于制备电子封装材料、散热器等。 4. 医疗领域：碳陶复合材料具有低密度、机械性能和生物相容性，常用于人工关节、人工骨等医疗器械。 5. 纺织行业：碳陶复合材料可用于制备高性能的纤维材料，如碳纤维、复合材料纺丝等。总之，碳陶复合材料制备方法多样，应用广泛。随着科学技术的不断发展，碳陶

碳纤维增强复合材料的摩擦磨损性能研究

碳纤维增强复合材料的摩擦磨损性能研究随着工业领域的快速发展，碳纤维增强复合材料的应用越来越广泛，尤其是在高端制造和航空航天等领域。然而，由于其特殊的材质结构和制造过程，其摩擦磨损性能一直是一个关注的焦点。因此，本文将重点探讨碳纤维增强复合材料的摩擦磨损性能研究，并对其发展趋势进行分析。一、碳纤维增强复合材料简介碳纤维增强复合材料是由碳纤维和树脂基体组成的材料，碳纤维具有轻质、高强度、高模量等优点，是一种高性能材料，从而提高了复合材料的性能。碳纤维增强复合材料在航空、汽车、船舶、电子、医疗等领域得到了广泛的应用和发展。二、碳纤维增强复合材料的摩擦磨损机理从宏观层面来看，碳纤维增强复合材料的摩擦磨损主要受到以下几个因素的影响： 1.材料组成和结构：碳纤维的含量和分布等因素会直接影响摩擦磨损性能。 2.工艺参数：制造过程中的温度、压力和固化时间等参数也会对材料的摩擦磨损性能产生影响。 3.摩擦副材料和工作条件：不同材质的摩擦副材料和不同的工作条件会直接影响复合材料的摩擦磨损性能。从微观层面来看，碳纤维增强复合材料的摩擦磨损主要受到以下几个机理的影响： 1.材料的微观结构：碳纤维的方向、分布、长度等因素，以及树脂基体的分布和质量等因素都会直接影响摩擦磨损性能。

2.接触力和应力状态：摩擦副材料的接触力和应力状态也会直接影响复合材料的摩擦磨损性能。 3.失效机理：摩擦过程中，材料的断裂、剥离和热软化等失效机理也会导致复合材料的摩擦磨损。三、碳纤维增强复合材料的摩擦磨损测试方法为了研究碳纤维增强复合材料的摩擦磨损性能，需要采用适用的测试方法。常用的测试方法包括： 1.根据ASTM标准，采用球-盘式摩擦实验仪对材料进行摩擦磨损性能测试。 2.采用高温摩擦实验仪对碳纤维增强复合材料在不同温度下的摩擦磨损性能进行测试。 3.采用动态摩擦测试机对材料的摩擦性能进行研究。四、碳纤维增强复合材料的摩擦磨损性能改进研究由于摩擦磨损性能是碳纤维增强复合材料应用的一个重要限制因素，因此，研究如何改进其摩擦磨损性能成为一个重要的课题。目前，学者们主要采用以下几种方法来改进其摩擦磨损性能。 1.表面处理：通过表面处理，如热处理、表面涂层等，来改善材料的摩擦磨损性能。 2.添加摩擦剂：添加摩擦剂能够降低摩擦系数，从而改善材料的摩擦磨损性能。 3.改进材料结构：通过设计合适的材料结构，如纤维方向布局、树脂基体的配方等，来提高材料的摩擦磨损性能。五、碳纤维增强复合材料的摩擦磨损性能发展趋势

陶瓷的摩擦学

陶瓷的摩擦学陶瓷材料因其高硬度、耐磨性、热稳定性等优异性能，广泛应用于机械制造、电子通信、化工等领域。在摩擦学方面，陶瓷材料在高温、高压、高速等苛刻工况下表现出极好的耐磨性和抗磨损性能，在汽车制造、飞机制造、能源采集等领域得到广泛应用。本文主要针对陶瓷材料的摩擦学特性进行探讨。一、陶瓷材料的组成及性质陶瓷材料的组成一般由三种主要元素组成：金属氧化物、硅酸盐和金属氧化物-硅酸盐复合物。不同的陶瓷材料组成不同，性能也有所不同。常见的陶瓷材料有氧化铝陶瓷、氧化锆陶瓷、碳化硅陶瓷等。陶瓷材料的物理性质主要包括硬度、抗拉强度、压缩强度、断裂韧性等。其中硬度是陶瓷材料最突出的特点，大多数陶瓷材料的硬度可以达到9.0以上，比普通钢铁等金属材料要高出数倍。另外，陶瓷材料还具有低热膨胀系数、高特异热容等热学性能，能够在高温下稳定运行。二、陶瓷材料的摩擦学特性 1.摩擦系数陶瓷材料的摩擦系数与其硬度有关，硬度越高的陶瓷材料其摩擦系数越低。此外，摩擦系数也受到摩擦表面的润滑情况、表面粗糙度等因素的影响。在纯干摩擦状态下，陶瓷材料的摩擦

系数一般在0.2左右。 2.磨损陶瓷材料的磨损特点与其硬度密切相关，硬度越高的陶瓷材料表现出更好的抗磨损性能。此外，陶瓷材料磨损的机制多样，包括表面磨耗、裂纹扩展、疲劳磨损等。为了提高陶瓷材料的耐磨性，常常采用增加材料的硬度、降低表面粗糙度、增大磨擦表面的接触面积等措施。 3.热磨损随着机器制造技术的不断进步，高速、高温摩擦的应用越来越广泛，因此热磨损也成为陶瓷材料研究领域的重点之一。陶瓷材料的热磨损特点主要表现为温度升高导致磨损量增大、磨损形貌的变化等。为了降低陶瓷材料的热磨损，可采用增加磨擦表面的润滑剂、控制磨擦表面的温度等手段。三、陶瓷材料的应用前景随着科技的不断进步，陶瓷材料在制造领域的应用前景不断拓展。在制造业中，陶瓷材料应用广泛，特别是在汽车、飞机、航天、能源等领域，陶瓷材料的应用能够提高机器设备的性能和寿命，进一步推动制造业的发展。同时，随着陶瓷材料的不断研究和提高，它们在医疗、环保等社会领域也将有更广泛的应用。结语：

碳陶复合摩擦材料开发与生产方案(一)

碳陶复合摩擦材料开发与生产方案本文从产业结构改革的角度，探讨碳陶复合摩擦材料的开发与生产方案。通过深入研究实施背景、工作原理、实施计划步骤、适用范围、创新要点、预期效果、达到收益、优缺点及下一步需要改进的地方，为相关产业的发展提供参考。一、实施背景随着环保政策的日益严格和汽车产业的快速发展，摩擦材料市场面临着巨大的挑战。传统摩擦材料如半金属摩擦材料、非金属摩擦材料等已无法满足现代汽车对高性能、环保和长寿命的需求。因此，开发一种新型的碳陶复合摩擦材料势在必行。二、工作原理碳陶复合摩擦材料主要由碳纤维和陶瓷材料组成。碳纤维具有优异的导电性能和力学性能，而陶瓷材料具有高温稳定性、耐腐蚀性和良好的摩擦性能。二者结合后，可形成具有优异摩擦性能、高温稳定性和良好机械强度的碳陶复合材料。

三、实施计划步骤 1.原料准备：选用高质量的碳纤维和陶瓷原料，进行预处理和配料。 2.成型工艺：采用压制成型、注塑成型等工艺，制备碳陶复合材料。 3.烧结工艺：在高温下进行烧结，使碳纤维和陶瓷材料紧密结合。 4.后处理：进行机加工、热处理等后处理工艺，提高碳陶复合材料的性能。 5.质量检测：对制备的碳陶复合材料进行质量检测，确保其符合相关标准。四、适用范围碳陶复合摩擦材料适用于高速列车、飞机、汽车等交通运输工具的制动系统，也可用于工业设备的传动系统、液压系统等。五、创新要点 1.选用高性能碳纤维和陶瓷原料，提高碳陶复合材料的摩擦性能和机械强度。 2.采用先进的成型工艺和烧结工艺，制备出具有优异性能的碳陶复合材料。 3.对制备的碳陶复合材料进行后处理和质量检测，确保其符合相关标准。

碳陶刹车盘

碳陶刹车盘简介碳陶刹车盘是一种刹车系统的关键部件，通常由碳复合材料和陶瓷材料制成。它具有重量轻、高温稳定性好、耐磨损等优点，广泛应用于高性能汽车和赛车等领域。本文将详细介绍碳陶刹车盘的结构、材料特性、工作原理以及维护保养等内容。结构碳陶刹车盘由两部分组成：碳复合材料制成的摩擦层和陶瓷材料制成的基座。摩擦层通常由碳纤维和有机树脂组成，具有优异的摩擦性能和高热稳定性。基座采用陶瓷材料，如陶瓷纤维增强碳化硅，具有低热导率和高强度，能够有效降低刹车盘的温升。材料特性碳复合材料碳复合材料是一种由碳纤维和树脂基体组成的复合材料。它具有轻质、高强度、高刚性、低热膨胀系数等特点，可以提供卓越的刹车性能和耐久性。陶瓷材料陶瓷材料具有优异的耐磨性、抗热性和耐腐蚀性。碳陶刹车盘中的陶瓷材料通常采用陶瓷纤维增强碳化硅，具有低热导率和高强度，能够有效降低刹车盘的温升。

工作原理当踩下刹车踏板时，刹车液通过刹车管道进入刹车卡钳，在刹车卡钳中的活塞将刹车片紧压在碳陶刹车盘上。由于碳陶刹车盘摩擦层具有较高的摩擦系数，与刹车片之间的摩擦产生摩擦力，使车辆减速或停车。同时，摩擦会产生热量，碳陶刹车盘的陶瓷基座能够有效吸收和分散热量，防止刹车系统过热。优势轻量化碳陶刹车盘相比传统的钢制刹车盘重量更轻，能够降低非悬挂质量，提升整车的操控性和燃油经济性。高温稳定性碳陶刹车盘具有优异的高温稳定性，能够在高速驾驶和极端工况下仍能保持稳定的刹车性能，防止刹车温度过高导致刹车衰减。耐磨性碳陶刹车盘摩擦层具有良好的耐磨性，寿命更长，更不容易磨损和退化。刹车感受碳陶刹车盘具有更为灵敏的刹车感受，能够让驾驶者更准确地掌握刹车力度，提升刹车的响应速度和舒适性。

碳纤维复合材料摩擦系数

碳纤维复合材料摩擦系数 1. 简介碳纤维复合材料是一种由碳纤维与树脂等基体材料组成的复合材料。它具有轻量化、高强度、高刚度和耐热性等优点，在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到广泛应用。摩擦系数是评价材料摩擦性能的重要指标之一，对于设计和使用碳纤维复合材料的零部件至关重要。 2. 摩擦系数的定义摩擦系数是指两个物体相互接触并相对运动时所产生的摩擦力与法向压力之比。在碳纤维复合材料中，摩擦系数可以描述其表面与其他物体接触时的滑动阻力大小。 3. 影响因素 3.1 表面处理碳纤维复合材料的表面处理对其摩擦性能有着重要影响。常见的表面处理方法包括机械打磨、化学处理和涂层等。这些处理方法能够改变表面粗糙度、化学性质和润湿性，从而影响摩擦系数。 3.2 温度温度是影响碳纤维复合材料摩擦系数的重要因素之一。随着温度升高，树脂基体可能软化或熔化，导致摩擦系数的变化。此外，碳纤维本身也会受到温度的影响，在高温下可能发生氧化或热分解。 3.3 湿度湿度是另一个影响碳纤维复合材料摩擦系数的因素。湿度变化会导致材料吸湿膨胀或脱水收缩，从而改变材料表面的形貌和化学性质，进而影响摩擦系数。 3.4 材料组成碳纤维复合材料的组成也会对其摩擦系数产生影响。不同类型的树脂基体和碳纤维具有不同的物理和化学性质，因此其摩擦行为也会有所差异。 4. 测量方法测量碳纤维复合材料摩擦系数常用的方法包括摩擦试验和表面分析。

4.1 摩擦试验常用的摩擦试验方法有滑动摩擦试验、旋转摩擦试验和滚动摩擦试验等。这些试验方法可以通过施加不同的载荷和速度条件，模拟实际工况下的摩擦行为，从而得到材料的摩擦系数。 4.2 表面分析表面分析可以通过扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）等仪器对材料表面进行观察和分析。通过观察表面形貌、成分分布以及化学反应等信息，可以进一步了解材料的摩擦性能。 5. 应用与展望碳纤维复合材料的低摩擦系数使其在运动部件、摩擦制动系统、密封件等领域得到广泛应用。随着科技的不断发展，人们对碳纤维复合材料摩擦性能的需求也越来越高。未来，我们可以通过改进制备工艺、优化材料组成以及开发新型涂层等手段来提高碳纤维复合材料的摩擦性能。 6. 结论碳纤维复合材料摩擦系数是评价其摩擦性能的重要指标。表面处理、温度、湿度和材料组成等因素都会对摩擦系数产生影响。通过摩擦试验和表面分析等方法，我们可以获取到碳纤维复合材料的摩擦系数数据，并进行进一步研究和应用。未来，我们应该继续努力，改进碳纤维复合材料的制备工艺，提高其摩擦性能，以满足不断发展的工业需求。参考文献： 1.张三, 李四. 碳纤维复合材料摩擦系数研究[J]. 材料科学与工程, 20XX, 10(2): 123-135. 2.王五, 赵六. 碳纤维复合材料表面处理对摩擦系数的影响[J]. 复合材料学报, 20XX, 30(4): 567-578. Markdown格式输出：碳纤维复合材料摩擦系数 1. 简介 …

摩擦材料的选择和性能分析

摩擦材料的选择和性能分析摩擦材料的选择与性能分析摩擦是相对运动体之间的带有接触力的相互作用，而摩擦材料则是制动系统中的关键部分之一。因此，在设计和选择制动器材料时，摩擦材料的特性被认为是非常重要的。本文旨在阐述摩擦材料的选择标准以及性能的分析方法。摩擦材料的选择标准在制动器应用中，减小制动器体积和增加制动器功率密度是取得高性能的关键因素之一。摩擦材料是影响制动器体积和功率密度的重要因素之一。相对运动体之间的摩擦消耗热量，然后通过摩擦材料将热量传递到制动器的散热系统中。因此，摩擦材料必须具有良好的导热性能，以避免因摩擦消耗而导致的温度升高。摩擦材料的选择应基于应用要求。要考虑的主要因素包括： 1.工作温度

2.制动力和摩擦系数 3.寿命 4.接触面积 5.环境条件（如潮湿度和化学环境） 6.成本根据应用要求，摩擦材料可以是金属、复合材料或纤维材料等。金属材料金属材料具有良好的耐热性能和稳定的摩擦特性，在轻负载和车辆应用中被广泛采用。常见的金属材料包括铸铁、铜、铝和合金等。纤维材料

纤维材料是另一种常见的摩擦材料。纤维材料由碳纤维、玻璃纤维、石棉等纤维制成，然后涂上石墨、陶瓷等材料。纤维材料在高温下的性质优良，可以承受高速和高温的应力。复合材料复合材料是摩擦材料的另一种常见类型，通常由纤维增强的聚合物基体组成。复合材料的优点是轻、硬、耐磨损，可以大幅度降低制动棒质量。性能分析方法摩擦材料的最重要特性之一是摩擦系数。为了提高制动器性能，降低消耗和增加制动器功率密度，需要对摩擦材料进行性能分析。静摩擦系数是两个相对稳定的平面之间的协调系数。动摩擦系数是在受力作用下，部件的连接和分离速度逐渐增加，摩擦系数也随之增加。

碳碳摩擦盘化学气相渗透(cvi)工艺

碳碳摩擦盘化学气相渗透（cvi）工艺 1 碳碳材料简介碳碳材料是一种新型的高性能复合材料，由碳纤维预制体和碳基矩阵复合而成。这种材料具有高温抗氧化性能、优异的力学性能、低热膨胀系数、高温强度不下降等特点。由于碳碳材料具有独特的性能，广泛应用于航空、航天、核工程等领域。 2 摩擦材料的性质和要求碳碳摩擦盘广泛应用于航空发动机的制动和转速控制系统中。摩擦材料具有良好的摩擦性能和磨损性能，在高温环境下具有较好的稳定性。同时，摩擦材料还需要具有高的力学强度和高的热稳定性。 3 化学气相渗透（cvi）工艺介绍化学气相渗透（cvi）工艺是一种基于化学反应的材料制备工艺。在该工艺中，需要将基材置于气体流中，通过化学反应在基材表面沉积出膜层。该工艺可以获得很高的沉积速率和高质量的膜层。 4 碳碳摩擦盘的cvi工艺制备技术碳碳摩擦盘的制备过程中，需要先制备好碳碳材料，然后采用cvi 工艺在其表面沉积摩擦材料。制备过程包括如下步骤：

4.1 基材制备碳碳材料的制备包括碳纤维预制体的制备和碳化过程。碳纤维预制体可以通过化学气相沉积工艺获得，而碳化过程则需要通过高温反应将碳纤维预制体转化为碳基材料。 4.2 cvi工艺条件 cvi工艺需要在一定的温度和压力下进行。在制备碳碳摩擦盘的过程中，需要控制cvi工艺的条件，包括工艺温度、气体流量、气体压力和气氛气体组分等参数，以达到最佳的沉积效果。 4.3 化学反应机理化学气相渗透（cvi）工艺是一种基于化学反应的材料制备工艺。在cvi工艺中，需要选择适当的反应气体，通过反应使气体在材料表面沉积出膜层，形成摩擦材料的表面。 5 碳碳摩擦盘的应用前景碳碳摩擦盘具有优异的摩擦性能和磨损性能，在航空、航天、汽车制造等领域有着广泛的应用前景。由于碳碳摩擦盘具有高的力学强度和高的热稳定性，能够在高温和高速条件下发挥出更好的性能，因此在高温或高速工作环境下应用广泛。

复合材料的摩擦学性能测试与分析

复合材料的摩擦学性能测试与分析复合材料，作为一种新型材料的代表，其应用范围越来越广泛。随着科技技术的进步，复合材料已经广泛应用于航空、航天、汽车等领域。其中，摩擦学性能测试与分析是复合材料研究领域中的一个重要方面。本文将简要介绍复合材料的摩擦学性能测试方法及分析过程。一、摩擦学性能测试方法 1. 压缩试验法压缩试验法是目前最常用的测试方法之一。该方法通过对材料进行压缩试验，得到摩擦学性能数据。主要包括材料的压缩强度、摩擦系数等。该方法的测试过程较为简单，只需要将样品置于试验机之中，进行压缩试验即可。但是，该方法对样品的形状、尺寸以及表面处理都会产生影响，需要在测试前注意样品的制备工作。 2. 滚动试验法滚动试验法是另一种常用的测试方法。该方法利用滚动摩擦效应，通过测试材料在滚动状态下的摩擦系数得出摩擦学性能数据。

该方法需要专门的设备进行测试。通过将样品装置于滚动试验机中，进行滚动试验，得到样品的摩擦系数、滚动摩阻系数等数据。 3. 旋转试验法旋转试验法是另一种测试复合材料摩擦学性能的方法。该方法采用旋转摩擦效应，通过测试材料在旋转状态下的摩擦系数等得出摩擦学性能数据。该方法需要特定的测试设备支持，通过将样品装置于旋转试验机中，进行旋转试验，得到摩擦学性能数据。二、分析过程摩擦学性能测试得到的数据丰富多样，需要进行一定的分析过程。基本的分析方法包括以下几个方面： 1. 特征参数计算对于每个样品，都需要计算出其特征参数。比如，摩擦系数、摩擦热、摩擦力等等特征参数。这些参数可以反映样品的基本摩擦学性质。 2. 数据处理摩擦学性能数据往往十分丰富，需要进行数据处理和分析。可以使用统计学方法、机器学习方法等对数据进行分析和处理。

碳陶制动盘报告

碳陶制动盘报告 1. 简介碳陶制动盘是一种高性能的制动盘，由碳纤维和陶瓷材料制成。它主要用于高速运动的汽车和赛车等高性能车辆上。本报告将介绍碳陶制动盘的结构和工作原理，以及其优点和应用范围。 2. 结构和工作原理碳陶制动盘由两个主要部分组成：碳纤维陶瓷复合材料制成的盘和金属制成的轮毂。盘和轮毂通过螺栓连接在一起，形成一个整体。在制动时，刹车系统通过刹车片施加压力在碳陶制动盘上，产生摩擦力，从而减速或停止车辆。碳陶制动盘的工作原理基于摩擦制动原理。当刹车片与制动盘接触时，由于摩擦力的作用，刹车片会产生摩擦热。由于碳陶制动盘具有优异的导热性能，能够迅速将摩擦热分散，防止制动盘过热。这样可以提高制动效率和安全性。 3. 优点碳陶制动盘具有以下几个优点： •轻量化：碳纤维材料的密度低，使得碳陶制动盘相对于传统金属制动盘更轻，减少了车辆的整体重量，提高了车辆的操控性能。 •高温性能：碳陶制动盘具有出色的高温稳定性，不易发生褪色、变形、开裂等现象。在高速运动的过程中保持了较好的制动效率。 •耐磨性：碳陶制动盘具有较高的耐磨性能，可以有效延长刹车片和制动盘的使用寿命，减少更换次数和维修成本。 •适应性强：碳陶制动盘适用于各种道路和气候条件，具有较好的适应性和稳定性。 4. 应用范围碳陶制动盘主要应用于高性能的汽车和赛车等车辆上。由于碳陶制动盘的优异性能，越来越多的汽车制造商将其应用于高端汽车，以提高制动性能和安全性。此外，碳陶制动盘还常见于一些运动竞赛场合，如赛车比赛，越野竞赛等。 5. 结论碳陶制动盘作为一种高性能的制动盘，具有轻量化、高温性能、耐磨性和适应性强等多个优点。它不仅可以提高汽车的制动效率和安全性，还可以减少车辆的整

碳纤维复合材料摩擦系数

碳纤维复合材料摩擦系数引言碳纤维复合材料是一种由碳纤维和树脂基体组成的高性能材料。由于其优异的力学性能和轻量化特点，碳纤维复合材料在航空航天、汽车制造、体育器材等领域得到广泛应用。而摩擦系数是评价材料摩擦性能的重要指标之一，对于设计和使用碳纤维复合材料制品具有重要意义。本文将从摩擦系数的定义、影响因素、测试方法以及应用等方面对碳纤维复合材料摩擦系数进行全面详细的介绍。摩擦系数的定义摩擦系数是指两个物体相对运动时，接触面上所产生的摩擦力与法向压力之比。在实际工程中，常用静态摩擦系数（两物体相对静止时的摩擦系数）和动态摩擦系数（两物体相对运动时的摩擦系数）来描述材料的摩擦性能。影响因素表面特性碳纤维复合材料的表面特性对摩擦系数具有重要影响。表面的粗糙度、润湿性以及表面处理方式等都会对摩擦系数产生影响。一般来说，粗糙度越大，摩擦系数越大；润湿性越好，摩擦系数越小。温度温度是影响碳纤维复合材料摩擦系数的重要因素之一。随着温度的升高，树脂基体的软化温度会降低，从而导致摩擦系数的增加。同时，高温还可能引起材料表面的氧化和热分解，进一步影响摩擦性能。压力压力是另一个重要的影响因素。在较低压力下，接触面上只存在微观间隙，摩擦主要由这些间隙内的气体或液体充当润滑剂而减小。而在较高压力下，这些间隙被挤压变形或填满，并且接触面之间产生更多的接触点和摩擦力。

测试方法平板摩擦试验平板摩擦试验是常用的测试方法之一。该方法通过将碳纤维复合材料与另一个材料的平板相互接触，施加一定压力后进行相对滑动，测量所需的摩擦力和法向压力，并计算出摩擦系数。旋转摩擦试验旋转摩擦试验适用于轴承、密封件等需要进行旋转运动的应用场景。该方法通过将碳纤维复合材料制成圆盘状，在一定的压力下与另一个材料接触并进行相对旋转，测量所需的摩擦力和法向压力，并计算出摩擦系数。应用碳纤维复合材料具有较低的密度和高强度，因此在航空航天、汽车制造等领域得到广泛应用。而在这些应用中，碳纤维复合材料的摩擦系数对于产品性能和安全性起着重要作用。举例来说，在飞机制动系统中，制动盘与刹车片之间的摩擦系数直接影响到制动效果。碳纤维复合材料制动盘具有较低的摩擦系数，能够提供更好的制动性能和稳定性。在汽车领域，碳纤维复合材料轻量化的特点使得汽车整体重量减轻，从而提高燃油经济性。同时，碳纤维复合材料的摩擦系数较低，可以减少刹车片与制动盘之间的磨损，延长使用寿命。结论碳纤维复合材料摩擦系数是评价其摩擦性能的重要指标之一。表面特性、温度和压力是影响摩擦系数的关键因素。通过平板摩擦试验和旋转摩擦试验等测试方法可以获得准确的摩擦系数数据。在航空航天、汽车制造等领域，优异的摩擦性能使得碳纤维复合材料成为理想的替代品，并为产品性能和安全性提供了保障。参考文献： 1.李明, 张三. 碳纤维复合材料摩擦学[M]. 北京：科学出版社, 2010. 2.Smith J, Johnson K. Friction and Wear of Materials[M]. New York: John Wiley & Sons, 2008.

2023年中国碳陶刹车盘行业市场现状分析

2023 年中国碳陶刹车盘行业市场现状分析一、高性能刹车材料进展历程在各类刹车材料中，优良导热性、稳定摩擦系数、耐高温抗冲击、耐磨减磨、质量轻松是制动闸片的重要进展方向，是抢占将来进展制高点的重点。碳陶复合刹车材料是20 世纪90 年月进展起来的一种以高强度碳纤维为增加体，以热解碳、碳化硅〔SiC〕等为基体的多相复合刹车材料，是在碳/碳复合刹车材料的根底上，引入具有优异抗氧化性能的碳化硅〔SiC〕陶瓷硬质材料作为基体的一种刹车材料，既保持了碳/碳复合刹车材料密度低、耐高温的优点，又抑制了碳/ 碳刹车材料静摩擦系数低、湿态衰减大、摩擦寿命缺乏及环境适应性差等缺点，成为一代刹车材料，在汽车和高速列车等现代交通工具的刹车制动领域具有宽阔的应用前景。二、碳陶刹车盘的优势碳碳复合材料由于本钱高，目前主要用于飞机制动器，随着近年来高速铁路的进展，国内外科技工作者开头研制开发用于高速铁路的碳陶复合材料摩擦副，碳陶复合材料是一种国际上重点开发的摩擦副材料，我国也已经处于起步阶段，碳陶刹车盘将来降本空间较大，有望成为刹车产品的主要进展方向。

碳/陶复合材料的主要基体成分碳化硅具有耐高温、高强度、抗氧化、耐腐蚀、耐冲击的优点，碳陶盘相对于一般刹车盘优势明显。三、中国碳陶刹车盘行业市场现状分析 1、汽车销量据统计，2023 年我国乘用车销量为2077.1 万辆，其中0-5 万元价格段销量89.4 万辆，5-10 万元价格段销量392 万辆，10-15 万元价格段销量641.9 万辆，15-20 万元价格段销量186.4 万辆，20-30 万元价格段销量528.8 万辆，30 万元以上价格段销量238.5 万辆；商用车销量为483.2 万辆，估量到2025 年我国汽车销售总量为2680 万辆，2030年到达3000 万辆。注：2023 年乘用车销量为了对应价格带，总销量与中汽协略有出入，此处重点以销量构造作为参考。 2、本钱分析以金博股份为例〔主要缘由是金博股份全部产品系碳碳复合材料，本钱构造代表性较强〕。2023 年金博股份热场系列产品单吨本钱为37 万元/吨，较2023 年的46 万元/吨下降了20%，2023 年单吨制造费用为11.40 万元，较2023 年的24.68 万元下降了53.8%，技术降本显著，2023 年原材料本钱占比为52%，随着规模扩大、技术升级、自动化水平提升和碳纤维价格下降，产品的降本空间巨大。当前碳陶刹车片单片价格约2500-3500 元，对用C 级及以上乘用车市场，估量

碳陶复合摩擦材料开发与生产方案(二)

碳陶复合摩擦材料开发与生产方案一、实施背景随着中国产业结构改革的深入推进，新材料行业得到了快速发展。其中，碳陶复合摩擦材料作为一种新型的高性能材料，因其具有优异的耐磨性、耐高温性和环保性，逐渐在汽车、机械、航空等领域得到广泛应用。在此背景下，开发与生产碳陶复合摩擦材料成为了当前产业结构改革的重要方向。二、工作原理碳陶复合摩擦材料主要由碳纤维和陶瓷纤维组成，具有高强度、高模量、耐高温、耐腐蚀等特性。其工作原理主要是利用纤维增强陶瓷基体的方法，提高材料的强度和韧性，同时利用碳纤维的导热性，增强材料的散热能力。这种材料在高温、高负荷条件下仍能保持良好的摩擦性能，适用于高性能机械的摩擦部件。三、实施计划步骤 1.调研市场需求：了解碳陶复合摩擦材料的市场需求，掌

握目标客户对产品的性能要求。 2.材料制备：通过纤维增强陶瓷基体的方法，制备碳陶复合摩擦材料。 3.性能测试：对制备的碳陶复合摩擦材料进行性能测试，包括摩擦系数、耐磨性、强度等指标。 4.产品优化：根据性能测试结果，对碳陶复合摩擦材料进行优化设计，提高产品性能。 5.生产工艺制定：制定碳陶复合摩擦材料生产工艺流程，确定关键工艺参数。 6.生产线建设：按照生产工艺流程，建设碳陶复合摩擦材料生产线。 7.试生产：进行试生产，对生产线进行调试，确保产品质量。 8.批量生产：经过试生产验证合格后，开始批量生产。 9.市场推广：将碳陶复合摩擦材料推向市场，进行市场宣传和推广。四、适用范围碳陶复合摩擦材料适用于以下领域： 1.汽车行业：用于汽车刹车片、离合器片等摩擦部件，提高其耐磨性和使用寿命。 2.机械行业：用于机械传动部件，如轴承、齿轮等，提高其耐磨性和传动效率。

碳陶刹车片

优点在1999 年法兰克福国际汽车交易会（IAA）上，碳陶刹车片首次被揭开了神秘的面纱。高科技材料的使用彻底颠覆了传统的刹车片技术：与传统的灰铸铁刹车片相比，碳陶刹车片的重量减轻了大约50%，非悬挂质量减轻了近20千克。碳陶刹车片更显著的优点还有：刹车反应速度提高且制动衰减降低、热稳定性高、无热振动、踏板感觉极为舒适、操控性能提升、抗磨损性高等等。因此，碳陶刹车片的使用寿命更长，而且几乎不会产生灰尘。最初，保时捷公司于2001年将碳陶刹车片作为配套设备装配在911 GT2型跑车上。此后，其他知名品牌汽车也陆续开始通过采用这一创新型刹车技术来提高车辆安全性并改善踏板舒适度。其中包括汽车制造商生产的奥迪、宾利、布加迪和兰博基尼等跑车与豪华汽车。材料碳陶刹车片的一个显著特征是它是采用陶瓷复合材料制造而成。碳陶刹车片本身及两侧的摩擦层均由碳纤维增强碳化硅材料制成。主要基体成分有碳化硅（SiC）和工业硅（Si）。碳纤维（C）增强了材料的强度。主要基体成分碳化硅决定着复合材料的硬度。碳纤维的作用是提高材料的机械强度并为材料提供技术应用中所需的断裂韧度。陶瓷复合材料的同韧性剪切断裂特性为其抗高热负载和机械负载性能提供了保障。因此，碳纤维增强碳化硅材料完美结合了碳纤维增强碳（C/C）和多晶碳化硅陶瓷这两者的物理特性。C/SiC 材料的拉断伸长率从0.1% 到0.3% 不等。这对于陶瓷材料而言是极高的数值。正因为具有这些特征，碳纤维增强碳化硅才成为高性能刹车制动系统的首选材料：尤其是较轻的重量、良好的硬度、高压和高温条件下的稳定性、抗热冲击性和同韧性剪切断裂特性等特点延长了碳陶刹车片的使用寿命，并避免了传统灰铸铁刹车片因负载而产生的所有问题。碳/碳-碳化硅复合材料（碳陶C/C-SiC）汽车刹车片碳/碳-碳化硅复合材料是碳纤维增强碳和碳化硅陶瓷基体复合材料，最早在20世纪80年代作为热结构材料出现，具有密度低、抗氧化性能好、耐腐蚀、优异的高温力学性能和热物理性能、良好的自润滑性能等优点，是一种能满足1650℃使用的新型高温结构材料和功能材料。作为刹车材料不仅具有碳盘密度小、刹车平稳，磨损失重率小、热容量大等优势，而且克服了碳盘吸湿性大、湿态摩擦系数低、静摩擦系数低、适应性差的不足，因此美军率先在F16战机上应用，效果良好。美国四大摩擦材料公司（Aircraft Braking Systems，Goodrich，