陶瓷基摩擦材料的研究
陶瓷摩擦学的研究
陶瓷摩擦学陶瓷摩擦学的研究摘要：陶瓷材料在机械制造、电子通讯、医疗器械等领域中有着广泛的应用。
在这些应用中，陶瓷材料常常需要与其他材料进行接触和摩擦。
然而，由于陶瓷材料的特殊性质，涉及到摩擦磨损的问题，需要对其摩擦学进行详细研究。
在本文中，我们将介绍陶瓷材料的特殊性质，并探讨其摩擦学的影响因素及其应用。
关键词：陶瓷材料、摩擦学、磨损、特殊性质介绍：陶瓷材料的使用已经广泛应用于高硬度、高耐磨的需求之中。
这些特性使之在高温、高压、高速应用中有着极好的表现。
同时，陶瓷材料也应用于产品的摩擦学性质中，如在机械制造中、医学领域，电子制造中等。
尽管陶瓷材料在重载和高温环境下具有较好的性能，但陶瓷材料在一定的条件下，特别是在湿润环境下，容易出现磨损、逐渐疲劳的现象。
研究方法：在互相作用力、温度、湿度等条件相同的情况下，将不同材料之间的摩擦力和磨损情况相比较。
通过实时记录摩擦接触过程中的压力、摩擦力、速度等参数，并观察试样表面磨损形貌、构成，从而对陶瓷材料的摩擦行为进行详细研究。
研究结果：根据实验结果，陶瓷材料的物理性质和结构特征决定了其摩擦学性质的独特性。
例如，由于陶瓷材料的高硬度和低摩擦系数的特性，在摩擦运作时能够避免材料之间的热量积累，这也可以促进磨损。
此外，湿度和温度是影响摩擦学性质的重要参数。
湿度将影响摩擦系数，降低其性能，而温度却能影响陶瓷材料的组成和结构。
那么，可以通过不同的处理方式（如高温处理、表面修饰等）来改善陶瓷材料的摩擦学性能。
应用：陶瓷材料的使用涉及到很多领域。
例如，通过使用表面修饰技术（如涂层）可以改善其摩擦学性质，在医疗和医学设备中应用得非常广泛。
另外，电子和电讯行业的陶瓷零件，也因其低摩擦系数而在模具制造、耐磨配件上应用得广泛。
在机械制造领域中，特别是在高速磨损场合，陶瓷零件不仅能够增强材料的强度，而且能够有效地减少其磨损，提高其使用寿命。
结论：因其高硬度、高耐磨等特性，陶瓷材料在机械制造、医疗器械和电子通讯等领域中有着广泛的应用。
Al2O3基陶瓷摩擦材料的研制及性能研究
Ｗｃ Ｍ ｎｋ ｎ Ｓｎ ａｍ ｎ Ｄ ｎ ｉ ｇ Ｘ ｅＦ ｎ （ ｃ ｏｌ ｆ ｃ ｎｅＷｕ ａ ｎｖｒ ｔ ｏ Ｔ ｃ ｎｌ ｙ ４ ０ ７ ） ｉ ｉ ａ ，ｏ ｇ ｉ ｉ ， ｅｇＱ ａ ， ｉ ｅ ｇ Ｓ ｈｏ ｏ Ｓ ｉ ｃ ｈｎ Ｕ ｉ ｓ ｙ ｆ ｅ ｈ ｏ ｇ ，３ ０ ０ ｇ Ｊｎ ｎ ｅ ｅ ｉ ｏ
ｉ ｇ ａ ｘｌａｙ ｍａｅｉｌ ｎ ｕ ｉｉｒ ｔｒａｓ．Ｔｈ ｎ ｕ ｎ ｅ ｏ ａｉ ｆｒ ｗ ｍａｅ ａｓｏ ｈ ｒ ｐ ｒｙ ｏ ２ ｅ ｉｆ ｅ ｃ ｆｒｔｏｏ ａ ｔｒ ｌ ｎ ｔｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｆＡＩ ｌ ｉ ０３一 ｂａｅ ｅ ａ ｃｆｉｔ ｎ ｍａｅ ａｓｈａ ｅ ｂ ｅ ｔ － ｓ ｄ ｃ ｒｍｉ ｒｃｉ ｔｒ ｌ ｖ ｅ ｎ ｓｕｄ ｏ ｉ
笔 者 以氧化 铝为基 体 、 土为 助烧剂 ， 粘 再加 入其 他
添 加剂 研制 了 Ａ ，陶瓷 摩 擦 材 料 ， 研 究 了原 料 中 Ｉ ０ 并 氧化 铝与 粘土 的不同配 比对 氧化铝 陶瓷摩 擦材 料性 能
的影 响。
因此 ，０年代起许 多 国家 开始 禁 止 生 产 和使 用 石棉 纤 ７
Ａ ， Ｉ 陶瓷摩擦 材料 的摩 擦系数 逐渐 减小 。Ａ ，陶瓷 ０ Ｉ ０
图６ ４ 试 样 的 显 微 结 构 图 （×５０） ０
摩擦材 料 的相 组成 一般 是 由刚玉 、 璃相 和气孔 组成 ， 玻 若 Ａ ， Ｉ 加入 量大 ， 制 品 中 ａ Ｉ ，的含 量就 多 ， ０ 则 —Ａ ０ 玻
翱
降低 。粗颗 粒含 量 也不 易 过 多 ， 为粗 颗 粒 会 产 生 组 因 织不 均匀 ， 在应 力作用 下 容易萌 生 裂纹 ， 而使材 料 的 从 强度 下降 （ 图 ３所 示 ） 另外 ， 试 样 和 １ 样 相 如 。 ２ 试
解析汽车刹车片中的陶瓷基摩擦材料
粘接学术论文Academic papers材料科技与应用ADHESION 解析汽车刹车片中的陶瓷基摩擦材料韩乐（咸阳职业技术学院汽车学院，陕西咸阳712000）摘要：随着人们对刹车片的性能要求越来越高，很多的摩擦材料都在不断的发展过程中被另外一种刹车材料所替代，而陶瓷基摩擦材料凭借其自身的优良性质而受到了人们的广泛关注。
文章主要研究了汽车刹车片中的陶瓷基摩擦材料的性能。
通过研究可以看出，当钛酸钾晶须增加时，陶瓷基摩擦材料的密度、硬度和抗压能力都会有所提升；当钛酸钾晶体的含量适中时，陶瓷基摩擦材料性能最佳；钛酸钾晶须使摩擦材料的各种性能都比较稳定，是一种实用性很强的晶须。
钛基晶须具有很好的性能，各方面都很优秀，不仅具有良好的化学性质，而且非常的不易腐蚀，也很少产生磨损的现象，硬度适中，具有石棉不具备的性能，被世界公认是石棉的代替者之一。
关键词：汽车刹车片；陶瓷基；摩擦材料中图分类号：TQ173.71文献标识码：A文章编号：1001-5922（2019）08-0066-03Analysis of Ceramic-based Friction Materials inAutomotive Brake PadsHAN Le（Automobile College of Xianyang Vocational and Technical College ，Xianyang Shaanxi 712000，China ）Abstract ：With the increasing demand for the performance of brake pads ，many friction materials have been re⁃placed by another kind of brake material in the process of continuous development.Ceramic-based friction ma⁃terials have attracted extensive attention because of their excellent properties.This paper mainly studies the properties of ceramic-based friction materials in automobile brake pads.It can be seen from the research that the density ，hardness and compressive strength of ceramic-based friction materials will be improved with the in⁃crease of potassium titanate whisker ；when the content of potassium titanate crystal is moderate ，the perfor⁃mance of ceramic-based friction materials is the best ；potassium titanate whisker makes all kinds of properties of friction materials stable ，and it is a practical material.Whisker.Titanium-based whiskers have good proper⁃ties ，all aspects are excellent ，not only have good chemical properties ，but also are not to corrode ，and rarely pro⁃duce wear phenomenon ，moderate hardness ，asbestos does not have the performance ，is recognized as one of the replacement of asbestos in the world.Key words ：brake pads ；ceramic matrix ；friction materials收稿日期：2019-07-16作者简介：韩乐（1988-），男，陕西西安人，硕士研究生，助教，研究方向：汽车工程。
国外摩擦材料产品及研究进展
300k m / h以上时速的高铁刹车领域 仍然需要向国外进口大量的粉末冶 金刹车材料。
国外学者进行了大量的研究，印 度学者P r a b h u采用粉末冶金技术制 备了氮化硼、石墨和二硫化钼 3种不 同 类 型 的 固 体 润 滑 剂 复 合 材 料，对 复合材料在一系列制动载荷和滑动 速度下的磨损和摩擦行为进行了评 估，结 果 发 现 含 有 二 硫 化 钼 的 复 合 材 料 具 有 最 高 密 度、最 高 硬 度、致 密 化 及 最 低 的 表 面 粗 糙 度 等 特 点，石 墨增强复合材料在低速下具有较好 的制动性能，而添加了氮化硼和二硫 化钼的复合材料在高速下具有更好 的 制 动 性 能[1]。意 大 利 特 伦 托 大 学 J a y a s h r e e等人采用销盘试验研究 了铜基金属基复合材料在 3种不同 马氏体钢上干滑动的摩擦磨损行 为，发 现 摩 擦 副 的 材 质 不 同，其 摩 擦 磨 损 性 能 也 具 有 较 大 不 同，并 说 明了选择合适的钢配合端面对优化 铜基金属基复合材料的摩擦系统 具 有 重 要 意 义 [2]。西 班 牙 纳 瓦 拉 大 学 P e r e z等人以青铜为基底，石墨、固体
的制动领域，主要产品有刹车盘和刹 业不仅生产高性能的刹车盘、刹车片
车片等。
等 制 动 部 件，也 研 发、生 产 和 销 售 与
2.1 飞机刹车盘领域
普 通 汽 车、电 车、高 级 车 等 运 动 机 械
当今国际飞机刹车材料市场主 设备有关的部件和智能系统，业务涉
要由欧美国家占据主导地位，尤其是 及到汽车行业的方方面面。
⑤其他复合摩擦材料。英国利兹 大学研究表明，添加 10%～25%（质量 分数）粘土的摩擦复合材料其抗拉强 度、硬 度 和 耐 磨 性 均 有 提 高，粘 土 添 加量为 15%～25%（质量分数）的摩擦 复合材料的摩擦磨损性能与传统半 金属刹车片相近[15]。苏莱曼德米雷尔
研究开发▎陶瓷基刹车片的研制及应用
研究开发▎陶瓷基刹车片的研制及应用摘要笔者介绍了陶瓷基刹车片增强纤维、矿物填料和粘结剂各组分的性能和作用，并叙述了试样的原料配比、试验过程及生产工艺。
清洁环保型高稳定摩擦性能陶瓷基刹车片，不含金属成分，使用寿命长，高温性能稳定，是技术先进的产品。
前言汽车、工程机械的制动刹车片是一种摩擦材料，主要的功能是通过同金属对偶起摩擦作用来吸收动能使车辆安全可靠地工作，它应具有良好的摩擦性能和耐磨损性能，同时具有良好的机械强度和耐热性。
按刹车片材料构成成分分为：石棉（asbestos）刹车片、半金属刹车片、NAO（无石棉有机摩擦材料）刹车片、陶瓷基刹车片。
石棉刹车片现已禁止生产使用；半金属刹车片摩擦后飞逸到空气中的灰尘与金属粉末，对人体、环境都造成危害；NAO刹车片没有良好的耐热性和高温下摩擦系数稳定性；陶瓷基刹车片具有稳定的摩擦系数和较好的热稳定性及良好的耐磨性，不含金属成分，使用寿命是其它刹车片的一倍多，综合性能优越，是清洁环保型产品，将会逐步广泛应用到市场。
1 陶瓷基刹车片的组分陶瓷基刹车片组分主要由增强纤维、矿物填料，摩擦性能调节剂和粘结剂组成，经过生产加工而制成的产品。
其组分配方（质量%）为：增强纤维25~40，填料10~30，粘结基体15~30，摩擦性能调节剂10~20，抗磨润滑剂15~30，弹性增韧剂5~10。
1.1 陶瓷基刹车片中的增强纤维及作用表1 陶瓷纤维性能参数纤维在陶瓷基刹车片中作为增强骨架材料，对刹车片的强度、摩擦性能和耐磨损性起着重要作用。
陶瓷基刹车片常用的增强纤维有硅酸铝纤维、氧化铝纤维、碳纤维、氧化锆纤维，初始多选用硅酸铝纤维和氧化铝纤维，后来研究发现氧化锆纤维比氧化铝纤维和硅酸铝纤维具有更优越的性能，其抗氧化、耐腐蚀、热传导率低，高温性能更好，是较佳的增强纤维材料。
陶瓷基刹车片所用增强纤维是上述纤维按比例优配的混杂纤维，比单一纤维具有更好的增强作用。
几种陶瓷纤维性能参数见表1。
陶瓷摩擦材料摩擦性能影响因素探讨
陶瓷摩擦材料摩擦性能影响因素探讨摘要：本文探讨了外部因素和纤维对结构陶瓷摩擦磨损的影响，旨在促进在特定工况下正确使用相应的陶瓷材料作为摩擦学部件。
关键词：陶瓷摩擦材料摩擦性能陶瓷是一种无机非金属材料，陶瓷材料一般具有较高的摩擦系数。
陶瓷及其复合材料所具有的高熔点、高硬度、良好的化学稳定性、高温机械性能等特点，使其在众多领域中得到了实际应用，作为高温耐磨结构件具有比金属基材料更加广阔的应用前景。
其中陶瓷纤维更是以其良好的抗老化性能、强度和在各种工作温度下保持稳定的摩擦能力而引起摩擦材料行业的广泛注意。
将陶瓷材料用于制造阻摩器件，可利用其强度高、高温性能好、耐磨损等优良性能。
另外，陶瓷材料的密度较低，如果将陶瓷材料制造的制动器在高速列车上成功应用，可使每个转向架上制动盘的总重量由1560kg下降到750kg。
1外部因素对工程陶瓷摩擦学特性的影响外部因素是指一个完整的摩擦学系统中除了摩擦材料自身特性以外的因素，主要包括法向载荷、滑动速度、滑行距离、滑行时间、界面介质、环境气氛、温度、对摩材料、摩擦方式等。
1.1法向载荷的影响研究者们普遍发现摩擦因数、磨损量随载荷增加而增加，但变化规律不是简单的线性递增关系，而是在某个载荷下摩擦因数有一明显跃变，磨损率也呈量级增加，国外的研究者们将之称作磨损突变(Wear Transition)。
磨损率的突变对应着磨损机制的变化，即由塑性变形、犁耕、微切削和微断裂磨损转变为断裂磨损。
研究表明在干摩擦条件下Y-TZP陶瓷材料在法向载荷大于142N时，轻微磨损突变为严重磨损，磨损机制由塑性变形转变为脆性断裂。
同时，滑行速度对磨损行为有较大影响，在高速(≥1.26m/s)条件下发生了磨损突变。
磨损由塑性变形转为断裂发生。
在石蜡油润滑条件下A1203陶瓷在50N(10min)、ZTA复合陶瓷在320N(150min)时，磨损率发生突变。
Kong等采用环一块式摩擦副，研究了自相配莫来石陶瓷在不同的介质和载荷下的摩擦磨损特性，实验结果表明：莫来石陶瓷以水为介质时在20N、以机油为介质时在1000N附近存在磨损突变。
陶瓷摩擦学：Ⅰ
陶瓷摩擦学：Ⅰ.陶瓷的摩擦与磨损摩擦学是研究各种材料在接触、运动与相互作用中所产生的摩擦、磨损、润滑与热等问题的一门基础学科。
陶瓷作为一种特殊的材料，在摩擦学中具有重要的研究价值。
本文将从摩擦学的角度探讨陶瓷的摩擦与磨损问题。
一、陶瓷的特点陶瓷具有硬度高、刚性好、抗腐蚀、耐磨、不导电等优良的物理、化学特性。
因此，在磨损、高温、腐蚀等应用中具有广泛的应用前景。
同时，陶瓷的制造工艺和成本相较于金属等材料更为复杂和高昂，因此其应用前景也受到了限制。
在摩擦学中，陶瓷凭借其硬度高、刚性好等特点而成为了一种非常理想的摩擦材料。
陶瓷材料的摩擦系数一般较低，而且稳定性好，不易变化；而其磨损率相对较高，主要是由于陶瓷具有较高的脆性。
二、陶瓷摩擦与磨损的机理1.摩擦机制从微观层面来看，摩擦过程中的陶瓷表面会产生微细的划痕和磨粒。
而这些微小的磨粒会增加摩擦力和磨损。
因此，陶瓷的摩擦机制主要是由于表面微观结构的影响。
2.磨损机制由于陶瓷的高硬度和陶瓷表面粗糙度相对较大等特点，导致其磨损形式多样且较为复杂。
主要分为表面磨损、体积磨损和掏粒磨损等。
其中的表面磨损是陶瓷最常见的磨损形式之一，主要是由于陶瓷表面的裂纹和缺陷导致的。
三、陶瓷的摩擦与磨损控制方法陶瓷具有硬度高、刚性好和抗腐蚀等优良的特性，因此其在工业应用中的需求也越来越高。
为了进一步提高其摩擦与磨损性能，研究人员尝试了多种方式来降低摩擦系数和磨损率，主要有以下几种方法：1.改变陶瓷表面结构。
通过经过特殊的处理工艺，如化学处理、喷涂等技术，在陶瓷表面形成一些类似于石墨涂层的材料，可以有效地降低摩擦系数和磨损率。
2.使用润滑油脂。
采用低摩擦系数和高温度下稳定性良好的润滑油脂，可以形成直接润滑层，从而减少陶瓷之间的接触和摩擦，降低摩擦系数和磨损程度。
3.加入摩擦剂。
通过添加一些摩擦剂，如纤维素、铜粉、金属氧化物等，可以有效地减少陶瓷之间的接触，减少摩擦系数和磨损程度。
总之，在应用中，选择合适的陶瓷材料，并合理设计结构，采取合适的摩擦控制方法，才能进一步提高陶瓷的摩擦与磨损性能，促进其在工业应用中的广泛应用。
碳化硅陶瓷基复合材料的摩擦磨损性能研究
第卷第期摩擦学学报，年月，碳化硅陶瓷基复合材料的摩擦磨损性能研究谢乔，朱冬梅，徐洁，罗发，周万城（西北工业大学凝固技术国家重点实验室，陕西西安）摘要：以不同孔隙率的复合材料为预制体，以甲基三氯硅烷（）为反应源气、氖气为载气、高纯氢气为稀释气体，采用化学气相渗透法（）制备一系列复合材料，在型摩擦磨损试验机上对复合材料的摩擦磨损性能进行评价，分析不同原始密度及组分含量等因素对复合材料摩擦性能的影响结果表明：随着预制体密度增加，复合材料的平均摩擦系数、摩擦力矩和平均单位面积吸收功率等增大，刹车时间和线磨损率降低；复合材料具有较高的静摩擦系数，其中预制体原始密度为的复合材料较适用于刹车材料关键词：复合材料；力矩峰比；静力矩；摩擦磨损性能中图分类号：；文献标识码：文章编号：（）炭纤维增强碳碳化硅双基体陶瓷基复合材料（）具有密度小、比强度大、耐高温、耐热冲击及腐蚀、吸振性和摩擦性能良好等综合性能［］，已用于摩擦领域，能够在的工况下使用经美国陶瓷基复合材料飞机刹车协会（）对陶瓷基复合材料飞机刹车材料的评估表明，复合材料将成为新一代摩擦材料［］作为摩擦材料，的制备技术还处于深入研究和完备阶段，目前国内对摩擦材料的研究和报道还不多，其中马运柱等［］对摩擦材料渗硅改性进行探索本文作者以不同孔隙率的复合材料为预制体，甲基三氯硅烷（）为反应源气，采用法制备出一系列复合材料，探讨了复合材料的摩擦磨损性能，分析了不同原始密度及其组分含量等因素对其摩擦性能的影响!"实验部分!!"复合材料制备炭纤维由吉林炭素厂生产，炭纤维编织体由无维布与胎网层叠针刺而制成的整体毡，密度为炭纤维坯体中纤维的体积分数约采用化学气相沉积工艺对炭纤维编制体进行沉积，制备出具有不同密度的复合材料作为试验预制体采用甲基三氯硅烷（）作为反应气体，用化学气相渗透法（）制备具有较高密度的复合材料以为气源，在预制体试样上沉积在反应过程中，反应气体以鼓泡方式由载气（高纯氖气）带入反应室，同时选用流量为的高纯氢气为稀释气体，高纯氖气流量为每次渗透完毕后将试样表面磨去左右以除去被堵塞的孔洞再进行下次渗透，经过多次渗透，当试样增重低于时即认为试样制备结束得到的试样机械性能见表可见组试样的初始密度逐渐增大，而沉积后最终密度均在左右试样中沉积的含量随着初始密度增大而减小材料最终孔隙率随着初始密度增大而降低!#"摩擦磨损性能测试在型摩擦磨损试验机上进行摩擦磨损性能测试，动、静盘均采用复合材料，动盘尺寸为外径、内径、厚度，静盘尺寸为外径、内径、厚度动摩擦试验条件为：转速，比压，转动惯量··模拟动盘的试样在主轴带动下高速转动，模拟静盘的试样在刹车开始时与高速转动的动盘相互贴合实现刹车每次试验完毕将试盘空冷至室温后再进行下次试验，每组试盘经次刹停测试，当摩擦系数对刹车次数不敏感且摩擦系数较稳定、即表现为较好的摩擦稳定性时停止测试静摩擦试验条件为：比压，转动惯量··，转动力每对试盘进行次收稿日期：；修回日期：联系人朱冬梅，：作者简介：谢乔，男，年生，硕士，目前主要从事复合材料研究表试验用刹车盘数据··!!静摩擦试验试验前，动、静盘相互磨合至摩擦表面贴合达到以上开始正式摩擦测试，采用精度为的螺旋测微器测量盘试样上点处摩擦前后的尺寸变化，取其平均值得出线性磨损率（即磨损厚度）采用的型扫描电子显微镜（）分别在放大借和借条件下观察试样的磨损表面形貌采用热电偶测量每次刹车过程中刹车盘的温度结果与讨论动摩擦磨损性能经多次模拟飞机正常着陆刹车后，复合材料的各种刹车性能曲线见图和表因为组试验样的摩擦磨损曲线相似，只以第一组试样为图组复合材料的摩擦磨损性能例由图可以看出，试样的摩擦曲线在制动初期出现“前峰”，这是由于当刹车开始时，试环表面压力突增，表面微突体相互嵌入而产生新的碎屑粒子，导致摩擦力迅速上升微突体在变形过程中产生的一部分碎屑在压应力与摩擦应力共同作用下压制成润滑膜覆盖于摩擦表面，减少了微突体之间的直接接触，使得摩擦力下降但磨屑粒子的硬度不同，个别粒子对摩擦表面产生犁削和磨粒磨损，使得摩擦力上升润滑膜的作用大于磨粒磨损的作用而使摩擦系数上升，在接近刹停时摩擦曲线急剧上升形成“尾翘”，这是由于材料本身结构缺陷造成的，材料内部及其表面活化点较多，表面易产生物理和化学吸附物及含氧络合物［］，整个摩擦曲线呈现出“马鞍形”复合材料主要存在边缘缺陷和空洞缺陷种晶格缺陷晶格缺陷越少，结构越完整结构完整性不同，其摩擦性能的稳定性不同［］另外，图的摩擦曲线存在前峰、相对平稳和尾翘个阶段，结合表（和）可见，随着基体的初始第期谢乔等：碳化硅陶瓷基复合材料的摩擦磨损性能研究表三组材料的摩擦磨损性能!··!·密度增加，摩擦系数升高，制动时间缩短刹车力矩曲线与摩擦曲线类似，当接近刹停时急剧上升，静止时达到最大由表可见，试样、和的平均力矩为·、·和·在图中，每组力矩曲线均有个最高点和最低点，其比值称为力矩峰比如果力矩峰比过大，对材料本身（）（）（）（）图试样磨损前后的表面形貌照片结构强度提出更高要求，如果材料强度不够将导致刹车不平稳，甚至打滑刹不住车，因此刹车盘的力矩峰比是衡量材料摩擦性能优劣的重要标志［］同时从表的平均单位面积吸收功率来看，组材料的吸收功率逐渐增大，说明在相同功率下组材料的制动性能逐渐增强从表还可以看出：组试样的刹停温度分别为，和，说明材料垂直方向的散热性较好，有效防止了材料的氧化，提高了刹车盘的使用寿命；同时，组材料的刹车时间逐渐递减，这也印证了平均单位面积吸收功率逐渐增大，即在相同刹车功率下，组试样能够更快吸收外界传递的功，进而最先刹停，组次之，组最后；随着基体初始密度增加，试样的平均摩擦力矩和平均摩擦系数显著增加，这主要是由于试样中碳化硅含量以及孔隙率不同的缘故在摩擦过程中，高硬度的以硬摩擦学学报第卷质点形式存在，在孔隙率较小的试样中可以较好的形成骨架而起到增加摩擦系数和固定磨削的作用但作为一种磨料，在摩擦过程中能够起到一定的润滑作用［，］，如果试样中含量过高，则在摩擦过程中润滑作用占主导地位，表现为随着含量的增加而摩擦系数降低由表可以看出，初始密度最低的组试样孔隙率最大，含量最高在摩擦过程中，由于颗粒的自润滑作用使得碳化硅含量高的试样摩擦系数较低，同时较大的孔隙率使得颗粒在试样表面较难形成骨架，因此并不能很好起到增加摩擦系数的作用，而且在摩擦时，试样中硬度和强度较低的炭纤维和沉积炭被剪切而形成大量磨屑，聚集在摩擦表面并填充于硬质骨架中，形成摩擦膜而起到降低摩擦系数的作用所以基体初始密度低的试样其摩擦系数较低随着基体初始密度增加，碳化硅含量逐渐降低，材料的隙率降低，当基体初始密度为时孔隙率最低，颗粒相互连接形成骨架和固定磨屑，因此试样的摩擦系数明显增加图所示为在放大借条件下试样磨损前后的表面形貌照片可以看出，磨损前表面炭纤维较完整，包覆在炭纤维周围，而磨损后三组试样表面均形成摩擦膜，其中试样的摩擦膜最为完整，所对应的摩擦性能最佳图所示为组试样在放大借下的磨损表面形貌照片可以看出，试样磨损表面出现与（）（）（）图试样磨损表面形貌的照片摩擦方向一致的磨痕和不规则网状细小裂纹，这可能是在刹车过程中外加压力和材料本身结构共同作用的结果表面不规则的黑色区域可能是由于材料不够致密、存在孔洞或斑状剥落造成的根据航标［］摩擦副材料试验后的表面质量评定：“摩擦副表面膜层允许有微裂纹（龟裂）及斑状剥落”，复合材料的表面磨损质量在航标允许范围内结合表可见，组试样的线磨损率均较低，但初始密度较大的组材料更适合用于制动材料!!"静摩擦性能在试验中对每组试环进行次静力矩测试，其结果见图（因为组试样的静力矩曲线类似，只取图组复合材料的静力矩测试曲线第期谢乔等：碳化硅陶瓷基复合材料的摩擦磨损性能研究组曲线）可见，组试样的静摩擦系数均较大，分别为、和说明组材料的低速刹车性能优异，刹停后稳定性较好这是由于试样中高硬度在摩擦过程中以硬质点形式存在，且在摩擦表面分布较密集，试盘在静止时相互紧密“咬合”，在发生切向位移时由于硬质颗粒的存在，消耗了一定的能量，故静摩擦系数较大!"结论基体原始密度增加，材料中含量和孔隙率减小，复合材料的平均摩擦系数、摩擦曲线稳定性和平均单位面积吸收功率依次增大，而刹车时间和线磨损率降低复合材料的静摩擦系数较大，这与复合材料中含有硬质颗粒有关其中预制体原始密度为的组材料更适合作为刹车材料参考文献：［］［］，，（）：［］徐惠娟，熊翔，黄伯云基体碳结构对复合材料摩擦性能的影响［］摩擦学学报，，（）：，，［］，，（）：［］范尚武，徐永东，张立同，等摩擦材料的制备及摩擦磨损性能［］无机材料学报，，（）：，，，!"#$［］，，（）：［］，，，!"#$［］，，［］马运柱，熊翔，黄伯云，等炭炭复合材料熔融渗研究［］中南工业大学学报，，（）：，，，!"#$［］，，（）：［］马运柱，熊翔，李江鸿，等熔融渗硅对二维编制炭炭复合材料摩擦特性的影响［］中国有色金属学报，，（）：，，，!"#$［］，，（）：［］王林山，熊翔，肖鹏高温热处理和不同基体炭对多孔体熔融渗硅行为的影响［］矿业工程，，（）：，，［］［］，，（）：［］徐惠娟，熊翔，吉冬英刹车速度对复合材料制动摩擦性能的影响［］摩擦学学报，，（）：，，［］，，（）：［］蒋建纯，黄伯云，熊翔碳碳复合刹车材料的结构完整性对摩擦系数的影响［］新型炭材料，，（）：，，［］，，（）：［］肖鹏，熊翔，任芙芙制动速度对复合材料摩擦磨损性能的影响［］摩擦学学报，，（）：，，［］，，（）：［］马运柱，熊翔，黄伯云，等航空刹车副用炭炭复合材料渗硅增磨性能研究［］粉末冶金材料科学与工程，，（）：，，，!"#$［］，，（）：［］罗瑞盈，杨睁，李贺军碳碳复合摩擦材料制备新工艺研究［］航空学报，，（）：，，［］，，（）：［］肖鹏，熊翔，张红波，等陶瓷制动材料的研究现状与应用［］中国有色金属学报，，（）：，，，!"#$［］，，（）：［］肖鹏，熊翔，任芙芙不同成分对材料摩擦磨损行为的影响与机理［］中国有色金属学报，，（）：，，［］，，（）：［］张亚妮，徐永东，楼建军，等碳碳化硅复合材料摩擦磨损性能分析［］航空材料学报，，（）：，，，!"#$［］，，（）：［］王零森特种陶瓷［］长沙：中南工业大学出版社，［］航空机轮刹车材料［］摩擦学学报第卷第期T R等：碳化硅陶瓷基复合材料的摩擦磨损性能研究，，，，（，，’，）：，，，，，：，，，：，，，，：碳化硅陶瓷基复合材料的摩擦磨损性能研究作者：谢乔， 朱冬梅， 徐洁， 罗发， 周万城， XIE Qiao， ZHU Dong-mei， XU Jie， LUO Fa ， ZHOU Wan-cheng作者单位：西北工业大学,凝固技术国家重点实验室,陕西,西安,710072刊名：摩擦学学报英文刊名：TRIBOLOGY年，卷(期)：2007,27(3)被引用次数：1次1.Fitzer E The future of carbon-carbon composites 1987(02)2.徐惠娟;熊翔;黄伯云基体碳结构对C/C复合材料摩擦性能的影响[期刊论文]-摩擦学学报 2003(04)3.范尚武;徐永东;张立同C/SiC摩擦材料的制备及摩擦磨损性能[期刊论文]-无机材料学报 2006(04)4.Vaidyaraman S;Purdy M;Walker T查看详情 20015.马运柱;熊翔;黄伯云炭/炭复合材料熔融渗Si研究[期刊论文]-中南大学学报(自然科学版) 2002(01)6.马运柱;熊翔;李江鸿熔融渗硅对二维编制炭/炭复合材料摩擦特性的影响[期刊论文]-中国有色金属学报2003(11)7.王林山;熊翔;肖鹏高温热处理和不同基体炭对C/C多孔体熔融渗硅行为的影响[期刊论文]-矿业工程 2003(02)8.徐惠娟;熊翔;吉冬英刹车速度对C/C复合材料制动摩擦性能的影响[期刊论文]-摩擦学学报 2001(02)9.蒋建纯;黄伯云;熊翔碳/碳复合刹车材料的结构完整性对摩擦系数的影响[期刊论文]-新型炭材料 2003(02)10.肖鹏;熊翔;任芸芸制动速度对C/C-SiC复合材料摩擦磨损性能的影响[期刊论文]-摩擦学学报 2006(01)11.马运柱;熊翔;黄伯云航空刹车副用炭/炭复合材料渗硅增磨性能研究[期刊论文]-粉末冶金材料科学与工程2001(04)12.罗瑞盈;杨峥;李贺军碳/碳复合摩擦材料制备新工艺研究[期刊论文]-航空学报 1995(05)13.肖鹏;熊翔;张红波C/C-SiC陶瓷制动材料的研究现状与应用[期刊论文]-中国有色金属学报 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陶瓷基摩擦材料及其制备方法[发明专利]
![陶瓷基摩擦材料及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/1551bcc5bcd126fff6050bc0.png)
专利名称：陶瓷基摩擦材料及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：齐景丰
申请号：CN201010171745.6
申请日：20100514
公开号：CN101831273A
公开日：
20100915
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种陶瓷基摩擦材料及其制备方法，原料重量份配比为：热塑性酚醛树脂或其改性物6-8份；钛酸钾晶须7-8份；凹凸棒土5-6份；膨胀蛭石3-4份；丁腈胶粉4-5份；铬铁矿粉4-5份；陶瓷纤维12-13份；焦炭粉3-4份；硫酸钡14-15份；人造石墨5-6份；鳞片石墨9-10份；有机摩擦粉7-8份；绢云母3-4份；氧化铝0.5-1份；铜纤维3-4份；着色剂3-4份；有机纤维0.5-1份。
制备方法包括配混料、冷压成型、热压成型、抛光、和固化处理。
它摩擦性能好，摩擦系数适中，且十分稳定。
磨损率低、制品硬度低，不伤摩擦对偶。
制动噪音低，对环境污染极低。
在使用中，制动平稳，柔和，舒适，安全，可靠。
申请人：唐山市丰南区国荣基管业有限公司
地址：063300 河北省唐山市丰南区冀东油田培训中心院内
国籍：CN
代理机构：北京鼎佳达知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：蒋常雪
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陶瓷制动摩擦材料的分析及性能探究
陶瓷制动摩擦材料的分析及性能探究汽车产业快速发展，对汽车的制动系统要求越来越高，作为汽车刹车片的摩擦材料要具有良好的热传递性和耐磨损性，同时摩擦系数要适度，而且还要具备优良的隔热性能，本文对摩擦材料的组成和性能进行了分析和探究，得出陶瓷制动摩擦材料热稳定性和热传导率的性能优异，并且还具有良好的硬度大、污染少、安全性、耐磨性、使用寿命长、轻量化等优点。
前言目前，汽车产业、汽车制造环境的快速发展，使汽车制造过程向高速化、安全化、稳定和可靠的方向发展，同时对汽车的制动系统要求越来越高。
由于汽车刹车过程都是靠摩擦产生的，而且都需要一种耐磨的材料铸成的摩擦片，与汽车的旋转部分紧密贴合，致使摩擦力快速增大，让旋转部位快速停止转动，车辆就停止下来，在此过程中伴随着温度的变化和能量的传递，会使局部温度急剧升高，从而影响摩擦性能。
因此，作为汽车刹车片的摩擦材料要具有良好的热传递性和耐磨损性，同时摩擦系数要适度，不能过大或过小，而且还要具备优良的隔热性能[1]。
传统刹车片制动时起主要作用的材料是金属，而陶瓷刹车片起主要作用的是陶瓷，因此具备噪声小的优点。
与此同时，陶瓷刹车片摩擦材料热稳定性和热传导率的性能优异，并且还具有良好的硬度大、污染少、安全性、耐磨性、使用寿命长、轻量化等优点[2]。
一、摩擦材料的组成刹车片作为汽车制动体系中最重要的部位，性能优异的刹车片的，是通过多种摩擦材料的混合压制而成的，每种摩擦材料的含量对刹车片摩擦性能有很大的影响，所以我们应该控制每种摩擦材料的含量，使其刹车性能达到最优化。
其中，长纤维、粘合剂、填料和摩擦改性剂对刹车片的性能影响最大。
刹车片的摩擦材料一般包括三部分，粘合剂、纤维增强材料和填料，每一种材料所起的作用都不同，通过对这三种材料和其他材料的混合、热处理等工艺，在经过一系制作工艺生产出的成品。
1.粘合剂作为刹车片材料中的粘合剂，不只是树脂和橡胶，现在已经展到使用在高温下具有特殊性能的金属粉末或金属硫化物，是为了减少摩擦材料中树脂的含量，填补高温条件下树脂和橡胶的不足，从而改善高温条件下摩擦材料的不足之处，使在性能上更加优化。
汽车刹车片用新型陶瓷基摩擦材料性能研究
汽车刹车片用新型陶瓷基摩擦材料性能研究钛酸钾晶须是当前一种新型的陶瓷基摩擦材料，属于增强体晶须，灵活利用其自身的性质，可以有效的应用在当前的汽车刹车片制作中，进而提升当前材料的硬度、密度以及抗拉强度，提升汽车刹车片的整体性能。
基于此，本文从当前的汽车刹车片的性能要求与材料入手，深入进行分析，进而明确其新型陶瓷基摩擦材料的性能，以供参考。
标签：汽车刹车片;新型陶瓷基;摩擦材料;性能分析0 引言随着时代不断发展，当前我国汽车工业逐渐繁荣，灵活应用当前先进的技术，促使现阶段的汽车制造逐渐向轻量化、高质量、高安全以及高寿命方向发展，进而对当前的汽车制动系统提出更高的要求，以保证其整体性能。
新型陶瓷基摩擦材料是当前全新的一种材料，其材料的引用可以提升汽车制动的安全性与稳定性，满足当前的需求。
1 新型陶瓷基摩擦材料概述在当前的汽车制动装置设计过程中，最理想的材料应具有满足所有制动要求的优点与优势，例如，具有良好的稳定性、磨损效率低、摩擦系数高、使用寿命长以及刹车噪音小等特点，以满足当前的需求。
对于摩擦材料来说，其由多方面的材料组成，有增强材料、基体材料、填料以及摩擦改性剂等组成，将当前的增强纤维作为骨架，提升摩擦片的整体摩擦性能。
以当前的钛基晶须材料为例，在实际的应用过程中，该材料自身具有较为优越的性能，化学性质稳定，物理性能良好，如硬度较低、耐磨、耐热、耐腐蚀，在实际的应用过程中，可以有效的促使当前的制动装置性能得到提升，以满足当前的需求[1]。
2 汽车刹车片用新型陶瓷基摩擦材料性能分析2.1 进行合理的摩擦材料制作实际上，当前的汽车制动器在进行制作过程中，其主要是利用当前的衬片功能进行发挥，其由当前的填料、增强纤维以及粘结剂组成，利用粘接剂自身的功能与优势，将相关的材料进行合理的融合，经过粘接、加热、固化等工序，促使其形成质量良好的摩擦材料，提升整体性能，满足当前的需求。
例如，作者通过合理的实验，对当前的汽车刹车片新型陶瓷基材料的性能进行分析，通过不同的粘结剂的不同体积分数明确其最优效果，进而选择出摩擦材料的最高强度与韧性，提升其整体性能。
陶瓷摩擦材料性能与路况关系的研究
陶瓷摩擦材料性能与路况关系的研究1. 引言1.1 背景介绍陶瓷摩擦材料是一种具有优异摩擦性能和耐磨性的材料，广泛应用于汽车制动系统、列车制动系统和工程机械等领域。
随着交通运输行业的发展和对行车安全性能要求的提高，陶瓷摩擦材料在路面摩擦方面的研究变得越来越重要。
本研究旨在通过对陶瓷摩擦材料的特点、路面摩擦特性分析以及在不同路况下的性能表现进行研究，探讨影响陶瓷摩擦材料性能的因素，并提出性能优化策略。
希望通过本研究可以为陶瓷摩擦材料在不同路况下的应用提供参考，为进一步提高行车安全性能提供理论基础。
1.2 研究意义研究陶瓷摩擦材料性能与路况关系的意义在于深入探究材料在不同路况下的表现，为优化汽车制动系统提供科学依据。
随着汽车行驶速度的增加和城市交通拥堵的加剧，制动系统的稳定性和性能对行车安全至关重要。
陶瓷摩擦材料作为一种新型的高性能摩擦材料，具有优异的耐磨性、抗热性和摩擦性能，可以在制动过程中有效减少摩擦损失和提高制动效率，降低对环境的污染。
然而，不同路况下的摩擦系数和磨损情况却存在较大差异，这需要深入研究其性能在不同路况下的表现和影响因素，以便针对不同路况采取相应的性能优化策略，提高制动系统的稳定性和长期使用效果。
因此，研究陶瓷摩擦材料性能与路况关系对于促进汽车制动系统的发展和提升行车安全具有重要的理论与实际意义。
2. 正文2.1 陶瓷摩擦材料的特点陶瓷摩擦材料是一种具有特殊结构和性能的材料，具有以下几个显著特点：1.硬度高：陶瓷摩擦材料通常具有极高的硬度，能够有效抵抗外部磨损和刮擦，保持长久的使用寿命。
2.耐磨性好：由于硬度高，陶瓷摩擦材料具有出色的耐磨性能，能够在高摩擦力和高速摩擦的环境下保持稳定的摩擦效果。
4.化学稳定性好：由于陶瓷摩擦材料的化学成分稳定，具有良好的化学稳定性，能够在各种化学环境下保持良好的性能。
5.重量轻：与金属摩擦材料相比，陶瓷摩擦材料的密度较低，重量轻，有利于减轻整个摩擦系统的负荷，提高系统的工作效率。
陶瓷摩擦材料
陶瓷摩擦材料
陶瓷摩擦材料是一种常见的工程材料，具有优良的耐磨性、耐高温性和化学稳
定性。
它在各种机械设备中广泛应用，如汽车制动系统、磨损件、摩擦片等。
本文将介绍陶瓷摩擦材料的特点、应用领域和发展趋势。
首先，陶瓷摩擦材料具有优异的耐磨性。
由于其硬度高、颗粒细小、晶粒结构
致密，使得陶瓷摩擦材料在摩擦过程中能够有效抵抗磨损，延长使用寿命。
其次，陶瓷摩擦材料具有良好的耐高温性。
在高温环境下，陶瓷摩擦材料不易软化、氧化或变形，能够保持稳定的摩擦性能。
此外，陶瓷摩擦材料还具有较好的化学稳定性，能够在酸碱腐蚀环境中保持稳定的性能。
陶瓷摩擦材料在汽车制动系统中得到广泛应用。
由于汽车制动系统在工作过程
中需要承受高温和高压的摩擦，传统的金属摩擦材料容易产生摩擦衰减和热衰减现象，而陶瓷摩擦材料能够有效解决这一问题，提高制动性能和使用寿命。
此外，陶瓷摩擦材料还被广泛应用于磨损件和摩擦片中，如发动机活塞环、离合器摩擦片等。
随着科学技术的不断进步，陶瓷摩擦材料也在不断发展。
未来，陶瓷摩擦材料
将更加注重环保性能和生产工艺的改进，以满足社会对高性能、低能耗、低污染的要求。
同时，随着新材料的涌现，陶瓷摩擦材料将不断拓展应用领域，为各种工程领域提供更加可靠的摩擦解决方案。
总之，陶瓷摩擦材料具有优异的耐磨性、耐高温性和化学稳定性，被广泛应用
于汽车制动系统、磨损件、摩擦片等领域。
未来，随着科学技术的不断进步，陶瓷摩擦材料将不断发展，为各种工程领域提供更加可靠的摩擦解决方案。
三种结构陶瓷摩擦副的干摩擦磨损研究
三种结构陶瓷摩擦副的干摩擦磨损研究本文将探讨三种结构陶瓷摩擦副的干摩擦磨损研究，分别为传统陶瓷、纳米陶瓷和多层复合陶瓷。
一、传统陶瓷摩擦副的干摩擦磨损研究传统陶瓷摩擦副由于其具有硬度高、抗氧化等优良特性，被广泛应用于摩擦副中，在干摩擦状态下，磨损主要是由于表面裂纹、磨粒等因素所引起。
一些研究表明，钨酸化铝等化学改性传统陶瓷的性能得到了提高，使其在摩擦副中的应用越来越广泛。
二、纳米陶瓷摩擦副的干摩擦磨损研究纳米材料由于其较高的比表面积、优良的力学性能和化学性质，被广泛应用于各个领域。
在摩擦副中，纳米陶瓷的应用主要体现在其具有较高的硬度、较低的磨损率等方面。
一些研究表明，纳米氧化铝在摩擦副中的磨损率较低，且具有较好的摩擦性能，为新型摩擦材料的开发提供了借鉴。
三、多层复合陶瓷摩擦副的干摩擦磨损研究多层复合陶瓷结构由于其具有优良的综合性能，尤其在摩擦副中的应用得到了广泛的关注。
多层复合陶瓷摩擦材料主要由一层氮化硅和一层氧化铝组成。
在干摩擦状态下，多层复合陶瓷摩擦副具有较低的磨损率、较好的摩擦系数、较高的耐磨性等优良性能，具有广阔的应用前景。
综上所述，随着材料科学技术的不断发展，新型陶瓷摩擦材料的研究也将一直是一个热点问题。
我们相信，随着更多的研究者的深入探索，新型陶瓷摩擦材料的性能和应用领域也将不断扩展和深化。
除了传统陶瓷、纳米陶瓷和多层复合陶瓷，近年来还出现了一些新型陶瓷摩擦材料，如石墨烯陶瓷、氧化铈陶瓷等。
这些新型陶瓷摩擦材料具有优异的力学性能和化学性能，具有较低的磨损率、较高的耐磨性等特点，在陶瓷摩擦副领域的应用也正在逐渐展开。
然而，陶瓷摩擦材料还存在一些问题，比如易产生裂纹、易受冲击等，这些问题都会直接影响其性能和应用。
因此，在研究陶瓷摩擦材料的同时，也需要进一步研究解决这些问题的方法。
此外，陶瓷摩擦材料的磨损机理也是一个研究重点，通过深入理解磨损机制可以进一步提高陶瓷摩擦材料的性能和应用范围。
多维复合增强陶瓷型汽车摩擦材料的制备及性能研究的开题报告
多维复合增强陶瓷型汽车摩擦材料的制备及性能研究的开
题报告
一、研究背景
随着汽车工业的飞速发展，汽车制造商对于汽车零部件的性能要求也不断提高。
其中，汽车摩擦材料是汽车零部件中重要的组成部分，其性能对于汽车的安全性和可靠性起着至关重要的作用。
目前，传统的摩擦材料已经难以满足汽车行业对于材料性能的苛刻要求，因此，研制新型、高性能的摩擦材料成为了当前汽车材料研究的热点之一。
二、研究目的
本研究旨在开发一种多维复合增强陶瓷型汽车摩擦材料，并对其性能进行研究。
具体目的如下：
1. 合成一种多维复合增强陶瓷型汽车摩擦材料；
2. 对合成的摩擦材料进行表征，分析其化学成分、表面形貌、力学性能和磨损性能等；
3. 测试合成摩擦材料的适用性，包括摩擦系数、耐磨性等方面。
三、研究方法
1. 根据陶瓷型汽车摩擦材料的应用场景，选取适合的陶瓷材料作为基材料，添加适量的增强剂，制备出多维复合增强陶瓷型汽车摩擦材料；
2. 利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电镜（TEM）、X射线衍射仪（XRD）等表征手段，对合成的摩擦材料进行形貌和化学成分表征；
3. 通过摩擦磨损试验等方法，测试摩擦材料的力学和磨损性能，并与传统的摩擦材料进行比较分析。
四、研究意义
本研究可以为汽车工业提供一种新的、高性能的摩擦材料。
同时，研究过程中所采用的多维复合增强技术也可以为相关领域的材料研究提供借鉴。
本研究的成果有望应用到汽车零部件中，提高汽车的安全性和可靠性，对于推进汽车工业的发展起到积极的作用。
C-SiC摩擦材料的结构及性能研究的开题报告
Fe改性C/C-SiC摩擦材料的结构及性能研究的开题报告一、选题背景现代高速运输系统、高温能源输送系统、航空航天、摩托车、汽车等机械设备对高性能耐磨摩擦材料的需求越来越高。
碳纤维增强陶瓷基复合材料(C/C-SiC)因其优异的高温性能和抗磨性能，已成为一种热门的高性能摩擦材料。
同时，由于碳材料本身的导电性，制备出的C/C-SiC摩擦材料在高压、高温状况下有可能存在电火花现象，这对摩擦材料的使用寿命和稳定性产生了不利影响。
为此，本研究旨在探究Fe改性C/C-SiC摩擦材料在结构、性能方面的变化，进而提高其抗电火花能力和摩擦性能。
二、研究内容1.制备Fe改性C/C-SiC摩擦材料试样本研究采用生长碳纤维(CFC)毡、碳纤维纱和SiC陶瓷成为原材料，采用CVI-CVD方法制备C/C-SiC复合材料。
在制备过程中添加Fe粉末，制备出Fe改性C/C-SiC摩擦材料试样。
2.测试摩擦材料试样的物理、力学性能对制备的Fe改性C/C-SiC摩擦材料试样进行物理性质测试，如密度、孔隙度、硬度等。
同时，进行力学性能测试，如抗弯强度、断裂韧性等。
3.测试摩擦材料试样的电火花性能和摩擦性能利用高温高压电火花试验装置测试Fe改性C/C-SiC摩擦材料试样的电火花击穿电压、击穿电流等参数。
采用摩擦磨损试验方法测试Fe改性C/C-SiC摩擦材料试样的摩擦系数、摩擦磨损率等性能指标。
4.分析Fe改性C/C-SiC摩擦材料试样的结构性质使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)等仪器对Fe改性C/C-SiC摩擦材料试样的晶体结构、晶粒尺寸、微观形貌等进行分析和研究。
三、研究意义本研究旨在探究Fe改性C/C-SiC摩擦材料的结构、性能变化规律，进一步提高其抗电火花性能和摩擦性能，可在航空、航天、高速铁路等领域的高端设备中应用，具有重要的实际应用价值和推广意义。
同时，本研究可为C/C-SiC复合材料的改性研究提供新思路和新方法。
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陶瓷基摩擦材料的研究
白克江
（东营信义汽车配件有限公司山东东营257335）
摘要：本文通过对陶瓷基摩擦材料摩擦原理的探讨，分析了陶瓷配方的优异性，明确了摩擦性能调节剂在陶瓷配方中的重要作用，并利用国际先进的试验方法FMVSS135对配方性能进行了全面的研究。
关键词：陶瓷基摩擦材料摩擦性能调节剂
Abstract：The article analyzes the excellent of ceramics formula and makes clear the importance of friction regulator in ceramic formula by studying the principle of ceramic radicle and completely researching the formula function through the international advanced trial method FMVSS135.
Keywords：Friction material of ceramic radicle Friction function regulator
一、前言
做为刹车片的摩擦材料，在满足人们正常使用中制动性能的同时，其使用寿命、环保性和舒适性也是人们非常关注的一个问题。
而影响其使用寿命、环保性和舒适性的关键因素便是摩擦材料中基础增强材料和摩擦性能调节剂的选择和正确应用。
众所周知，石棉在摩擦材料中具有优秀的综合性能，但石棉有害健康，而且其在我国已经逐渐开始被禁用。
半金属摩擦材料虽然因其比较优异的性能已经得到了广大用户的认可，但其易锈蚀、伤对偶、易发生噪音的缺点，一直在困惑着摩擦材料的研究者们，因此随着摩擦材料的发展，少金属和非金属摩擦材料应运而生，本文探讨的便是NAO摩擦材料中的一种：陶瓷基摩擦材料。
陶瓷基摩擦材料是一种利用无机矿物纤维和有机纤维做为增强材料，以改性树脂和橡胶粉为粘合剂，利用多种有机和无机材料做为摩擦性能调节剂配合加工而成的摩擦材料。
其特点是无噪音、落灰少，不伤对偶、使用寿命长、无锈蚀。
二、基础摩擦材料的选择
1、增强纤维的选择
矿物纤维和陶瓷纤维的使用温度均可达到1000℃以上，具有良好的分散性能及高温稳定性，且价格比较便宜。
这两种纤维的长径比比较小，虽然具有较大的比表面积，但其增强效果并不是十分的理想，因此本研究选用矿物纤维、陶瓷纤维及凯芙拉进行三元复合，来改善摩擦材料的高温摩擦性能和机械强度，以满
足陶瓷基摩擦材料的特点，起到增强基体的作用。
但在选择矿物纤维和陶瓷纤维时，最好是选用经过硅烷或者橡胶对其表面进行处理的纤维，这样不但可以降低树脂的用量，获得良好的粘接效果，还会减少磨损。
并且一定要严格控制纤维中渣球的含量，否则将会带来摩擦系数提高，磨损增大，产生噪音的负面影响。
2、粘合剂的选择
摩擦材料基本上都是采用酚醛树脂或改性酚醛树脂，为了达到消除噪音、减少落灰、提高使用寿命、不伤对偶的目的。
根据各界的经验，本研究最终选择采用了腰果油改性酚醛树脂和丁腈胶粉做为粘合剂。
摩擦系数的迅速降低称为衰退，其分为高速衰退和高温衰退，摩擦恢复性是指刹车片经过高温后，其低温下的摩擦系数不应受到显著的影响，粘接剂的正确选择及其适量应用直接影响着摩擦材料的衰退和恢复性能，当然，配合适当的摩擦性能调节剂也是解决此问题必不可少的关键因素。
3、摩擦性能调节剂的选择
为了提高摩擦材料的摩擦性能，摩擦性能调节剂的选择非常重要。
实践证明摩擦性能调节剂的能够有效地稳定摩擦系数，改善衰退，提高刹车片及对偶的磨损寿命，使其不受制动条件变化的影响，提高刹车的舒适性。
做为汽车安全件的刹车片最大的要求就是摩擦系数的稳定性，即摩擦系数不应随压力、速度、温度的变化有明显的变化。
摩擦性能调节剂的使用有助于在摩擦材料表面与对偶之间形成一层粘附性极强的薄的转移膜，这样刹车过程中的滑动摩擦便转变为薄而均一的转移层与摩擦材料之间的摩擦，可以防止摩擦层在高温制动过程中发生明显的变化。
同时，由于静摩擦系数与动摩擦系数之间的差异，可以导致在刹车过程中出现震动、噪音及表面粗糙度，因此必须选择能形成薄而且均一的转移膜并能防止厚的碎屑形成的摩擦性能调节剂，因此需要在配方中加入固体润滑剂以消除静态与动态摩擦系数的差异。
长时间以来，被人们普遍采用的摩擦性能调节剂有摩擦粉、橡胶粉、石墨、金属硫化物、二硫化钼、焦炭、金属粉及一些矿物质等有机和无机材料。
这些金属硫化物的分解温度大多在500℃以下，一般在刹车过程中部分金属硫化物会分解并生成金属氧化物或者金属，金属氧化物可以附着在刹车盘表面，形成转移膜，能够很好的稳定摩擦系数并降低磨损，提高刹车的舒适性，而金属可以与其他的金属形成合金，附着在刹车盘表面，这层合金具有更好的散热性，
因此提高了盘的磨损寿命，减少了刹车盘表面裂纹的形成，起到保护刹车盘的作用。
另外刹车片在高速制动的过程中，产生较高的温度，在一定的压力下，必将形成新的摩擦层，尤其是摩擦界面可能会发生化学变化，新的摩擦层在低温下表现出低得多的摩擦系数，因此诸如摩擦粉、焦炭、金属粉等摩擦性能调节剂的加入，可以有效地提高摩擦材料内部的粘接力，从而避免刹车片在高温条件下表面变软，进而改善因高温制动而形成的转移膜的黏附力，提高摩擦材料的速度、压力、温度敏感性。
由于陶瓷基摩擦材料中金属含量较低的特点，基于上述摩擦机理，在原材料的选择过程中对摩擦性能调节剂进行了大量的研究，根据刹车片对摩擦系数的高低要求不同，最终确定了摩擦性能调节剂的种类和用量。
三、配方与工艺的确定
1、配方的确定
通过上述方法对原材料进行选择后，又经过大量的筛选试验，最终确定如下的两个配方进行研究：
2、工艺的确定
由于陶瓷配方所选用材料及其混合料的特殊性，以往的冷型硫化二次成型工艺不适合陶瓷基摩擦片的生产，为了保证产品具有一致的理化性能和摩擦磨损性能，本研究采用了定压一次性成型工艺，其生产工艺流程如下：
称量混料热压成型热处理磨削喷漆
印标安装附件包装
四、试验结果及分析
1、试验条件
1.1理化性能
按照标准SAE J380-71 GB5766-86 ISO6310 PV3005 XJ193 TL523 41的要求，利用相应的设备仪器进行测试。
1.2摩擦磨损性能
试验设备：JF-132 Krauss惯量试验台
AST-486计算机系统采集及处理数据
由TG-55B型天平和螺旋测微计测量制动片的磨损试验参数：试验惯量I=61.5 Kg.m2，
车轮滚动半径：rK=0.312m，
制动钳缸径：rG=43mm，
试验方法：采用联邦法规FMVSS135试验方法的要求，在满足速度，压力、温度的前提下，给试验机主轴配置一定的转动惯量，按照试验程
序的要求进行试验。
2、试验结果
表一：理化性能
图一：摩擦性能
3、结果分析
通过表一、表二的数据可以看出，虽然1#、2#配方采用了不同种类、不同用量的摩擦性能调节剂对其摩擦系数进行了调整，但其理化性能极其相似，其较低的密度节约了资源，较为适中的硬度和压缩量及良好的气孔率赋予了摩擦材料理想的使用舒适性，极低的磨损量（半金属摩擦片的1/3）可以极大地延长刹车片的使用寿命，减少落灰现象，而其较高的PH值则大大地改善了摩擦材料的耐候性，使其可以应用于不同的地区及环境条件。
从图一的摩擦系数曲线中可以看到，1#、2#配方的摩擦系数相差0.5左右,但均在不到10次的磨合后摩擦系数便趋于平稳，而且随速度、温度、压力等条件的变化，其摩擦系数都是非常的稳定，尤其是具有优异的恢复性能。
因此完全可以通过调整摩擦性能调节剂的种类和用量来改变摩擦系数的高低并消除静态和动态摩擦系数之间的差异，降低噪音发生的几率，改善驻车性能。
五、结论
1、瓷基摩擦材料具有稳定的摩擦系数，优异的恢复性能、理化性能和耐磨损性，可以降低噪音、延长使用寿命、减少落灰和保护刹车对偶，提高了制动舒适性，适应了环保的要求。
2、正确地选择和使用摩擦性能调节剂，是保证陶瓷基摩擦材料具有优异性能的必要条件。
3、生产工艺不能等同采用半金属的生产工艺，必须采用新工艺，并不断的创新，以保证其摩擦性能和提高生产效率。
4、与半金属摩擦材料相比，陶瓷基摩擦材料的成本较高，但其较低的密度和卓越的耐磨损性，可以改善其不足。
但随着对陶瓷配方研究的不断深入，寻求新材料以降低成本是以后的工作中的努力方向。