碳陶+,刹车盘

性能指标
前景
碳陶+
2015/11/2
我公司C/C-SiC性能指标
性能指标 体积密度 抗弯强度（20℃） 抗弯强度（1400℃,无氧） 抗压强度 断裂韧性 洛氏硬度 空气中长期使用温度 非氧化气氛长期使用温度 热膨胀系数 电阻率 导热系数 单位 g/cm3 MPa MPa MPa MPa m1/2 HRC ℃ ℃ K-1 Ω·cm W.m-1.K-1 碳陶复合材料 1.9~2.0 400~450 400~450 400~420 26~30 85~90 -200~400 -200~1650 1.79×10-6 0.2~1000 100~260
工艺的先进性
性能指标
前景
碳陶+
2015/11/2
碳陶复合材料总工艺流程
毡体热处理
CVD增密
碳碳材料坯体
坯体热处理
碳陶复合材料
陶瓷化处理
摩擦性能调整 导热性能调整
机械加工
摩擦、磨损性能
表：摩擦、磨损性能影响因素
参数的变化 因素的变化 摩擦系数 致密度提高 SiC含量增加 导热性能提高 增摩材料的加入 减摩材料的减少 增摩材料：硅、二氧化硅、钨等 提高 提高 提高 提高 磨损率 降低 降低 降低
减摩材料：硫化物、碳（石墨）等
陶瓷化处理的三种主要制备技术
化学气相渗透转化法（CVI） 液相溶融渗硅法（LSI ）
先驱体浸渍裂解法（PIP）
我们采用 的技术
2015/11/2
我们采取的PIP技术原理示意图
CMC 产品 先驱体高分子 液态含硅高分子PMS
碳碳坯体件 中温固化
致密结构 N2 1300℃ 疏松结构
摩擦系数偏小
(晶粒偏小）
刹车曲线平稳，摩擦 系数适中。 可进行分子设计，引 入金属，改善导热性。
刹车曲线不平稳
可设计性
无
无
2015/11/2
工艺先进性
可进行功能化设计，改善导热性
制作周期短，3~4周
对设备要求不高，成本低 工艺稳定性高，废品率低
2015/11/2
刹车材料发展史
碳陶刹车盘简介
工艺的先进性
“碳陶+” 刹车盘 ---刹车材料的新时代
刹车材料发展史
碳陶刹车盘简介
工艺的先进性
性能指标
前景
碳陶+
高性能刹车材料的发展历史
时期 第一代 第二代 20世纪70年代中期以前 20世纪70年代至90年代 材料 石棉材料 半金属材料 使用现状 （污染环境）己淘汰 己发展为少金属材料 在高速列车，飞机上 广泛使用。
无热衰竭
………
2015/11/2
三大高性能刹车材料的对比
刹车材料 粉末冶金材料
优点 制作周期短，成本低
缺点 密度大，高温性能衰减
碳/碳复合材料
质轻，磨损率低
高温易氧化，湿态下系 数衰减明显
碳陶材料
抗高温氧化，湿态摩擦 系数稳定，摩擦曲线好
导热性能稍差
2015/11/2
刹车材料发展史
碳陶刹车盘简介
N2
1.2g/cm3 CH3 CH3
M-PMS
2
H M Si Si CH3 CH3
M-PMS
N2
M-SiC
2 H2
Si:C 化学性质
1:1 化学性质活泼 ， 易交联
图 PMS的合成与改性
陶瓷化处理工艺的比较
工艺 周期 对纤维的损伤 CVI 2~3个月 高 PIP 3~4周 低 LSI 短 高
对刹车材料的影响
第三代 第四代
20世纪90年代后 20世纪90年代后
粉末冶金材料 C/C复合材料
在飞机上广泛使用。
在国外广泛使用，国 内飞机机开始使用。
第五代
21世纪开始
碳陶复合材料
刹车材料发展史
碳陶刹车盘简介
工艺的先进性
性能指标
前景
碳陶+
2015/11/2
1999 年法兰克福国际汽车交易会，碳/碳-碳化硅复合材料（碳陶 C/C-SiC）汽车刹车片首次被揭开神秘的面纱，高科技新材料的使用彻底 颠覆了传统的技术。
重复3~4个周期，3~4周
先驱体高分子PMS
表 PMS的性能简介
H Cl Si Cl CH3
DCMS MCl
M
H
H
N2
Cl
Cl Si结构式
CH3
DCMS
M
H
N2
Si
MCl
Si
CH3
PMS M+ 2 H2
SiC
CH3
2 H2
分子量 熔点 密度
800 ～ 1200
M+
PMS
-30 ℃ H M
Si Si
刹车盘市场
1、可实现极低的事故率，给制动设备，人生安全多一份保障。 2、具有极长的寿命。相对粉末冶金材料，刹车片的寿命延长5 倍。 3、可大幅减重，用于舰载机，可幅增加挂弹量。 4、可广泛用于飞机、高档轿车、载重汽车以及低中高速列车。
刹车材料发展史
碳陶刹车盘简介
工艺的先进性
性能指标
前景
碳陶+
+ ” “碳陶
。
金属含量的增加
SiC纳米线是一种径向上尺寸低于100nm ,长度方向上远高于径向尺寸的 单晶纤维。 强度为碳纤维的10倍，钢的100倍。-----用作增韧材料可大幅提高复合
材料的性能。
a b c
白色棉花状产物形貌图
碳陶刹车盘的摩损实验测试数据
试验条件
ຫໍສະໝຸດ Baidu
密度 /g.cm-3
摩擦系数
磨损率 /μm /次 0.067 0.067
失重率
干态 湿态
0.370 0.350
<1/10000 <1/10000
2.0
静态
0.529
0.035
刹车曲线
2015/11/2
刹车材料发展史
碳陶刹车盘简介
工艺的先进性
性能指标
前景
碳陶+
碳陶简介
C/C-SiC复合材料，由碳纤维的三维毡体或编织体作为增强骨架，碳与碳 化硅陶瓷连续基体的一类新型复合材料。 碳基体 无机纤维
&
碳陶刹车复合材料
&
陶瓷基体
&
摩擦性能调整 导热调整
碳陶刹车盘的性能特点
稳定的刹车性能
耐磨、磨损少、超长寿命
更轻的簧下质量（密度≤2.0g/cm3）
温态摩擦性能稳定，大大减少事故率