碳陶刹车系统

“引擎的轰鸣声刺痛着我们的耳膜，全身的细胞被调动起来，完全的置身于速度带来的激情中。”这是很多喜欢看一级方程式赛车比赛的人们的真实体验。“好马配好鞍”也在追求速度的顶级跑车上得到了完美的体现。今天“材料+”小编就给大家说说这个碳陶刹车系统。

碳陶刹车系统

碳陶汽车刹车片首次被揭开神秘的面纱，是在1999 年法兰克福国际汽车交易会（IAA）上。高科技新材料的使用彻底颠覆了传统的汽车刹车片技术：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60%，非悬挂质量减轻了近23公斤。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，911 C4S从2002年11月提供选配，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Mercedes-Benz的CL55 AMG、奥迪W12 & S8、宾利、布加迪和兰博基尼等跑车与豪华汽车,Ford等也计划使用同类产品。

碳陶刹车系统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。碳陶材料的拉断伸长率从 % 到 % 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。

根据数据统计采用碳陶刹车盘，顶级跑车从时速 300km/h 制动至静止，只需 4 秒钟的刹车时间，刹车过程中的重力加速度可超过 5 G。而从 200km/h 制动至静止，只需要秒，刹车距离只需 65 米。从 100km/h 制动至静止，只需秒，以及 17 米的刹车距离。值得一提的是，再次期间刹车的瞬时温度也会达到1200℃左右。能够耐如此的高温，且具有高的摩擦系数，这也是碳陶刹车盘的奇迹所在。

虽然碳陶的性能很是优异，但是由于我国碳陶材料研究起步晚，技术相对落后，碳陶刹车盘的性能跟国外还是有一定的差距的。但是碳陶材料本身，我国已经有比较成熟的技术了，完整的生产线，稳定的生产产品。比如西安鑫垚陶瓷复合材料有限公司、湖南博望碳陶有限公司、河南泛锐复合材料研究院就是主要的碳陶生产厂商。