溫壓—原位反應(yīng)法制備C-C-SiC制動(dòng)材料的摩擦磨損性能.pdf

1、20世紀(jì)末，C/C-SiC復(fù)合材料作為最新一代的制動(dòng)材料應(yīng)用于摩擦領(lǐng)域，其具有密度低、耐腐蝕、抗氧化性好、優(yōu)異的摩擦磨損性能等優(yōu)點(diǎn)，具有廣闊的應(yīng)用前景。本論文結(jié)合課題組前期已有的研究成果，采用溫壓－原位反應(yīng)法制備C/C-SiC復(fù)合材料。系統(tǒng)研究了不同處理工藝，不同材料成分以及短炭纖維對材料摩擦磨損性能的影響。并對摩擦表面及磨屑進(jìn)行了掃描電鏡觀察和X射線衍射分析。研究結(jié)果表明： (1)短炭纖維增強(qiáng)復(fù)合材料中，纖維的分布狀態(tài)是影響復(fù)

2、合材料強(qiáng)度的一個(gè)重要因素。纖維分散能充分發(fā)揮纖維的增強(qiáng)作用，提高材料的整體強(qiáng)度，從而提高材料摩擦性能。樹脂浸漬有利于提高材料的致密度，提高摩擦因數(shù)，降低磨損量。有機(jī)樹脂在摩擦過程中有利于摩擦膜的形成，但熱氧化磨損嚴(yán)重，導(dǎo)致材料磨損加大。材料經(jīng)過后續(xù)炭化，樹脂轉(zhuǎn)變成較硬的樹脂炭，以磨粒的形式增大摩擦力，同時(shí)可有效降低材料的磨損率。 (2)在C/C-SiC復(fù)合材料中，SiC含量對C/C-SiC制動(dòng)材料的耐磨性有兩方面的影響，一方面可

3、以提高材料的硬度，從而提高耐磨性；另一方面，SiC含量過高，導(dǎo)致材料的脆性加大，塑性降低，從而使材料抵抗表面剝落磨損的能力下降，加劇了材料的磨損。所以SiC的含量對復(fù)合材料的摩擦磨損有_個(gè)最佳值。石墨種類影響C/C-SiC制動(dòng)材料的摩擦磨損性能，其中采用顆粒石墨制備的材料具有最佳的摩擦磨損性能，而鱗片石墨制備的材料磨損相對較大。適量單質(zhì)Si的存在，能有效降低C/C-SiC復(fù)合材料的開孔隙率，提高材料的導(dǎo)熱能力，降低材料的磨損率。

4、 (3)短炭纖維長度及體積含量對C/C-SiC制動(dòng)材料的摩擦磨損性能有顯著的影響，隨炭纖維體積含量的增加，材料摩擦因數(shù)先升后降，磨損率先降后升。采用長纖維制備的材料具有較好的摩擦磨損性能。 (4)根據(jù)對C/C-SiC復(fù)合材料摩擦表面形貌的觀察和分析，以表面溫度為基準(zhǔn)，將表面由表至里劃分為三層：高溫摩擦層，裂紋層和基體。C/C-SiC復(fù)合材料的摩擦機(jī)理是犁溝和粘著的共同作用，磨損以磨粒磨損為主。提高材料的硬度以及斷裂韌性可以有效降