汽車制動(dòng)用C-C-SiC復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、本文在綜述汽車制動(dòng)材料研究進(jìn)展及C／C-SiC復(fù)合材料主要制備工藝的基礎(chǔ)上，以短纖維替代連續(xù)纖維編制體，通過模壓成型—反應(yīng)燒結(jié)制備了C／C-SiC復(fù)合材料，并對(duì)C-Si反應(yīng)機(jī)理和材料性能進(jìn)行了較深入的研究和探討。主要內(nèi)容和結(jié)論如下： 1)以短炭纖維、石墨粉、硅粉及粘結(jié)劑為原料均勻混合，經(jīng)低溫?zé)釅撼尚停?00℃炭化處理，1500℃反應(yīng)燒結(jié)制得C／C-SiC復(fù)合材料，再通過增密處理制備除了致密度達(dá)到80％以上，密度大于1.8g／cm

2、<'3>的C／C-SiC復(fù)合材料。同時(shí)借助掃描電鏡(SEM)、X射線能譜(：EDAX)、X射線衍射(XRD)、金相顯微鏡(OM)等測(cè)試手段，研究分析了材料的組成、形貌及纖維與基體界面，探討了熱處理時(shí)C-Si反應(yīng)機(jī)理。 2)對(duì)復(fù)合材料在制動(dòng)受載過程中涉及到的壓縮、剪切和彎曲等力學(xué)性能進(jìn)行測(cè)試，討論了材料的破壞機(jī)理，研究了纖維分布狀況、增密效果及SiC含量等因素對(duì)材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：纖維的分布狀況決定材料的彎曲失效模式；材

3、料致密度對(duì)壓縮、剪切性能的影響呈相似的變化趨勢(shì)。 3)借助MM—1000型摩擦試驗(yàn)機(jī)對(duì)C／C-SiC復(fù)合材料進(jìn)行了摩擦磨損性能測(cè)試，考察了干態(tài)和濕態(tài)兩種狀態(tài)下的摩擦磨損性能，研究了基體致密度、SiC含量及環(huán)境濕度對(duì)材料摩擦行為的影響及相關(guān)的摩擦磨損機(jī)理。結(jié)果表明：基體致密度越大，復(fù)合材料磨損率越低；隨SiC含量的增加，摩擦系數(shù)增加；材料在濕態(tài)下仍然能維持0.3的高摩擦系數(shù)。 4)依據(jù)汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)QC／T582進(jìn)行汽車

4、模擬制動(dòng)實(shí)驗(yàn)，考察了復(fù)合材料的摩擦磨損性能。研究發(fā)現(xiàn)材料具有較高的摩擦系數(shù)(0.3～0.5)和優(yōu)異的抗衰退性能，衰退率低于15％，衰退恢復(fù)差率接近0；高SiC含量(27vol％)能夠在單位摩擦面上提供更多的硬質(zhì)支撐點(diǎn)，因此有利于提高材料的摩擦系數(shù)及其穩(wěn)定性。 5)在汽車模擬制動(dòng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇綜合性能較好的試樣，考察了定速狀態(tài)下，其摩擦系數(shù)維持恒定的能力。結(jié)果表明：在100～350℃的相同溫度下，材料的摩擦系數(shù)在0.55～0.