稀土对半金属摩阻材料性能的影响.pdf

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1、王进福等：稀土对半金属摩阻材料性能的影响稀土对半金属摩阻材料性能的影响!王进福"韦永德许越（哈尔滨工业大学应用化学系哈尔滨l5000l）摘要通过在半金属摩阻材料配方中添加稀土，材料各组员之间相互作用增强，不同温度摩擦系数稳定，磨损率降低。对材料中所用钢纤维表面进行稀土多元渗处理，摩阻材料抗冲击强度明显提高。X射线能谱显示，经渗稀土处理与未经渗稀土处理的钢纤维所制备的摩阻材料组成上无明显变化，但SEM照片冲击断面处有明显差异。在上述实验结果的基础上，进而探讨了稀土发生作用的可能机理。关键词稀土，半金属摩阻材料，摩擦磨损，力学性能0引言l试验!"!试验材料半金属摩阻材料由于其无污染、不

2、危害人类健选用的半金属摩阻材料，由三部分组成［6］。康，因而得到了广泛的应用［l］。随着汽车工业的第一部分为丁腈改性酚醛树脂，其作用为使分散的发展和科学技术进步，车辆的设计向大功率、高速颗粒粘结在一起；第二部分为起骨架作用的低碳的度方向发展，因此用于汽车制动的摩阻材料是否安钢纤维；最后一部分为摩擦填料，即多种无机盐及全可靠，关系到人身和车辆的安全。在我国现有的有机填料。在此基础上，在基体配方中添加适量混摩阻材料中，存在着热衰退性差，从而导致摩擦系合稀土，并对摩阻材料所用钢纤维进行表面渗稀土数不稳定，摩损率高，制动材料寿命缩短等诸多弊［2］处理。端。同时，由于其在实际使用程中要承受不

3、断!"#制备工艺变化的机械应力，因而抗冲击韧性的大小，直接影半金属摩阻材料的制备工艺：原料混合（热响它的使用寿命，提高摩阻材料的冲击强度也至关混）!粉碎!热压!固化!表面处理。热压在FC重要。型循环全自动油压机上进行热压成型，控制压制温稀土元素作为当今材料中重要的组员和添加成度l75C，压力28Mpa，保压时间30s/mm。压制份，正得到日益广泛的应用，被誉为新材料的“宝成型后进行l80C，2h固化处理，后分别加工成库”。稀土对钢表面强化和变性处理的研究是八十25mmX25mmX5mm和4mmX6mmX55mm两种年代我国率先发展起来的一项新的稀土应用技术，规格样品，供测试性能用。

4、对提高钢表面的硬度、耐磨性、韧塑性，高温抗氧!"$试验方法化性和耐蚀性等方面的研究已取得试验标准为GB5763-98在JFl50D型定速试验了卓有成效的研究成果［3-5］。机上进行半金属摩阻材料的摩擦系数和磨损率的试本文采用摩阻材料配方中添加验。适量混合稀土和所用钢纤维表面渗GB5765-86进行常温下冲击强度试验，试验在稀土这两种方法，改善和提高摩阻XCJ-40型摆锤式冲击试验机上进行。材料的综合性能。!航天部（GFCB2l982002/原98075l-002）资助项目。"男，l966年生，硕士，工程师；研究方向：磨擦材料的研制和开发；联系人。（收稿日期：2002-ll-ll）—

5、43—高技术通讯2003.6添加稀土的摩阻材料的摩擦系数明显高于未添加稀2结果与讨论土的摩阻材料摩擦系数。具体表现为其摩擦系数增加而且比较平稳，都在0.4以上。从图2中可以看2.1添加稀土对摩阻材料摩擦磨损性能的影响出，添加稀土和未添加稀土的摩阻材料随温度变化对基体中添加稀土和未添加稀土所制备的摩阻磨损率都很低，而且添加稀土的摩阻材料随温度升材料的摩擦磨损试验结果进行了对比。从图l中可高磨损率都低于未添加稀土的摩阻材料磨损率。以直观地看出随温度的变化（升温和降温过程），图1摩擦系数与温度关系曲线有所降低。由于摩阻材料的磨损为粘着磨损和磨粒磨损，相对低温时，稀土元素的加入只起到改善材

6、料致密性的作用，不改变材料的磨损率，在高温时，由于温度的提高摩阻材料的摩擦表面上会发生一系列使原子间结合不断破坏的物理化学变化，摩擦表面物质会发生微观结构的变化。具体表现在，摩阻材料的摩擦表面上混合有稀土中含有的La，图2磨损率与温度关系曲线Ce等元素，特别是这些元素高温时的氧化产物La203，Ce02等物质。这些物质为六方晶体结构，对于车用摩阻材料最主要有两个方面要求，一近似于层状石墨，有润滑作用，而且高温抗氧化性方面要有稳定的摩擦系数，即要求在广泛的温度范能及润滑性能都优于石墨，所以添加稀土的摩阻材围内，升温或降温时摩擦系数平稳，另一方面是对料的磨损率高温时都低于未加稀土的摩阻

7、材料的磨磨损的要求，磨损率要低，以增加它的使用寿命。损率。磨损率降低，热衰退性能好，高温时摩阻材稀土摩阻材料中各组元之间靠树脂粘结剂联结料制动安全可靠，摩阻材料的寿命提高。于一体。稀土的加入，使得摩阻材料的摩擦系数普2.2钢纤维渗稀土对摩阻材料冲击强度的影响遍得到提高。可能的原因是其作为掺杂剂均匀地分经过渗稀土处理的钢纤维和未经渗稀土处理的散在材料中，而稀土元素具有独特的电子组态，为钢纤维制备摩阻材料的常温冲击强度值如表l所表面活性物质，具有突出的化学活性和优异的界面