碳纤维增强硼酚醛树脂摩擦材料的研究

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1、碳纤维增强硼酚醛树脂摩擦材料的研究第1章绪论1.1前言近几年我国的汽车工业在不断的发展，高速公路网也在不断的矜。2011年7月科技部出台了《国家十二五科学和技术发展规划》明确规定要大力发展汽车行业，并使其朝着节能环保的方向前进。因此汽车用摩擦材料也面临着高速化、高性能化、舒适化及环保的方向发展汽车上的刹车片是制动器衬片的俗称，是接触制动盘(鼓)的摩擦材料。当驾驶员做出刹车行为时，刹车片就会受到一定的压力，然后它与制动盘(鼓)产生一定的摩擦力，最终使车辆减速。刹车片是车辆制动系统中的重要的部件，其质量好坏直接影响车辆的制动性能，更关系到车辆驾乘人员的生命财产

2、安全[3]。汽车制动片属于摩擦材料而摩擦材料一般是树脂基复合材料，它由三部分组成：(1)以普通酌醛树脂或者改性盼酸树脂作为基体的粘结剂。它们的特点和作用是当处于一定加热温度下先呈软化而后进入粘流态，这些处于液态状的树脂在压力作用下流动并均勻的分布在材料中形成材料的基体，最后通过树脂固化作用，把增强纤维和填料粘结在一起，形成质地致密的有相当强度及能满足摩擦材料使用性能要求的摩擦片制品；（2)增强纤维，比如钢纤维、碳纤维、玻璃纤维等有机或无机的纤维。纤维增强材料是摩擦材料的基材也是摩擦材料中主要的承力部分；（3)填料，作为摩擦性能调节剂的填料很多主要可以归纳为

3、两大类：减摩填料和增摩材料。这些填料不仅仅起到减摩和增摩的作用有时候还可以起到减震，吸收噪音的作用。作为车辆制动系统的关键部件之一的汽车刹车片，其制动效果将直接影响汽车的安全性能。现今高性能汽车刹车片需要具备的基本要求是：具有一个合适而且稳定的摩擦系数、适合的硬度、寿命要长即其磨损率要比较低、低磨屑毒性、较高的孔隙率、抗高温高速热衰退性能好、制动过程平稳、无噪音价格适中等特点。因此，乘用车制动刹车片会朝着以下几个趋势发展：高速化、耐高温当轿车在车速50km/h-200km/h的情况下制动时，制动产生的热负荷为68.5270?1080kPas;硼改性勒醛树脂

4、（5265)，技术指标：游离紛：<2%第2章试验设计及工艺方案...........112.1试验内容..........112.1.1试验研究内容..........112.1.2试验材料的初步选用..........112.2试验用仪器及设备..........132.2.1制备摩檫材料所需的设备..........132.2.2摩擦材料检测仪器..........152.3刹车片制造的工艺流程及参数..........162.4刹车片摩擦材料的性能参数..........172.5试验方法..........182.6本章小结.........

5、.18第3章碳纤维不同的表面处理对刹车片..........193.1气相处理温度对复合摩擦材料..........193.1.1试验配方设计..........193.1.2具体的材料压制工艺..........193.1.3试验结果分析..........203.2气相、液相及气液相混的表面处理方式..........263.2.1材料配方的设计..........263.2.1材料压制工艺方法..........273.2.2试验结果分析..........27结论本文研究和分析得出以下结论：1.对碳纤维表面进行不同气相处理温度的试验表明：优化的气相

6、处理温度为450°C,处理时间为5小时；在三种摩擦磨损试验条件下，摩擦材料具有稳定的摩擦系数和较低的磨损率。2.对碳纤维表面进行气相、液相以及气液混合处理的试验表明：碳纤维450°C气相处理5小时然后随炉冷却的表面处理方法最好，电镜分析表明，在该处理条件下，碳纤维的氧化程度较为适合；碳纤维氧化程度偏低或氧化程度有点过头，都会造成材料的摩擦磨损性能降低。3.硼改性酚醛树脂和未改性酚醛树脂对比表明，硼改性酚醛树脂和碳纤维同时使用，能够提高摩擦材料的摩擦磨损性能，使材料具有优越的抗高温热衰退性能，特别是在1500r/min,0.98Mpa条件下，

7、也没有明显的热衰退现象。4.对于未改性酚醛树脂，树脂含量有9%增加到12%,热衰退现象加大，特别是对于速度加大或压力加大条件下，热衰退现象尤为明显；对于硼改性树脂，树脂含量为9%和12%时，两者在速度加大或压力加大条件下，抗高温热衰退的性能依然良好。5.摩擦材料中碳纤维的含量对其摩擦磨损特性具有显著的影响。当碳纤维在摩擦材料中的含量在2%-10%范围内时，随着碳纤维的含量的增加摩擦材料的摩擦系数和磨损率都是先减少后增加；碳纤维在摩擦材料中使用量为6%时，具有最佳的摩擦磨损性能。6.含碳纤维和不含碳纤维的对比试验表明：碳纤维能够降低低温摩擦系数，能够增加高温

8、摩擦系数，能够大幅度提高材料的耐磨损能力。7.含碳纤维和含铜纤维的