原位反应法制备ccsic复合材料的摩擦性能及氧化性能研究

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1、中南大学硕士学位论文摘要制动材料是高速列车正常运行的重要保证。c／c—SiC复合材料作为制动材料具有密度低、抗热冲击性强、抗氧化性好、好的摩擦性能等优点。本文采用原位反应法制各短纤维增强c／c—sic复合材料，测试了其摩擦性能，研究了C／c—sic复合材料摩擦性能的影响因素，并且对c／c～sic复合材料的氧化性能进行了研究，讨论了其氧化规律。研究的结果表明：(1)c／c—sic复合材料的摩擦性能与其摩擦组元碳化硅的含量有重要关系，在刹车线速度为20m·s一，压力0．5MPa，惯量1．0Kg·m1的试验条件下，碳化硅体积含量为37％的c／c—sic复合材料与碳化硅体积

2、含量为22％的c／c—siC复合材料相比，具有摩擦系数高、磨损低、对偶件磨损小等优点。(2)碳化硅含量的不同，c／c—sic复合材料的摩擦性能随刹车速度的变化有不同的变化规律。对于碳化硅含量低(10％)的样品，在5m·s1到28m·s。的刹车速度范围内，随着刹车速度的升高，样品的摩擦系数先降低后升高再降低；对于碳化硅含量高(33％)的样品，样品的摩擦系数随着刹车速度的升高先增大后降低。(3)在O．35MPa到1．7MPa的刹车压力范围内，随着刹车压力的增大，C／C—Sic复合材料的摩擦系数先增加后降低，材料与对偶件的磨损量一直增加。(4)随着刹车能量的增高，材料的摩

3、擦系数降低，磨损量加大，对偶的磨损也加剧。在于态环境和湿态环境下C／C—sic复合材料的摩擦性能没有表现出明显的变化。(5)在600℃下，空气中c／c—siC复合材料的氧化失重率随时间先呈直线关系增长后增长速度减慢，当氧化54个小时后，复合材料的失重率达到一个恒定值，Sic基本不氧化：800℃以上时，siC开始氧化生成Si0：；lOoo℃碳化硅的氧化较之800℃更加剧烈。关键词：c／C—SiC复合材料，原位反应法，摩擦磨损性能，氧化性能中南大学硕士学位论文ABSTRACTBrakingmaterialisanimponalltguaranteematthehighs

4、peed打aincanmoveinasafet)rway，itcaIlinnuencethespeedof也e仃ain．Asakindofbrakingmaterial，C，C—SiCcompositeshavethecharacteristicsoflowdensity，hi曲anti-thermalshocking，excellemoxidationresistanceandgood新ctionproperties．ShortcarbonfiberreinfbrcedC／C．SiCmaterialsarepreparedbythewayofin-situreac

5、tioninmisp印er，andt11ewearbeha、riorofC／C—SiCcompositesisalsotested，thefhctorsthatcaninnuencethewearbehaviorofC／C-SiCcompositesarestIldied．Thep印eralsoincludingtlleinvestigationofoxidationperfbnnanceaboutC／C—SiCcomposites，aIlditsregularityofoxidationarediscussed．(1)Theimportantfactorstlla

6、tcaninnuencethewearbehaviorofC／C-SiCcompositesaretllecontentofSiC，Intheconditionoftcstingfort11esemimetalbral(ematerial，comparingwimtheC／C—SiCcompositeswithvolumecontentofSiCis22percent，thatwimvolumecontentofSiCis37Derccmhavethemeritsofhigher矗ictioncoemcient，thelowerwearofmaterialaIldm

7、ecounte印art．(2)Withthedin’erentcontentofSiC，mewearbehaviorofC／C．SiCcompositesbehaVediffbrentregularityvaryingwimthespeedofb础ing．Intherangeof5m·s。1and28m·s‘1ofthespeedofbrakmg，fortheC／C—SiCcomDositesoflessVolumecontentofSiC(1Opercent)，the衔ctioncoe历ciemofmaterialriseaferatimeofreducing