C-SiC复合材料摩擦学性能研究现状.pdf

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1、·52·材料导报A：综述篇2014年7月(上)第28卷第7期制动用c／c—SiC复合材料摩擦学性能研究现状吴玲(辽宁大学轻型产业学院，沈阳110036)摘要C／C-SiC复合材料是高速制动材料的优良候选材料。摩擦磨损性能是衡量制动材料的主要性能指标，也是制约材料进一步应用的主要因素。主要从材料微观结构和成分以及工况条件对C／C-SiC复合材料的摩擦磨损性能的影响两方面阐述了c／C_sic复合材料摩擦磨损性能的研究现状；分析了影响C／C-SiC复合材料摩擦磨损性能的主要材料因素和工况条件；讨论了各自影响机制；并提出了进

2、一步提高C／C-SiC复合材料摩擦磨损性能和使役安全所需解决的问题。关键词C／C-SiC复合材料微观结构工况条件摩擦磨损性能中图分类号：TB332文献标识码：ARecentResearchesonTribologicalPropertiesofC／C-SiCCompositeforBrakeWULing(LightIndustryCollegeofLiaoningUniversity，Shenyang110036)AbstractC／C-SiCcompositehasbeendemonstratedtobetheto

3、pchoiceastheadvancedbrakesystem．Fric—tionandwearpropertiesarethemostimportantpropertiesofbrakematerials，andthekeybarriertowidespreadtribo—logicalapplicationofC／C-SiCceramicmatrixcomposite．Themainresultsandconclusionsconcerningtheeffectsofmicrostructure，composit

4、ionandserviceconditionsonthetribologicalpropertiesofC／C-SiCcompositearesummarizedandanalyzed．ThefrictionandwearmechanismsofC／C-SiCcompositeunderdifferentconditionsarediscussed．Theproblemsthatneedtobestudiedtofurtherimprovethetribologicalperformanceandsecurityof

5、C／C-SiCcompositeareindicated．KeywordsC／C-SiCcomposite，microstructure，servicecondition，frictionandwear现代交通工具不断向高速发展，对制动系统的要求也越西北工业大学、中南大学都在这方面做了很多工作。本文主来越高。飞机、高速列车和汽车等交通工具的制动盘材料经要从微观结构和成分以及工况条件对C／C-SiC制动材料摩历了几代发展：从铸铁、钢铁材料、铝基复合材料到C／C复合擦磨损性能的影响两方面阐述近年来c／c—SiC复合材料摩

6、材料。高性能制动材料需具有以下性能：较高的摩擦系数；擦磨损性能的研究进展。摩擦性能稳定，受环境和使役条件影响小；磨损率低，使用寿1微观结构和成分对C／C-SiC复合材料摩擦命长；质量轻，能耗小；较好的力学强度。C／C-SiC复合材料磨损性能的影响于20世纪70年代在c／c复合材料的研究基础上被开发，是以碳纤维为增强体，以碳和碳化硅为基体的陶瓷基复合材C／C-SiC复合材料的制备过程主要由两步组成，首先通料。与前述制动材料相比，c／c-sic复合材料具有以下性能过化学气相渗积(CVI)或先驱体转化法(PIP)制备出低密

7、度优点：(1)热稳定性好；(2)环境耐受力强；(3)质量轻；(4)成的c／c复合材料预制体，然后通过CVI、PIP或者反应熔体本适中。随着C／C-SiC复合材料制备方法的不断发展和成浸渗法(LSI)制备出SiC基体。其中反应熔体浸渗法具有成熟以及材料性能的不断改进，c／C-SiC复合材料不仅可以用本低、制备周期短、合成与成型可以同时完成的优点，被认为在对质量敏感的飞机、赛车等的制动装置上，性能和成本的是C／C-SiC制动材料有市场竞争潜力的制备方法。C／C-SiC综合优势使其还可以作为高速列车、汽车、机械和输运装置复

8、合材料的微观结构中有不同形式的碳纤维增强体，如SiC、的制动材料。热解C组成的基体(由CVI和PIP制备的复合材料基体由热摩擦磨损性能是制动材料的主要性能指标，决定了制动解碳和SiC组成，而LSI方法制备的复合材料基体中还存在材料的质量和使役安全，因而c／C_SiC摩擦磨损性能和摩擦未反应的Si)；基体中还存在制备过程中留下的孔隙和微裂磨损机理