陶瓷纖維增強摩擦材料的制備及其摩擦磨損機理研究.pdf

1、隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展,汽車向大功率、高速、重載、環(huán)保等方向發(fā)展,對汽車的舒適度和安全性要求不斷提高,相應地對汽車制動摩擦材料的性能提出了更加苛刻的要求。針對目前在摩擦材料應用中存在的主要問題,本課題開展了以下研究:
　　 陶瓷纖維具有耐高溫、耐磨、密度低、高溫力學性能優(yōu)良等特點,本研究中分別采用定速式和調(diào)壓變速摩擦試驗機測試兩種不同的硅酸鋁陶瓷纖維對摩擦材料綜合性能的影響,得出加入經(jīng)軟化處理的硅酸鋁陶瓷纖維可以穩(wěn)定摩擦系數(shù),降

2、低磨損率,在350℃時,摩擦材料在該纖維含量為15%時的磨損率僅為0.23×10-7cm3/(N·m);而加入適量的普通硅酸鋁陶瓷纖維可以提高摩擦材料抗熱衰退性能。同時還對其它幾種主要組分:鋼纖維、MoS2、石墨、Al2O3等對摩擦材料性能的影響進行研究。采用:KH-570硅烷偶聯(lián)劑對摩擦材料中的無機組分進行改性,分析其改性機理,測試改性對摩擦材料機械性能和磨損率的影響,說明改性可以改善無機組分表面狀態(tài),提高其與樹脂基體的粘結(jié)強度。探索

3、了相變材料在摩擦材料中的應用,擬用相變潛熱吸收摩擦熱,為解決摩擦材料熱衰退問題提出一條新的途徑,同時還討論了在相變材料應用中存在的主要問題。
　　 為提高摩擦材料配方、工藝設計的準確性,本文通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡理論建模,以摩擦材料配方、生產(chǎn)工藝參數(shù)和測試條件為輸入?yún)?shù),摩擦系數(shù)(或磨損率)為輸出參數(shù),采用不同的模型對摩擦系數(shù)和磨損率進行預測,實現(xiàn)對摩擦材料配方.工藝.性能的全面優(yōu)化。得到優(yōu)化后的配方為:經(jīng)軟化處理的陶瓷纖維8%,普通

4、陶瓷纖維3%,鋼纖維17%,石墨7%和二硫化鉬3%,氧化鋁5%,酚醛樹脂12%和其它45%。最優(yōu)的工藝條件為:較高的成型溫度(200℃),較長的成型時間(7min)和熱處理時間(12h),及較低的成型壓力(30MPa)。由此制備的摩擦材料具有優(yōu)良的摩擦磨損性能,在0～350℃時,摩擦系數(shù)μ保持在0.35～0.45之間,未出現(xiàn)明顯的熱衰退,指定摩擦系數(shù)偏差△μ小于±0.05,而且磨損率低于1.0×10-7cm3/(N·m),性能均優(yōu)于國家