陶瓷纖維增強(qiáng)摩擦材料的制備及其摩擦磨損機(jī)理研究.pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,汽車(chē)向大功率、高速、重載、環(huán)保等方向發(fā)展,對(duì)汽車(chē)的舒適度和安全性要求不斷提高,相應(yīng)地對(duì)汽車(chē)制動(dòng)摩擦材料的性能提出了更加苛刻的要求。針對(duì)目前在摩擦材料應(yīng)用中存在的主要問(wèn)題,本課題開(kāi)展了以下研究:
　　 陶瓷纖維具有耐高溫、耐磨、密度低、高溫力學(xué)性能優(yōu)良等特點(diǎn),本研究中分別采用定速式和調(diào)壓變速摩擦試驗(yàn)機(jī)測(cè)試兩種不同的硅酸鋁陶瓷纖維對(duì)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(shí),摩擦材料在該纖維含量為15%時(shí)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(shí)還對(duì)其它幾種主要組分:鋼纖維、MoS2、石墨、Al2O3等對(duì)摩擦材料性能的影響進(jìn)行研究。采用:KH-570硅烷偶聯(lián)劑對(duì)摩擦材料中的無(wú)機(jī)組分進(jìn)行改性,分析其改性機(jī)理,測(cè)試改性對(duì)摩擦材料機(jī)械性能和磨損率的影響,說(shuō)明改性可以改善無(wú)機(jī)組分表面狀態(tài),提高其與樹(shù)脂基體的粘結(jié)強(qiáng)度。探索

3、了相變材料在摩擦材料中的應(yīng)用,擬用相變潛熱吸收摩擦熱,為解決摩擦材料熱衰退問(wèn)題提出一條新的途徑,同時(shí)還討論了在相變材料應(yīng)用中存在的主要問(wèn)題。
　　 為提高摩擦材料配方、工藝設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,本文通過(guò)人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論建模,以摩擦材料配方、生產(chǎn)工藝參數(shù)和測(cè)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(duì)摩擦系數(shù)和磨損率進(jìn)行預(yù)測(cè),實(shí)現(xiàn)對(duì)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(shù)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(zhǎng)的成型時(shí)間(7min)和熱處理時(shí)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(shí),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(guó)家