Frictional behavior of resin-based brake composites:Effect of carbon fibre reinforcement（）

亮點

碳纖維降低了酚醛樹脂基複合摩擦材料的磨損率.

碳纖維在高含量(4vol%)時降低了摩擦係數

熱力學和物理性能摩擦複合材料的組成如圖1，熱穩定性通過TGA分析，研究了影響摩擦複合材料摩擦學性能的因素。TGA試驗後的殘餘殘留物與複合材料的熱穩定性成正比。由於制動試樣的熱穩定性與褪色現象之間存在著反比關係，因此，在制動器試件中加入碳纖維可強化制動試樣的褪色現象。

圖1. (A)密度、(B)硬度和(C)抗彎強度不同含量的剎車複合材料碳纖維

平均摩擦係數在441 N的正常載荷下，含有不同含量碳纖維的試樣滑動速度在圖2a.如圖2碳纖維的存在對COF值有很大的影響。在不同的滑動速度下，COF值隨碳纖維含量的增加呈下降趨勢，圖2b.可以觀察到，壓力對摩擦係數的影響是相反的。

圖2. 不同含量的試樣平均COF的變化碳纖維(A)在北緯441度及不同的垂直荷載下滑動速度(B)以11.3米/秒的滑動速度和各種垂直荷載。

摩擦複合材料的褪色行為

在441 N的正常載荷和不同的滑動速度下，描述了含不同碳纖維載荷的複合材料的褪色值的變化。圖3a.如圖所示，碳纖維的引入加劇了摩擦材料的褪色行為。

圖3. 淡色值隨碳纖維含量(A)在正常負荷441 N和不同滑動速度(B)11.3 m/s的滑動速度和不同的正常載荷。

摩擦複合材料的磨損性能

比磨損率以不同的滑動速度和施加的法向載荷描述了含有不同碳纖維含量的複合材料的性能。圖4。隨著碳纖維含量的增加，比磨損率呈下降趨勢。

圖4. 變體比磨損率帶著碳纖維441 N和不同負荷(A)處的含量滑動速度(B)滑動速度為11.2米/秒和不同的載荷。

摩擦複合材料的磨損表面分析

用掃描電鏡(SEM)分析了複合材料在滑動速度和外加載荷分別為11.3 m/s和441 N時的磨損表面。圖5)。顯微圖5A和5b分別是制動後試件的磨損表面。樣品表面粗糙，表面覆蓋著分佈在表面上的深溝槽。五b和5C在摩擦複合材料中加入碳纖維顯著地增加了一次和二次平臺的數量和麵積。用顯微照片5E描述了碳纖維制動後的磨損表面。

圖5. 摩擦複合材料制動後的磨損表面。

結論

對的影響碳纖維對摩擦複合材料的熱機械性能、物理性能和摩擦學性能進行了研究.製備了不含碳纖維的參比複合材料，並對含1%、2%和4vol%碳纖維的樣品進行了不同的實驗表徵分析。結論如下：

(1)隨著碳纖維含量的增加，硬度、抗彎強度等物理性能不斷提高。熱-力學分析表明，隨著碳纖維的加入，摩擦複合材料的熱穩定性降低，儲能模量增加，試樣剛度增大。

(2)摩擦學試驗顯示摩擦係數(Cof)和比磨損率，在不同的操作條件下，如在不同的工作條件下，碳纖維的引入到制動器樣品中。滑動速度正常負荷。

(3)結果表明，在苛刻的制動條件下，摩擦複合材料的磨損率較高，COF值較低(較高的載荷和滑動速度)。

(4)碳纖維的加入加劇了制動試樣的褪色行為。由於摩擦熱的產生，在較高的滑動速度和載荷作用下，材料的褪色性能惡化更為嚴重。

(5)磨損表面分析表明，在制動試樣中加入碳纖維增強了一次和二次平臺的形成。