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

亮点

碳纤维降低了酚醛树脂基复合摩擦材料的磨损率.

碳纤维在高含量(4vol%)时降低了摩擦系数

热力学和物理性能摩擦复合材料的组成如图1，热稳定性通过TGA分析，研究了影响摩擦复合材料摩擦学性能的因素。TGA试验后的残余残留物与复合材料的热稳定性成正比。由于制动试样的热稳定性与褪色现象之间存在着反比关系，因此，在制动器试件中加入碳纤维可强化制动试样的褪色现象。

图1. (A)密度、(B)硬度和(C)抗弯强度不同含量的刹车复合材料碳纤维

平均摩擦系数在441 N的正常载荷下，含有不同含量碳纤维的试样滑动速度在图2a.如图2碳纤维的存在对COF值有很大的影响。在不同的滑动速度下，COF值随碳纤维含量的增加呈下降趋势，图2b.可以观察到，压力对摩擦系数的影响是相反的。

图2. 不同含量的试样平均COF的变化碳纤维(A)在北纬441度及不同的垂直荷载下滑动速度(B)以11.3米/秒的滑动速度和各种垂直荷载。

摩擦复合材料的褪色行为

在441 N的正常载荷和不同的滑动速度下，描述了含不同碳纤维载荷的复合材料的褪色值的变化。图3a.如图所示，碳纤维的引入加剧了摩擦材料的褪色行为。

图3. 淡色值随碳纤维含量(A)在正常负荷441 N和不同滑动速度(B)11.3 m/s的滑动速度和不同的正常载荷。

摩擦复合材料的磨损性能

比磨损率以不同的滑动速度和施加的法向载荷描述了含有不同碳纤维含量的复合材料的性能。图4。随着碳纤维含量的增加，比磨损率呈下降趋势。

图4. 变体比磨损率带着碳纤维441 N和不同负荷(A)处的含量滑动速度(B)滑动速度为11.2米/秒和不同的载荷。

摩擦复合材料的磨损表面分析

用扫描电镜(SEM)分析了复合材料在滑动速度和外加载荷分别为11.3 m/s和441 N时的磨损表面。图5)。显微图5A和5b分别是制动后试件的磨损表面。样品表面粗糙，表面覆盖着分布在表面上的深沟槽。五b和5C在摩擦复合材料中加入碳纤维显着地增加了一次和二次平台的数量和面积。用显微照片5E描述了碳纤维制动后的磨损表面。

图5. 摩擦复合材料制动后的磨损表面。

结论

对的影响碳纤维对摩擦复合材料的热机械性能、物理性能和摩擦学性能进行了研究.制备了不含碳纤维的参比复合材料，并对含1%、2%和4vol%碳纤维的样品进行了不同的实验表征分析。结论如下：

(1)随着碳纤维含量的增加，硬度、抗弯强度等物理性能不断提高。热-力学分析表明，随着碳纤维的加入，摩擦复合材料的热稳定性降低，储能模量增加，试样刚度增大。

(2)摩擦学试验显示摩擦系数(Cof)和比磨损率，在不同的操作条件下，如在不同的工作条件下，碳纤维的引入到制动器样品中。滑动速度正常负荷。

(3)结果表明，在苛刻的制动条件下，摩擦复合材料的磨损率较高，COF值较低(较高的载荷和滑动速度)。

(4)碳纤维的加入加剧了制动试样的褪色行为。由于摩擦热的产生，在较高的滑动速度和载荷作用下，材料的褪色性能恶化更为严重。

(5)磨损表面分析表明，在制动试样中加入碳纤维增强了一次和二次平台的形成。