FexSiy改性C/C-SiC制动材料的制备及其性能
2011-08-04肖鹏周伟李专熊翔
肖鹏,周伟,李专,熊翔
(中南大学 粉末冶金国家重点实验室,湖南 长沙,410083)
炭纤维增强碳-碳化硅双基体陶瓷基复合材料(C/C-SiC)具有密度小(约为2.0 g/cm3)、比强度大、耐高温、耐热冲击及腐蚀、吸振性和摩擦性能良好等综合性能[1-3],被认为是极具竞争力的新一代刹车材料,在高速列车、汽车、飞机等领域具有广阔应用前景,国内外相关机构已展开了大量研究[4-7]。肖鹏等[8]通过研究认为,C/C-SiC复合材料在高速制动过程中产生高频震动,制动不够平稳,还通过在C/C-SiC复合材料中加入金属Fe而材料进行改性[9],克服了这一不足之处,为C/C-SiC复合材料应用于高速高能载制动系统提供了新的改进思路。但其只研究了 C/C-SiC在QDM150型可调速调压干摩擦试验机上的摩擦磨损性能。此试验机的特点是能用于研究诸如功率、速度和温度等参数对材料摩擦磨损性能的影响,但不能很好地模拟实际制动过程。而MM-1000型摩擦磨损试验机可以确切地模拟出实际摩擦中摩擦因数的变化以及整个摩擦过程中摩擦磨损性能的变化情况,还可以进行摩擦热稳定性试验和热冲击摩擦性能实验。同时,作为一种新型的制动材料,不仅需要优异的摩擦磨损性能,还必须具备较为优异的力学性能,以保证材料在制动过程中不会发生失效,从而提高刹车盘的使用寿命和交通工具的安全性。为此,本文作者采用反应熔体浸渗法(RMI)[10-12]将 Fe与 Si同时熔渗到多孔的C/C坯体中制备FexSiy改性C/C-SiC制动材料,研究材料的组织结构特征和力学性能及其失效机制,并在MM-1000型摩擦磨损试验机上研究材料的摩擦磨损性能,以期为FexSiy改性C/C-SiC复合材料在制动领域的广泛应用奠定基础。……