树脂补增密前后C/C复合材料在不同制动压力下的摩擦学性能①
2018-08-31孙润军王剑锋
固体火箭技术 2018年4期
关键词:复合材料
郭 晨,孙润军,王剑锋
(1.西安工程大学 纺织科学与工程学院,西安 710048; 2.西北工业大学 材料学院,西安 710072)
0 引言
C/C复合材料具有高比强、高比模、高断裂韧性、良好的抗热震性能及优异的高温力学性能,广泛用于航空航天等超高温结构和耐烧蚀领域[1-4]。同时,C/C复合材料具有密度低、热膨胀系数低、热导率高、良好的尺寸稳定性、优异的摩擦磨损性能等一系列特性,常用于制动摩擦材料,如现代军用、民用飞机、高速列车的刹车盘等[5-8]。
C/C复合材料的摩擦磨损性能不仅与基体炭类型、炭纤维结构、热处理温度等有关,还与制动速度、制动压力及环境气氛等密切相关。李江泓等认为C/C复合材料的摩擦系数会随刹车速度的增大而呈现出先增大后减小的趋势[9]。陈青华等认为脆性的各向同性碳形成典型的颗粒状磨屑,在碾压作用下易形成光滑的摩擦膜,使材料的磨损降低[10]。罗瑞盈等认为平行方向的炭纤维取向更易形成摩擦膜[11]。
C/C复合材料制备的关键技术就是基体炭的致密化技术,而基体炭的致密化技术主要有液相浸渍-炭化技术(如树脂补增密技术)和化学气相渗透(CVI)技术。CVI技术具有对炭纤维无损伤、C/C复合材料质量一致性好等优点,但是单纯用CVI技术很难将C/C复合材料致密化到更高的密度。要将C/C复合材料的密度提高到更高水平,树脂补增密技术无疑是一种最佳选择。但是有关树脂补增密前后C/C复合材料摩擦磨损性能的研究却鲜有报道。
本文对树脂补增密前、后的C/C复合材料(简称材料A和材料B)在不同制动压力下的摩擦磨损性能进行了研究,并通过对材料A和材料B摩擦表面和磨屑的观察,探讨了其磨损机制。……
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