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1、纖維增強摩擦復(fù)合材料1刖吞右棉作為一種天然礦物纖維，具冇質(zhì)輕、價廉、分散性好、摩擦濟損性能好、增強效果好等特點，因此在摩擦材料中得到了廣泛的應(yīng)用。從上世紀20一8()年代，石棉基摩擦材料幾乎是一統(tǒng)天下。自從上世紀70年代，石棉及其高溫分解物被確認屬于致癌物質(zhì)后，許多國家對石棉的使用都做出了具體的規(guī)定。瑞士及德國規(guī)定1988年牛產(chǎn)的汽車不能使用石棉基摩擦材料。美國也有10年內(nèi)禁止使用右棉的捉案。與此同時，石棉粉塵的嚴格限制必須對除塵設(shè)備進行高額投資,致使石棉摩擦材料價格上升。隨著汽車科技的進步，汽車的速度越來越高，制動器更小以及盤式制動器
2、的出現(xiàn)，對摩擦材料的性能提出了更高的要求，使用條件也更為苛刻。如今轎車前輪盤式制動溫度可達300-500°C,而石棉在400°C左右將失去結(jié)晶水，580-700°C時結(jié)晶水將完全喪失，同時也失去彈性和強度，己基本失去增強效果問。石棉脫水后導(dǎo)致摩擦性能不穩(wěn)定、損傷財偶及出現(xiàn)制動噪聲,因此，石棉基摩擦材料顯然不能適應(yīng)汽車工業(yè)和現(xiàn)代社會發(fā)展需求將逐步被取代。曲于我國經(jīng)濟發(fā)展水平較低、民眾環(huán)保意識不強及汽車工業(yè)的落后，價格較低、應(yīng)用范圍較廣的石棉基摩擦材料至今還在使用。然而隨著我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，人民生活水平的不斷提高，人們對環(huán)境保護的要求
3、也越來越高。國家有關(guān)部門規(guī)定，近年右棉基摩擦材料將要被其它纖維增強摩擦復(fù)合材料所替代。就以上所談到的石棉缺點，代替石棉基摩擦材料的研究工作已經(jīng)刻不容緩。通過對實際應(yīng)用屮摩擦材料的研究，纖維增強摩擦材料屮增強纖維的作用主要是使材料具有一定的強度和韌性，耐沖擊、剪切、拉伸等機械作用而不至于出現(xiàn)裂紋、斷裂、崩缺等機械損傷。因此增強纖維應(yīng)滿足以下性能要求：①具冇足夠的強度和模量以及較好的韌性；②良好的摩擦性能，在一定的溫度范圍內(nèi)貝有穩(wěn)定的摩擦系數(shù)及適當(dāng)?shù)哪Σ翐p耗；③較高的熱分解溫度，在?定溫度范圍內(nèi)不發(fā)生熱分解、脫水、相變等和較高的高溫分解殘?zhí)?/p>
4、率；④纖維易于分散且與基體有較好的相溶性；⑤適當(dāng)?shù)拇T度，不產(chǎn)生嚴重的噪音；⑥量廣、價廉、無毒性，不污染環(huán)境。目前，國內(nèi)外開展了代用增強纖維的研究。主要冇鋼纖維、玻璃纖維、碳纖維、有機纖維。雖然擁有如此眾多的代用增強纖維，但非石棉纖維還存在著許多的不足；①增強纖維與基體的相溶性較差；②價格較石棉基摩擦材料高出很多；③增強纖維摩擦材料的制成品性能并不是很穩(wěn)定，代用纖維摩擦材料雖然在某些方面已經(jīng)超越右棉基摩擦材料，但就整體性能而言述存在較大的差距。本文就目前所使用的代用纖維及其摩擦材料性能，給出綜合分析，希望能對我國石棉纖維替代材料的應(yīng)用研究
5、冇一定參考作用。2增強纖維的選用2.1鋼纖維使用低碳鋼以及采取超聲波切削法生產(chǎn)出的鋼纖維含油量低、表面活性好、價格便宜，因此在半金屬基摩擦材料中得到廣泛應(yīng)用。鋼纖維最顯著的特點是導(dǎo)熱性能好。鋼纖維以其高導(dǎo)熱性能使局部表而熱量迅速擴散至內(nèi)部，從而降低摩擦表面溫度，避免表面溫度過高，防止樹脂基體團熱分解而導(dǎo)致材料磨損加劇，延長了制品的使用壽命。但鋼纖維制成的摩擦材料質(zhì)量大，容易銹蝕。用這種材料制成的離合器面片銹蝕后導(dǎo)致粘連，影響換檔分離，并導(dǎo)致傳動振動和抖動。研究表明，加入一定量的鋅粉和氧化鈣等可以增強材料的防銹性能，而對摩擦性能無明顯影響
6、；鋼纖維和礦物纖維及冇機纖維混雜使用可以進一步降低材料的密度及改善制動噪聲。目而，鋼纖維增強摩擦材料在我國多種汽車上進行了應(yīng)用，反映較好。2.2玻璃纖維玻璃纖維作為代用增強纖維的研究時間較長，產(chǎn)品質(zhì)量比較穩(wěn)定，產(chǎn)量較大，價格也相對比較便宜。玻璃纖維屬于無機硅酸鹽纖維，因而熱穩(wěn)定性較好。其表面處理工藝也得到了廣泛的研究，研制出多種偶聯(lián)劑，與樹脂親和性較好，因此在增強纖維摩擦材料中得到了一定的應(yīng)用。據(jù)國外報道，玻璃纖維增強的摩擦材料，It摩擦磨損性能良好，但玻璃纖維增強材料對載荷、滑動速度及制動溫度等固素反應(yīng)較皺感。在重載房速及高溫下，摩擦
7、系數(shù)變化明顯，不穩(wěn)定。玻璃纖維用作摩擦材料的增強纖維有一定的要求。玻璃纖維應(yīng)較柔軟，而含15—30%氯化鉀的玻璃纖維可使莫氏強度下降，使玻璃纖維變軟，認為E玻璃纖維可以使用。雖然說玻璃纖維能夠運用在摩擦材料的增強材料屮，但玻璃纖維冇不足Z處。①硬度過高，磨損比石棉增強材料大；②當(dāng)溫度超過800°C時易形成玻璃珠，而玻璃珠莫氏硬度更高，材料磨損量會進一步增加；③玻璃纖維增強材料的摩擦系數(shù)隨溫度有較大的變化，摩擦系數(shù)不穩(wěn)定。2.3碳纖維碳纖維具冇高比強度、高比模量、耐熱、耐磨、耐腐蝕及熱膨脹系數(shù)較小等許多優(yōu)點。碳纖維增強基體的（C/C）復(fù)合
8、摩擦材料在航空航天工業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。碳纖維增強基體的航空剎車用復(fù)合材料具有質(zhì)量輕、抗熱沖擊性好、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、使用壽命長等特點，是新一代的航空剎車副。目前，國際上大多數(shù)軍用和民用干線飛機采均用碳纖維增強
