不同制动速度对碳纤维增强酚醛树脂基摩擦材料摩擦性能的影响

为了研究不同制动速度对碳纤维增强树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响,通过制备短切纤维(DQ)、平纹布铺层(TB)和2.5D深交联机织物(SJ)三种碳纤维预制体结构增强酚醛树脂基摩擦材料,测试了三种摩擦材料在不同制动速度下的摩擦系数、磨损率及制动时间,并结合微观表面形貌和磨屑形貌讨论了摩擦材料的摩擦磨损机理。结果表明:在相同的制动速度下,材料的摩擦系数基本表现为SJ>TB>DQ,深交联织物增强摩擦材料磨损量最低、制动时间最短。平纹布铺层和2.5D织物增强摩擦材料的摩擦系数受制动速度的变化影响较小,并稳定在0.35～0.45。随着制动速度的增加,短切纤维增强摩擦材料表面难以形成连续的摩擦膜,主要发生磨粒磨损;平纹布铺层和2.5D织物增强摩擦材料摩擦表面存在较完整的摩擦膜,磨损形式以粘着磨损为主。

新型深交联结构碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料及其制备方法

设计预制体结构参数与织造工艺参数,制备2.5D深交联结构的碳纤维机织物;优化填料配方,采用溶液浸渍、真空辅助相结合的成型工艺,制备出新型深交联结构碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料。测试了复合材料的密度、孔隙率,研究了材料的剪切性能和弯曲性能,并对其细观形貌和界面结合效果进行观察分析。结果表明:深交联碳布密度为0.84g/cm3,对应的复合材料密度为2.37g/cm3,该新型深交联结构碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料弯曲应力达到729MPa,剪切强度为262MPa,界面结合良好,具有优异的抗弯强度、剪切强度和结构整体性。

2.5维碳纤维机织酚醛树脂基摩擦材料的力学性能

以碳纤维为原料,设计织造碳纤维体积含量约50%的浅交弯联和深交联两种典型的2.5维(2.5D)机织物,优选基体材料组分和配方,采用溶液浸渍、真空辅助相结合的成型工艺,制备出新型2.5D碳纤维机织物酚醛树脂基摩擦材料。测试了预制体的密度、摩擦材料的孔隙率和密度;研究了摩擦材料弯曲、剪切性能,并分析其细观形态及破坏机理。结果表明:浅交弯联碳布密度为0.79g/cm3,深交联碳布密度为0.84g/cm3;对应的复合材料密度分别为1.44和1.37g/cm3。相同碳纤维体积含量的深交联摩擦材料的孔隙率略大于浅交弯联。在纤维体积含量相同的情况下,相较于浅交弯联摩擦材料,深交联结构具有较大的剪切强度和抗弯强度;而在弯曲载荷作用下,浅交弯联摩擦材料表现为缓慢破坏,具有较好的稳定性。

一种2．5维碳纤维／芳纶机织预制体增强改性腰果壳油酚醛树脂基摩擦材料

本发明公开了一种2．5维碳纤维／芳纶机织预制体增强改性腰果壳油酚醛树脂基摩擦材料，该摩擦材料采用碳纤维与芳纶混编制成的2．5维碳纤维／芳纶机织预制体作为增强结构，与改性腰果壳油酚醛树脂胶液复合固化制成所述摩擦材料。本发明材料可以完全使用于大载重，高速度等极端工作条件上，较强的力学性能不但能承载较高的冲击力还能在较高的速度下耐磨损，

考虑切削能耗和表面质量的碳纤维增强树脂基复合材料加工工艺参数优化决策

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)二次加工能耗与质量的影响要素相比于传统材料加工更为复杂,导致现有相关经验公式难以适用。基于此,以CFRP二次加工的切削力分析为切入点,对考虑能耗和质量的CFRP加工工艺参数优化决策问题开展研究。首先分析纤维方向角对CFRP加工形式的影响,推导了切削力模型;然后建立了以切削三要素和纤维方向角为变量,以切削能耗和表面粗糙度为目标的多目标优化模型,并提出了多样化突变驱动的粒子群优化算法(DM-PSO)与层次分析法(AHP)集成的工艺参数优化决策方法;最后通过铣削试验设计验证了上述模型和方法的可行性和优越性。

碳纤维酚醛树脂基复合材料制备及摩擦磨损性能研究

以酚醛树脂为基体,碳纤维为增强纤维,石墨和聚醚醚酮(PEEK)为固体润滑剂,通过热压成型方法制备复合材料。通过多功能立式摩擦磨损试验机对复合材料进行摩擦磨损测试,扫描电子显微镜观察复合材料的磨损表面。结果表明,石墨的加入能够降低复合材料的摩擦系数和磨损率,当加入15%(wt,质量分数)石墨的复合材料的摩擦系数为0.1,磨损率为0.37×10^(-6)g/N·m。PEEK的加入能够增加复合材料的摩擦系数,降低复合材料的磨损率,当加入10%(wt,质量分数)PEEK的复合材料表现出最好的摩擦性能,摩擦系数为0.28,磨损率为0.92×10^(-6)g/N·m。

聚吡咯共轭结构对碳纤维增强树脂基复合材料热循环稳定性能的影响

为解决碳纤维增强树脂基复合材料(CFRPs)存在的碳纤维与基体间界面黏结性较弱和在热循环过程中因热膨胀系数不匹配而产生界面破坏的问题,通过低温聚合得到含有较多共轭结构的聚吡咯(PPy)对预处理后碳纤维(CF)进行表面改性,分别在0、30、60℃下制得碳纤维/聚吡咯复合纤维(PPy/CF),并研究了不同聚合温度下制备的CFRPs的界面结合性能、热膨胀性能和热循环稳定性能。结果表明:PPy/CF-0纤维的表面粗糙度与CF相比增加了2.09倍,这有利于树脂锚定在碳纤维表面,从而提高界面结合性能;并且PPy/CF-0纤维表面的聚吡咯层具有较完善的共轭结构,整体表现为负热膨胀系数,使得复合材料的层间剪切强度和界面剪切强度分别达到了CF的1.56倍和1.70倍;此外还使得CFRPs的热循环稳定性有了较明显的提升,经100次热循环实验后,其剪切强度仍能保持在初始数值的70%以上。

碳纤维增强树脂基复合材料的层间颗粒增韧技术研究进展

碳纤维增强树脂基复合材料(CFRP)具有高强高模的优点,被广泛应用于汽车、体育、船舶、航空航天等领域,达到了材料轻量化的要求。目前使用较多的树脂基体以环氧树脂(EP)等热固性树脂为代表,普遍存在脆性大、韧性差的问题,导致复合材料层合板容易在层间发生开裂。层间增韧是一种有效的增韧方式,它可以在不改变基体树脂粘度的情况下对特定区域进行增韧,提高材料的断裂韧性。本文介绍了层间断裂模式并总结了层间断裂韧性(ILFT)测试的数据处理方法,总结了聚合物颗粒与无机纳米颗粒(主要是碳纳米管)的颗粒种类、增韧机制、引入方式,并主要通过层间断裂韧性评价了各种颗粒的增韧效果。

几种改性酚醛树脂对石油沥青碳纤维摩擦复合材料性能的影响

介绍了用尼龙、丁腈橡胶、聚乙烯醇缩丁醛改性酚醛树脂作基体以沥青碳纤维为增强材料制作摩擦复合材料的制备方法，并测试了三种材料的摩擦、磨损和冲击性能。结果表明，前两种优于后者，其中丁腈橡胶改性的材料在高温（３００℃）下摩擦系数无衰减。

碳纤维增强树脂基摩擦材料摩擦磨损性能

为提高树脂基摩擦材料摩擦因数稳定性,改善其抗热衰退性能。以碳纤维作为增强纤维,采用热压成型工艺制备碳纤维增强树脂基摩擦材料;用XD-MSM型定速摩擦试验机测定摩擦磨损性能,研究了不同含量碳纤维增强对树脂基摩擦材料摩擦磨损性能的影响;利用VK-X200三维激光扫描显微镜观察了摩擦材料磨损后表面的微观形貌并探讨其磨损机理。结果表明,碳纤维增强树脂基摩擦材料的硬度、压缩强度和剪切强度均得到提高,并随碳纤维含量的增加而逐渐增大;碳纤维增强作用提高了树脂基摩擦材料的耐磨性和摩擦因数的稳定性,改变了树脂基摩擦材料的摩擦磨损形式;碳纤维含量为4wt%的增强树脂基摩擦材料摩擦因数稳定性较高,抗热衰退性能较好,磨损机制主要为疲劳磨损。

分层接结三维机织预制体增强酚醛树脂基材料的摩擦性能

为克服短切纤维和二维碳布增强预制体结构强度低的缺点,分别设计并制备了浅交弯联和深交联2种分层接结三维机织碳纤维预制体增强酚醛树脂基复合材料,并以相同复合工艺制备了短切碳纤维增强酚醛树脂基复合材料。测试碳纤维/酚醛树脂复合材料的摩擦性能,并通过观察3种复合材料的磨损表面和磨屑的微观形貌,探讨了其摩擦机制。结果表明:短切纤维复合材料的摩擦因数和磨损率最高,深交联的摩擦因数和磨损率最低,浅交弯联的居中。分层接结三维机织结构预制体具有优良的力学性能和整体性,会使复合材料在摩擦过程中减少磨屑与磨损,保持稳定的摩擦因数,从而使复合材料具有良好的摩擦性能。

摩擦膜特征对陶瓷增强酚醛树脂基材料摩擦性能影响

针对目前对于摩擦膜物理特征与材料摩擦性能之间关系的研究较少的情况,选用大尺寸石英颗粒与酚醛树脂基体进行复合,利用销–盘式摩擦试验机对其摩擦磨损性能进行测试。摩擦结束后,采用纳米/微米压痕法表征颗粒表面摩擦膜的力学特性,并通过扫描电子显微镜观察摩擦膜微观形貌。测试结果显示,酚醛树脂粘结剂在21.9%~29.4%时,摩擦系数随树脂基体粘结剂含量增加而减小,这是由于摩擦膜强度逐渐降低,导致粘着摩擦力减小。另外,酚醛树脂基摩擦材料抗热衰退性与摩擦膜厚度成反比,这是由于有机粘结剂在高温下热降解对摩擦膜稳定性不利。陶瓷颗粒具有较高硬度,使得材料具有良好耐磨性。

孔隙率对碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

碳纤维增强纸基摩擦材料是应用于汽车自动变速器中的一种新型湿式摩擦材料.在固定原材料配比和含量的基础上,通过改变摩擦材料厚度,制备出几种孔隙率不同的碳纤维增强纸基摩擦材料.采用液体渗透法测试摩擦材料的孔隙率.利用扫描电镜观察试样形貌.通过惯量试验机研究孔隙率对碳纤维增强纸基摩擦材料湿态摩擦磨损性能的影响.试验结果表明:短切碳纤维在树脂基体中均匀分散,相互桥接,形成了大小不一的贯穿性孔隙;随着孔隙率的增大,摩擦力矩曲线趋于平稳;动摩擦系数升高,静摩擦系数降低,磨损率增大.

玻璃纤维增强酚醛基摩擦材料摩擦磨损性能研究

以丁氰橡胶改性酚醛树脂为基体 ,以经过表面处理的玻璃纤维为增强材料 ,研制出新型无石棉摩擦材料 ,其各项性能均达到汽车制动器衬片GB576 3- 86的规定 ,可作为目前常用石棉摩擦材料的更新换代产品 .通过详细研究玻璃纤维 (简称玻纤 )的质量分数、长度及表面状态对材料摩擦磨损性能的影响 ,得出玻纤的最佳质量分数为 15%～ 2 5% ,最佳长度为 4～ 8mm .研究结果还表明 ,采用热处理、等离子体处理和偶联剂处理后的玻纤 ,可以大大降低磨损量和改善材料的摩擦磨损性能 .

碳纤维增强纸基摩擦材料磨损机理研究

以碳纤维为主要增强纤维,采用湿法工艺制备出1种纸基摩擦材料.研究了不同制动次数条件下样品的摩擦磨损行为,通过分析不同制动次数后样品磨损表面的粗糙度特征、三维轮廓形貌、微观形貌和热失重过程,探讨了碳纤维增强纸基摩擦材料的磨损机理.结果表明:随着制动次数的增加,磨损表面粗糙度大幅度降低,材料磨损过程经历了从"跑合磨损"到"稳定磨损"的转变;材料在磨损过程中微凸体逐渐被磨平,孔隙逐渐被填充,表现出疲劳磨损的特征;磨损后样品表层的热重曲线在320～450℃之间出现了新的剧烈失重峰,表明产生了热磨损;但是磨粒磨损的特征并不明显.

Al_2O_3含量对碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响

采用造纸工艺制备出4种不同Al2O3含量的碳纤维增强纸基摩擦材料。通过液体渗透法测试了摩擦材料的孔隙率。利用扫描电镜和金相显微镜观察试样形貌。通过惯量试验机研究了Al2O3含量对碳纤维增强纸基摩擦材料湿态摩擦磨损性能的影响。结果表明:碳纤维在树脂基体中均匀分散,形成了大小不一的贯穿性孔隙;Al2O3含量对摩擦材料的孔隙率影响较小;随着Al2O3含量的增大,摩擦力矩曲线趋于平稳,摩擦因数升高,磨损率增大。

连续制动条件下碳纤维增强纸基摩擦材料摩擦磨损性能研究

采用湿法工艺制备出一种碳纤维增强纸基摩擦材料,通过惯量试验机研究了长时间连续制动条件下碳纤维增强纸基摩擦材料的摩擦磨损性能变化规律.利用扫描电子显微镜和三维轮廓仪观察磨损表面形貌并分析其磨损机理.结果表明:随着制动次数的增加,摩擦力矩曲线波动现象严重,摩擦系数减小,摩擦表面由于形成了光滑的摩擦膜使磨损率大幅度降低.

一种新型短切碳纤维增强纸基摩擦材料研究

以短切碳纤维为增强纤维 ,采用湿法工艺研制成功一种新型无石棉纸基摩擦材料 ,采用TG DTA热分析方法、定速摩擦试验和惯量摩擦研究了摩擦材料耐热性能、摩擦性能和磨损性能。试验结果表明 ,新研制的炭纤维增强纸基摩擦材料的起始分解温度和失重速率等耐热性能指标优良 ,动摩擦系数高达 0 .136～ 0 .14 9,且摩擦系数稳定 ,磨损率低 ,是一种理想的新型无石棉纸基摩擦材料。

碳纤维毡增强铝基复合材料的摩擦磨损性能研究

采用压挤渗透工艺制备了新型碳纤维毡增强铝基复合材料 ,在 MG- 2 0 0 0型高速高温摩擦磨损试验机上考察了其摩擦磨损特性 .结果表明 :碳纤维毡增强铝基复合材料的摩擦磨损特性明显优于基体合金 ;复合材料经历由稳定磨损向严重磨损的转化 ;在稳定磨损阶段 ,复合材料的磨损表面存在由金属氧化物和碳膜共同构成的复合固体润滑膜 。

碳纤维增强双马来酰亚胺树脂基复合材料体系冲击后压缩强度研究

探讨了树脂基体、碳纤维增强体以及树脂基体 纤维的界面等对双马来酰亚胺 (简称双马 )树脂基复合材料冲击后压缩强度 (CAI)值的影响 ,指出降低树脂基体的交联密度和产生微观两相结构是提高碳纤维 /双马复合材料CAI值的两个典型方法。合适的树脂含量有利于保持复合材料体系较高的CAI值 ,采用高强高韧性的碳纤维可明显提高复合材料体系的CAI值。为获得较高的CAI值 ,保持合适的树脂基体