Kevlar短纤维对摩擦材料性能的影响效应

研制了以少量Kevlar纤维增强的摩擦制动材料 ,采用高速搅拌以及依电性顺序加料混合的方法 ,重点解决了Kevlar纤维的分散混料问题 ,并系统分析了Kevlar短纤维的分散、含量、长径比、取向等对摩擦材料性能的影响效应。

纤维增强复合材料的仿生结构设计及其力学性能的数值模拟

针对普通金属材料密度大、易生锈、易磨损及吸能效果差等问题,文章以自然界的淡水龙虾和螃蟹螯作为仿生原型,设计了一种纤维增强复合材料模型。利用有限元模拟的方法对设计的复合材料模型进行了数值模拟对比分析,对复合材料模型的抗压性能、抗扭性能、吸能性能和表面摩擦性能进行了研究。

芳纶纤维增强摩擦材料的摩擦学性能研究

系统研究了芳纶纤维增强摩擦材料在模拟制动工况下的摩擦学特性 .结果表明 ,在试验工况下 ,复合材料的摩擦系数随滑动速度的增大而降低 ,磨损率随滑动速度的增加而增大 ;随着芳纶含量的增加 ,复合材料摩擦系数略有增加 ,而磨损率明显下降 ;芳纶纤维在摩擦过程中起到了提高摩擦系数稳定性和降低磨损的作用 .

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.

1-2-3型摩擦制动复合材料的研究

针对近年来摩擦制动材料的发展要求 ,选用 2维的片状蛭石与 1维的 Kevlar纤维混杂作为增强体 ,在配方及工艺研究的基础上 ,成功地研制出 1 - 2 - 3型复合增强摩擦材料。其性能及机理研究表明 :此摩擦材料力学性能高 ,摩擦性能稳定 ,特别是高温磨损小 ,是一种具有广阔发展前景的摩擦制动材料。

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。

蒸汽爆破处理对竹纤维复合摩阻材料摩擦学性能的影响

天然竹纤维在增强树脂基复合材料的应用中存在与憎水性的树脂界面相容性差等问题。通过对竹纤维进行不同工艺蒸汽爆破处理,探索其对增强复合摩阻材料界面和性能影响。结果表明,竹纤维蒸爆处理使复合材料冲击强度提高10%以上,其中压力变化影响较小,而保压时间延长使材料冲击强度增大;蒸爆处理可改善材料高温摩擦系数,提高材料制动稳定性、抗热衰退性能和耐磨性。竹纤维在蒸爆压力2 MPa时保压240 s,摩阻材料具有较佳摩擦学性能。经蒸爆处理后竹纤维外表呈棉絮状,具有更明显的细小沟壑,比表面积增大,有利于提高竹纤维与树脂基体界面结合能力。未处理样磨损表面的竹纤维在高温时炭化烧蚀严重,基体在外力作用下被撕裂剥落,而蒸爆样表面仍有大量竹纤维存留并起增强作用,周围形成较稳定摩擦表面膜,保证了材料在高温下的摩擦学性能。

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.

多纤维增强汽车制动器摩擦材料的摩擦磨损特性研究

制备一种多纤维增强汽车制动器摩擦材料。为了解多纤维增强摩擦材料各组分在制动摩擦过程中所起的作用,采用XD-MS定速式摩擦试验机测定所制备的摩擦材料的摩擦磨损性能,通过扫描电镜观测在不同温度下磨损后的表面形貌。结果表明:摩擦材料的摩擦因数比较稳定且在高温时摩擦因数没有显著下降,磨损率也在规定范围内;摩擦材料在低温下主要是磨粒磨损,高温下树脂分解产生热磨损,同时伴随着磨粒磨损和疲劳磨损。

聚氯乙烯包覆处理竹纤维对其增强摩擦材料摩擦学性能的影响

采用聚氯乙烯(PVC)包覆法处理竹原纤维,并将其应用于增强树脂基摩擦材料。通过定速摩擦试验、表面形貌观察及能谱分析、热失重分析等方法探讨PVC包覆处理竹纤维对其增强摩擦材料摩擦学性能的影响。结果表明,竹纤维经过PVC包覆处理后,能显著提高摩擦材料的整体摩擦学性能,尤其是中高温的摩擦因数。PVC溶液质量浓度为20 g/L,处理时间为20 min,材料具有良好的综合摩擦磨损性能。PVC包覆处理后竹纤维表面可形成一层均匀的PVC复合界面膜,使复合材料中竹纤维和树脂基体的界面黏结性能得到改善,令竹纤维在较高温度下仍然能对基体起到增强作用,提高了材料的摩擦磨损性能。

基于BP神经网络的汽车摩擦材料性能预测与配方优化

采用钢纤维、玻璃纤维、铜纤维、矿物纤维等增强纤维,石油焦碳、人造石墨、天然石墨等摩擦调节组元,以及树脂、丁腈橡胶、丁苯橡胶等粘接剂制备汽车摩擦材料。选用BP神经网络建模,以原材料配方为输入变量、摩擦磨损试验数据为输出变量,采用L-M算法对网络进行训练,并进行摩擦磨损性能预测和配方优化。结果表明,隐层神经元为4的单隐层神经网络结构模拟效果较好,性能曲面预测图能表现出原材料的组合性能,采用该网络优化试样的性能测试结果与预测值的相对误差小于20%。

钢-聚乙烯醇混杂纤维超高性能混凝土性能研究

通过超高性能纤维混凝土坍落度和力学性能试验,研究了纤维种类和掺量对其工作性和弯拉性能的影响,并探讨了钢纤维与聚乙烯醇纤维的混杂效应对其抗压强度、折压比和拉压比的影响。结果表明:纤维明显降低超高性能混凝土的工作性;超高性能纤维混凝土的抗压强度随钢纤维的掺量提高变化不大,随聚乙烯醇纤维的掺量增大而显著降低;钢纤维和聚乙烯醇纤维均能改善超高性能混凝土的弯拉性能;超高性能钢-聚乙烯醇混杂纤维混凝土对超高性能钢纤维混凝土的折压比和拉压比的增益比随着钢纤维掺量的提高而增加,钢纤维与聚乙烯醇纤维在改善超高性能混凝土弯拉性能上具有良好的协同效应。

多纤维增强汽车制动器摩擦材料的研制

用芳纶浆粕、玻璃纤维、硅灰石纤维和钛酸钾晶须混杂增强汽车制动器摩擦材料,在XD-MSM定速式摩擦试验机进行摩擦磨损性能实验,并探讨了纤维含量对摩擦磨损性能的影响。实验表明所研制的摩擦材料完全满足汽车制动性能的要求,具有良好的机械性能,热衰退小、恢复性能好。混杂纤维的质量分数为29%时,材料摩擦磨损性能最佳。

钢纤维对陶瓷基摩擦材料摩擦学性能的影响

以钢纤维为增强材料,采用氮气保护烧结方法制备出了钢纤维增强陶瓷基摩擦材料,用XD-MSM型定速摩擦磨损试验机对比研究了不同钢纤维含量对陶瓷基摩擦材料的热衰退性能、恢复性能以及磨损性能的影响,利用扫描电子显微镜(SEM)观察磨损表面形貌,并探讨了其磨损机理.研究结果表明:钢纤维的添加量(质量百分数)为24%时,钢纤维同陶瓷基体界面结合良好,陶瓷基摩擦材料的耐磨性能有所提高,热衰退率仅为5.8%,恢复率达到了107.8%,表明此配方陶瓷基摩擦材料具有较高的抗热衰退性能和恢复性能;钢纤维的含量影响陶瓷基摩擦材料的磨损形式,当含钢纤维含量较少时,陶瓷基摩擦材料以脆性脱落和疲劳磨损混合磨损形式为主;而随添加钢纤维含量的增多,其磨损形式转变为磨粒磨损;钢纤维过量加入时,则主要磨损形式为脆性脱落和疲劳磨损,并伴有黏着磨损.

湿式纸基摩擦材料的压缩回弹性能

通过对原料特性和配方进行调节,探究了棉纤维打浆度、碳纤维形态、摩擦粉含量和树脂弹性模量对湿式纸基摩擦材料压缩回弹性的影响,同时设计了4种具有不同压缩回弹性的纸基摩擦材料,分析了压缩回弹性对湿式纸基摩擦材料摩擦磨损性能的影响。研究结果表明:棉纤维打浆度在20 oSR以上时,材料具有良好的尺寸稳定性;长3 mm的短切碳纤维、乙醇溶剂型高弹性模量粘结树脂可提高样品的尺寸稳定性;摩擦粉的加入可提高材料的稳定压缩率;压缩回弹性对摩擦磨损性能有重要的影响,当湿式纸基摩擦材料的永久形变率在4.0%以下、稳定压缩率在7.0%以上时,材料的摩擦磨损性能较为优异。

长石粉对酚醛树脂基摩擦材料性能的影响

采用热压成型工艺制备混杂纤维增强酚醛树脂基摩擦材料,在定速式摩擦试验机和万能试验机上研究了不同长石粉含量对材料摩擦磨损性能和力学性能的影响,借助扫描电子显微镜观察磨损表面形貌并分析其磨损机理。结果表明,长石粉的加入对材料的力学性能有明显改善,相比于无长石粉的材料,当长石粉质量分数为6%时,材料的弯曲强度、压缩强度、剪切强度和冲击强度和洛氏硬度分别提高17.76%,10.62%,15.75%,7.81%和5.24%,但密度降低6.34%。且长石粉质量分数为6%时摩擦材料摩擦磨损性能最佳,100℃时的摩擦系数高达0.51,且磨损率最低,为1.2×10-8cm3/(N·m);其磨损机制从200℃时的粘着磨损转变为300℃时的典型磨粒磨损。

纤维混杂增强汽车制动器摩擦材料的研究

研制了以芳纶浆粕、玻璃纤维、硅灰石纤维和钛酸钾晶须作为增强体的汽车制动摩擦材料。利用定式速摩擦试验机测试其摩擦磨损性能,通过扫描电镜对其在不同温度下的磨损形貌进行了观察和分析。结果表明:含芳纶3%、玻璃纤维12%、硅灰石12%、钛酸钾晶须10%、改性树脂12%的摩擦材料具有优异的摩擦磨损性能;摩擦材料在中高温磨损主要是磨粒磨损和热疲劳磨损。

一种新型环保的高性价比摩阻制动材料的研制

基于正交优化试验设计复合材料的思想,综合竹纤维、硫酸钙晶须和镁盐晶须在增强树脂基汽车制动摩阻材料的特性,研制出一种新型环保、质优价廉的制动摩阻材料。试验结果表明：所研制的摩阻材料在100~200℃,摩擦因数均在0.40~0.41间波动,磨损率均低于0.20×10-7 cm3/（N·m）;在250~350℃,摩擦因数均在0.36~0.38间波动,磨损率均低于0.40×10-7cm3/（N·m）,具有优良的摩擦因数及稳定性,且磨损率均处较低水平;采用优化配方后的摩擦因数级别可以达到GF级别,其摩擦学性能远比市场上普通半金属的刹车片好得多,且具有良好的抗热衰退性能及正常的摩擦因数恢复性能。

纤维量对汽车摩擦材料性能的影响

研究了不同体积百分数混杂纤维增强材料对汽车摩擦材料的摩擦、磨损性能及硬度、冲击强度和三点弯曲性能指标的影响。结果表明，摩擦材料的冲击强度、三点弯曲断裂强度及硬度随纤维量的增加而上升。混杂纤维的含量以体积百分数为１０％为最佳，此时材料有较高的摩擦因数和较低的磨损量，但冲击强度、弯曲强度及硬度指标都能达到使用要求。

复合纤维混凝土的早期抗裂性能

通过在水泥基体中加入纤维素纤维(CTF)、聚乙烯醇纤维(PF)、复合微筋纤维(VS)3种性能各异的纤维,分析了其单掺与混掺时混凝土的早期抗裂性能.结果表明:单掺时PF在3种纤维中对早期抗裂性能贡献最大,但混掺时CTF,VS可与PF形成互补,产生正混杂效应,其中CTF与PF共同遏制早期微裂纹的扩展,VS在微裂纹扩展为裂缝时发挥"桥接"作用,从而增强混凝土早期抗裂性能.研究结果可为研发高性能水泥基复合纤维材料提供参考.