[发明专利]陶瓷基摩擦材料及其制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及摩擦材料的制备方法，具体涉及陶瓷基摩擦材料及其制备方法。 

背景技术：

摩擦材料作为一种应用在动力机械上，依靠摩擦作用来执行制动和传动功能的部件材料。任何机械设备与运动的各种车辆都必须要有制动或传动装置。摩擦材料主要用于车辆和动力机械制动与传动，正从单一材料向复合材料发展，其质量的好坏直接影响机器的可靠性和操作人员的生命安全。随着科学技术的发展，人们对交通运输工具和动力机械的速度、负荷能力和安全性要求越来越高。如飞机、高速列车、重载货车、轿车、赛车、摩托车等重载、高速行驶、制动频繁的民用运载工具，以及使用环境恶劣的装甲车、坦克、直升机等，都对响应快、摩擦因数足够高而稳定、抗热衰减性能良好、质量轻、寿命长和环境适应性强的高性能摩擦材料提出了迫切的需求。 

作为一种高分子三元复合材料的摩擦材料，是物理与化学复合体。它是由粘结剂、增强材料和摩擦性能调节剂及其它三大类配合组成，经一系列工艺生产加工而制成的材料制品。摩擦材料的特点是具有良好的摩擦系数和耐摩损性能，同时具有一定的耐热性和机械强度，能满足车辆或机械的传动与制动的性能要求。它们被广泛应用在汽车、火车、飞机、石油钻机等各类工程机械设备上。同样也是自行车、洗衣机等民用品作为动力传递或制动减速不可缺少的材料。 

自世界上出现动力机械和机动车辆后，在其传动和制动机构中就开始使用了摩擦材料。初期的摩擦片系用棉花、棉布、皮革等作为基材，随着车辆速度和载重要求的提升，其制动温度也相应提高，这类摩擦材料已经不能满足动力机械和机动车辆使用要求。人们开始寻求耐热性好的、新的摩擦材料，石棉摩擦材料由此诞生。20世纪60年代，人们逐渐认识到石棉对人体健康有一定的危害性，因此又寻找能取代石棉的其它纤维材料来制造摩擦材料，即无石棉摩擦材料或非石棉摩擦材料。20世纪70年代，以钢纤维为主要代替材料的半金属材料在国外被首先采用。80年代-90年代初，半金属摩擦材料已占据了整个汽车用盘式片领域。20世纪90年代后期以来，NA0(少金属)摩擦材料在欧洲的出现又引导一个新的 趋势，随后由日本企业研制成功新型陶瓷材料制成刹车片并逐渐成为刹车片市场的新宠。 

传统的刹车片原材料的组成：一般分为粘结剂、增强纤维、摩擦性能调节剂、填料。而热衰和化学不稳定这是传统摩擦材料中重要组元有机粘结剂最难克服的重大隐患之一，这大大影响了传统摩擦材料的安全性和使用效果。 

在当前这个高速发展的时代，各行业的机械设备和交通运输更是处在领先发展的行业，这些机械设备与运动的各种车辆都的速度也越来越快，而传动与制动系统的性能优劣，关系到机械设备与运动的各种车辆传动与制动是否有效、可靠。故被称为“安全件”或“保安件”，是任何机械设备与运动的各种车辆最重要的零件之一。 

20世纪90年代中期，C/C-SiC复合材料开始应用于摩擦领域，成为最新一代高性能制动材料而引起研究者的广泛关注和重视，美、德、日等工业发达国家正逐步展开理论和应用研究。C/C-SiC陶瓷制动材料具有密度低(约2.0g/cm³)、耐摩性好、摩擦因数高、制动平稳、抗腐蚀、抗氧化、耐高温、环境适应性强(如湿态下摩擦因数不衰退)和寿命长等优点，以及成本略高于粉末冶金制动材料和远低于炭/炭制动材料的优势，必将在高速高能载交通工具和工程机械的摩擦机构上得到广泛应用。