[发明专利]QICC纳米碳-碳SiC纳米冗余复合材料刹车盘及制备方法

说明书

QTCC碳/碳‑SiC纳米冗余复合材料及刹车盘及制备方法，本发明涉及刹车盘制备工艺，为解决以上技术问题，改善不足，本发明提供一种从碳纤维中提取纳米纤维来合成刹车盘摩擦材料，改变碳纤维的孔隙结构尺度，并添加氢氧化钠和亚硫酸钠溶液工艺处理后，通过去除一些化合物，在碳陶复合材料的结构中制造出更多均匀的中空空间，以表面改性原位复合优化了控制碳陶复合材料的界面，使刹车盘的高温使用温度和抗阻耐磨、强度、韧度、机械性能、一体化综合性能更加优异，适合产业化生产的QTCC碳/碳‑SiC纳米冗余复合材料刹车盘及制备方法。

技术领域

本发明涉及刹车盘制备工艺，具体涉及一种C/C-SiC纳米冗余复合材料刹车盘的制备方法。

背景技术

纳米技术的迅速发展，为新材料向高性能化、高功能化、复合化、智能化和低成本化方向的发展起到极大促进作用。在复合材料的研发生产中利用纳米技术对不同尺度、不同结构异质材料的界面进行控制与优化，为复合材料的强韧化研究提供了新契机。C/C-SiC碳陶复合材料刹车盘具有重量轻、高温摩擦性优良、耐磨损等优点性征而在工业动力装备制动系统中广泛应用，但传统的碳陶复合材料技术性能面对更前瞻更高要求面对市场更多的期待。

QICC（量子临界态）：根据霍尔·佩奇公式定律，可知材料的强度随着晶粒尺寸的减小而提高。利用国际先进的固体核磁共振技术（75As)把控碳陶化合物的无向列性的磁量子临界态特质中，无向列性的自旋涨落是高温高压超导性的主要驱动因素因素关键。特征：通过三维CAD建模及Magics软件二位数据，调节高温高压，使材料内核的热液活性波动幅度呈现新型磁序而达到“量子临界态”，经烧结更加致密化而优化工艺设计，制备出新一代高性能摩擦功能材料。

高速动力装备、汽车、飞机由于重力与加速度，大气摩擦与磨损，产生巨大载荷而产生高温高热，一旦制动刹控失灵，将对生命财产安全造成重大危害。制造安装留有足够的：补强、抗阻、隔热，使装备制动减速，衰变至安全的冗余/备用刹车系统，将使高速动力装备更加安全可靠，将会受到市场极大关注，满足更高需求。

低温球磨是制备纳米粉体结构材料的主要方法：通过材料粉末的碾压变形、断裂与焊合，热循环作用，使材料的晶粒尺寸降到100nm以下，然后在低温球磨合过程中，提高纳米晶粉体和块体的热稳定性。纳米晶粒的表面效应和高活性：使纳米粉末极易被氧化，随着温度升高，氧化速率也在加快攀升。因此在烧结前对纳米粉末的排气，并在短时间、较低温度下完成烧结过程，可有效控制晶粒的放大，抗氧化保证纳米复合材料的优异性能。

碳陶刹车盘与有机刹车片磨合以后的摩擦系数和实际接触面积有关，富含纳米陶瓷的表面可以显著提高碳陶刹车盘的摩擦性能，而现有的带摩擦层的碳陶刹车盘工艺主要是从碳纤维增强树脂基复合材料开始进行的一体化设计，因此存在：表面摩擦层为反应烧结碳化硅，残留硅会影响刹车盘的使用抗阻、高温耐磨性，且刹车盘需要单独混料热压成型及加工，工艺繁琐，单位成本高、周期长等顽疾，而不能与时俱进，满足市场需求，制约着高端装备的发展。

发明内容

为解决以上技术问题，改善不足，本发明提供一种从碳纤维中提取纳米纤维来合成刹车盘摩擦材料，改变碳纤维的孔隙结构尺度，并添加氢氧化钠和亚硫酸钠溶液工艺处理后，通过去除一些化合物，在碳陶复合材料的结构中制造出更多均匀的中空空间，以表面改性原位复合优化了控制碳陶复合材料的界面，使刹车盘的高温使用温度和抗阻耐磨、强度、韧度、机械性能、一体化综合性能更加优异，适合产业化生产的QTCC碳/碳-Sic纳米冗余复合材料刹车盘及制备方法。

为实现上述目的，QTCC碳/碳-SiC纳米冗余复合材料的制备方法，其所述的制备方法包括如下的步骤：

（1）在真空条件下，将碳纤维放入2150℃~2300℃环境中煅烧2~3h，将煅烧后的碳纤维基体用氢氧化钠和亚硫酸钠的混合溶液在50~70℃浸泡60~80min，接着用去离子水冲洗至中性，烘干待用；