Peng Xiao Zhuan Li Zibing Zhu Xiang Xiong
材料科学技术（英）
Carbon fibre reinforced carbon and SiC dual matrices composites (C/C-SiC) show superior tribological properties, high thermal shock resistance and good abrasive resistance, and they are promising candidates for advanced brake and clutch systems. The microstructure, mechanical properties, friction and wear properties, and application of the C/C-SiC composites fabricated by warm compacted-in situ reaction were introduced. The results indicated that the composites were composed of 50-60 wt pct carbon, 2-10 wt pct residual silicon and 30-40 wt pct silicon carbide. The C/C-SiC brake composites exhibited good mechanical properties. The value of flexural strength and compressive strength could reach 160 and 112 MPa, respectively. The impact strength was about 2.5 kJ·m-2. The C/C-SiC brake composites showed excellent tribological performance,
including high coefficient of friction (0.38), good abrasive resistance (1.10 μm/cycle) and brake steadily on dry condition. The tribological properties on wet condition could be mostly maintained. The silicon carbide matrix in C/C-SiC brake composites improved the wear resistance, and the graphite played the lubrication function, and right volume content of graphite was helpful to forming friction film to reduce the wear rate. These results showed that C/C-SiC composites fabricated by warm compacted-in situ reaction had excellent properties for use as brake materials.
关键词:
C/C-SiC
,
制动材料
,
摩擦磨损
,
温压－原位反应法
王玲玲
,
嵇阿琳
,
崔红
,
闫联生
,
张强
复合材料学报
doi:10.13801/j.cnki.fhclxb.20150611.002
采用碳纤维针刺预制体,用前驱体浸渍裂解(PIP)法分别制备了C/C-SiC和C/C-SiC-ZrC陶瓷基复合材料,并对材料的微观结构、力学和烧蚀性能进行了分析对比.结果表明:利用该方法可制备出陶瓷相填充充分且分布均匀的复合材料.C/C-SiC-ZrC的面内弯曲强度、厚度方向的压缩强度、层间剪切强度均低于对应的C/C-SiC的.2 200℃、600 s氧化烧蚀后,C/C-SiC-ZrC的抗烧蚀性能显著优于C/C-SiC,其线烧蚀率下降43.8％,质量烧蚀率下降25％.在超高温阶段,C/C-SiC-ZrC复合材料基体的ZrC氧化生成的ZrO2溶于SiC氧化生成的SiO2中,形成黏稠的二元玻璃态混合物,有效阻止了氧化性气氛进入基体内部.
关键词:
前驱体浸渍裂解
,
C/C-SiC
,
C/C-SiC-ZrC
,
力学性能
,
抗烧蚀性能
曹宇
,
刘荣军
,
曹英斌
,
龙宪海
,
严春雷
,
张长瑞
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.07.004
三维针刺碳毡经化学气相渗透（Chemical Vapor Infiltration, CVI）增密制备C/C素坯，通过气相渗硅（Gaseous Silicon Infiltration, GSI）制备C/C-SiC复合材料。研究素坯密度与CVI C层厚度及素坯孔隙率的变化规律，并分析素坯密度对C/C-SiC复合材料力学性能、热学性能的影响。结果表明：随着素坯密度增大，CVI C层变厚，孔隙率减小；C/C-SiC复合材料中残C量随之增大，残余Si量随之减小，SiC先保持较高含量（体积分数约40%），随后迅速降低，C/C-SiC复合材料密度逐渐减小，力学性能先增大后减小，而热导率及热膨胀系数降低至平稳。当素坯密度为1.085g/cm3时，复合材料力学性能最好，弯曲强度可达308.31MPa，断裂韧度为11.36MPa·m1/2。研究发现：素坯孔隙率较大时，渗硅通道足够，残余硅多，且CVI C层较薄，纤维硅蚀严重，C/C-SiC复合材料力学性能低；素坯孔隙率较小时，渗硅通道很快阻塞，Si和SiC含量少，而闭孔大且多，C/C-SiC复合材料力学性能也不高。
关键词:
C/C素坯
,
气相渗硅
,
C/C-SiC
,
CVI C
,
力学性能
王其坤
,
胡海峰
,
郑文伟
,
马青松
,
简科
,
陈朝辉
材料导报
C/C-SiC复合材料具有许多优异的性能,如高比强度、高比模量、优良的高温性能、高热导率以及低热膨胀系数等.与其它制备工艺相比,采用熔融渗硅法制备C/C-SiC复合材料的工艺具有操作简单、周期短、成本低等优点.综述了目前熔融渗硅法制备C/C-SiC复合材料的研究状况.
关键词:
熔融渗硅
,
C/C-SiC
,
复合材料
,
工艺
,
应用
秦明升
,
肖鹏
,
熊翔
材料导报
简要介绍了汽车制动材料的种类和各类材料的优缺点,指出C/C-SiC复合材料具有优良的摩擦性能,代表着当前制动材料的最高水平.主要论述了C/C-SiC制动材料的国内外研究进展、制备工艺以及未来的发展趋势.在制备工艺中,主要介绍了液相硅渗透法和温压一原位反应法两种短周期、低成本的工艺.认为采用短碳纤维模压工艺是以后大批量生产C/C-SiC制动材料最有前途的一种方法.
关键词:
制动材料
,
C/C-SiC
,
研究进展
,
制备技术
李专
,
肖鹏
,
岳静
,
熊翔
材料工程
doi:10.3969/j.issn.1001-4381.2013.03.014
以炭纤维针刺毡为预制体,先采用化学气相渗透法制备炭基体,然后采用熔融渗硅法制备SiC基体,得到C/C-SiC摩擦材料；利用MM-1000型惯性试验台研究了C/C-SiC材料在不同制动速度下干态和CD15W-40柴油机油润滑状态下的摩擦磨损性能.研究结果表明:C/C-SiC摩擦材料与水的接触角为80.5°左右,为亲油性材料；C/C-SiC材料在CD15W40柴油机油润滑状态下,随制动速度从3000r/min升高到6000r/min,其摩擦因数和线性磨损量在4000r/min时达到最大值,分别是0.21μm/cycle和1.1μm/cycle,而在5000r/min和6000r/min时,其摩擦因数均为0.17,线性磨损量均为0;C/C-SiC摩擦材料在湿态条件下能保持较高的摩擦因数,制动曲线平稳,磨损率低,可作为新一代工程机械和重型车辆湿式离合器用摩擦材料的候选材料.
关键词:
C/C-SiC
,
湿式
,
摩擦磨损
,
炭纤维
,
制动速度
肖鹏
,
熊翔
,
任芸芸
中国有色金属学报
采用温压-原位反应法制备C/C-SiC复合材料,研究了SiC、石墨和树脂炭成分对C/C-SiC材料摩擦磨损行为的影响及其机理.结果表明:SiC在摩擦表面摩擦膜的形成过程中起骨架作用,提高SiC的含量有利于提高摩擦系数,降低磨损率;树脂炭在材料中具有粘结各成分和提高摩擦系数的作用,但其成膜性较差,易增大磨损率;石墨粉在制动过程中起润滑作用,适量石墨粉有助于形成稳定的摩擦膜降低磨损率;摩擦表面摩擦膜的形成有利于减少C/C-SiC材料的磨损率.
关键词:
C/C-SiC
,
制动材料
,
摩擦磨损
,
摩擦机理
李专
,
肖鹏
,
熊翔
中国有色金属学报
以短炭纤维、炭粉、Si粉、树脂和粘结剂为原料,采用温压-原位反应法(WC-ISR)制备C/C-SiC制动材料,研究该材料的压缩性能及其破坏机理.结果表明:C/C-SiC制动材料的纵向压缩强度可达118.2 MPa,纵向压缩破坏表现为韧性断裂,以对角剪切破坏方式为主;横向压缩强度可达86.9 MPa,横向压缩破坏主要表现为脆性断裂,以多层复合剪切破坏方式为主.C/C-SiC制动材料的压缩性能分别随炭纤维和SiC含量的增加而增大,且炭纤维含量的影响更加显著;但随基体炭含量的增加而降低.
关键词:
C/C-SiC
,
温压-原位反应法
,
压缩性能
,
破坏机理
曹宇
,
刘荣军
,
曹英斌
,
龙宪海
,
严春雷
,
张长瑞
材料工程
doi:10.11868/j.issn.1001-4381.2016.07.004
三维针刺碳毡经化学气相渗透(Chemical Vapor Infiltration,CVI)增密制备C/C素坯,通过气相渗硅(Gaseous Sil-icon Infiltration,GSI)制备C/C-SiC复合材料.研究素坯密度与CVI C层厚度及素坯孔隙率的变化规律,并分析素坯密度对C/C-SiC复合材料力学性能、热学性能的影响.结果表明:随着素坯密度增大,CVI C层变厚,孔隙率减小;C/C-SiC复合材料中残C量随之增大,残余Si量随之减小,SiC先保持较高含量(体积分数约40％),随后迅速降低,C/C-SiC复合材料密度逐渐减小,力学性能先增大后减小,而热导率及热膨胀系数降低至平稳.当素坯密度为1.085g/cm3时,复合材料力学性能最好,弯曲强度可达308.31MPa,断裂韧度为11.36MPa·m1/2.研究发现:素坯孔隙率较大时,渗硅通道足够,残余硅多,且CVI C层较薄,纤维硅蚀严重,C/C-SiC复合材料力学性能低;素坯孔隙率较小时,渗硅通道很快阻塞,Si和SiC含量少,而闭孔大且多,C/C-SiC复合材料力学性能也不高.
关键词:
C/C素坯
,
气相渗硅
,
C/C-SiC
,
CVI C
,
力学性能
