本發(fā)明屬于碳陶制動(dòng)件制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳陶制動(dòng)件及其制備方法，特別涉及一種軌道交通用碳陶制動(dòng)件及其制備方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的軌道交通用摩擦副(如制動(dòng)盤(pán)或剎車(chē)片)的摩擦材料主要為樹(shù)脂基復(fù)合材料和粉末冶金材料，摩擦副的制動(dòng)盤(pán)為鑄鐵和鑄鋼材質(zhì)。采用該摩擦副的列車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中，制動(dòng)溫度過(guò)高時(shí)，其上會(huì)掉落含有大量樹(shù)脂的粉塵，粉塵中的樹(shù)脂在300度左右溶解掉落下來(lái)，粘結(jié)在制動(dòng)盤(pán)、剎車(chē)片和車(chē)輪上，影響列車(chē)運(yùn)行和制動(dòng)效果。再者金屬基的摩擦副在高溫時(shí)會(huì)出現(xiàn)開(kāi)裂、熱損傷等，制動(dòng)時(shí)的嘯叫聲過(guò)大，造成噪音污染。
為了避免上述缺陷，現(xiàn)有技術(shù)采用碳陶復(fù)合材料來(lái)制備剎車(chē)盤(pán)或剎車(chē)片。碳陶復(fù)合材料最早在20世紀(jì)70年代研制出來(lái)，其具有高溫條件下質(zhì)量輕、能載高、耐高溫能量強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，目前碳陶復(fù)合材料的制備方法主要包括如下幾種：(1)化學(xué)氣相滲透法；(2)熔體浸滲法；(3)浸漬裂解法；(4)熱壓燒結(jié)法；(5)溫壓-原位反應(yīng)法等等。其中浸漬裂解法是利用有機(jī)高分子材料的流動(dòng)性、成型性等特點(diǎn)，使高分子材料在高溫下裂解轉(zhuǎn)化成無(wú)機(jī)陶瓷的一種方法。
如中國(guó)專(zhuān)利文獻(xiàn)公開(kāi)了一種碳陶復(fù)合材料制動(dòng)盤(pán)及制備方法。其中的制動(dòng)盤(pán)由碳陶復(fù)合材料制成，以質(zhì)量百分比計(jì)，所述碳陶復(fù)合材料包括下述組分：碳纖維12-20％，基體碳20-45％，SiC 30-55％，Si 2-6％，所述碳纖維的長(zhǎng)度為15-30mm。相應(yīng)的制備方法，包括如下步驟：(1)制備碳纖維增強(qiáng)柸體；(2)制備碳碳多孔體：將所述碳纖維增強(qiáng)柸體在保護(hù)氣氛下于600-850℃進(jìn)行碳化，得到碳/碳多孔體；(3)制備C/C-SiC復(fù)合柸體：將所述碳/碳多孔體加工出沉孔后浸漬由聚碳硅烷和二乙烯基苯配成的混合溶液后，在保護(hù)氣氛下進(jìn)行交聯(lián)固化、裂解，生成SiC基體；重復(fù)浸漬、交聯(lián)固化、裂解工藝，直至所得C/C-SiC復(fù)合坯體的密度為1.6-1.9g/cm3；所述混合溶液中聚碳硅烷與二乙烯基苯的質(zhì)量比為1：0.2-0.4；交聯(lián)固化的溫度為120-160℃；裂解的溫度為1200-1500℃；(4)制備C/C-SiC復(fù)合坯體表面摩擦層：在保護(hù)氣氛下，將所述C/C-SiC復(fù)合坯體放入液態(tài)硅中浸漬2-5min，得到摩擦表面層為硅的C/C-SiC復(fù)合坯體；(5)抗氧化處理，得到碳陶復(fù)合材料制動(dòng)盤(pán)。上述技術(shù)制得的碳陶復(fù)合材料制動(dòng)盤(pán)應(yīng)用于長(zhǎng)豐CS6型汽車(chē)用碳陶制動(dòng)盤(pán)，檢測(cè)表明其各項(xiàng)性能符合CS6型汽車(chē)制動(dòng)要求。
但是，上述碳陶復(fù)合材料中的基體碳含量達(dá)到20-45％，再者將碳/碳多孔體浸漬由聚碳硅烷和二乙烯基苯配成的混合溶液中，在保護(hù)氣氛下進(jìn)行交聯(lián)固化、裂解，生成SiC基體，在上述裂解的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生游離的碳，進(jìn)一步提高了碳陶復(fù)合材料中基體碳含量，造成基體碳含量過(guò)高，而碳作為減摩材料，過(guò)高的碳含量會(huì)降低了制動(dòng)盤(pán)的摩擦系數(shù)，影響制動(dòng)盤(pán)的剎車(chē)性能。再者，因?yàn)樘祭w維預(yù)先從液態(tài)樹(shù)脂或?yàn)r青中穿過(guò)，經(jīng)干燥后會(huì)在其表面形成一層碳層，表面具有碳層的碳纖維很難與聚碳硅烷和二乙烯基苯配成的混合溶液接觸并在其中充分浸漬，導(dǎo)致碳陶制動(dòng)盤(pán)中成分分布不均勻，不同部位性能一致性差。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
為此，本發(fā)明所要解決的是現(xiàn)有碳陶制動(dòng)件存在摩擦系數(shù)低以及成分分布不均勻的缺陷，進(jìn)而提供一種摩擦系數(shù)高、剎車(chē)性能好、成分分布均勻、性能一致性好、制備過(guò)程簡(jiǎn)單的碳陶制動(dòng)件及其制備方法。
為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
本發(fā)明所提供的碳陶制動(dòng)件，包括碳化硅、硅和碳纖維，所述碳化硅、所述硅和所述碳纖維的質(zhì)量比為(40-60)：(10-18)：(25-35)。
所述碳陶制動(dòng)件為剎車(chē)盤(pán)和剎車(chē)片，一般每個(gè)剎車(chē)盤(pán)配套2對(duì)剎車(chē)片。
本發(fā)明還提供了一種碳陶制動(dòng)件的制備方法，包括如下步驟：
制備碳纖維柸體：將碳纖維編織或疊層形成碳纖維柸體；
制備含硅先驅(qū)體溶液：將聚硅烷、過(guò)氧化二苯甲酰和硅烷偶聯(lián)劑混合形成含硅先驅(qū)體溶液；
將所述碳纖維柸體浸漬于所述含硅先驅(qū)體溶液中；
所述浸漬結(jié)束后，取出所述碳纖維柸體，在惰性氣氛下，依次經(jīng)過(guò)固化和裂解，制得所述碳陶制動(dòng)件。
優(yōu)選地，所述聚硅烷、所述過(guò)氧化二苯甲酰和所述硅烷偶聯(lián)劑的質(zhì)量比為(50-70)：(30-45)：(1-3)。
所述聚硅烷與所述碳纖維柸體的質(zhì)量比為(50-70)：(15-35)。
優(yōu)選地，所述浸漬的溫度為20-40℃，壓力為0.3-0.6Mpa。
優(yōu)選地，所述浸漬的時(shí)間為5-15min。
優(yōu)選地，所述固化的溫度為100-130℃；
所述裂解的溫度為1000-1300℃。
進(jìn)一步地，所述固化的溫度為110-115℃；
所述裂解的溫度為1100-1150℃。
優(yōu)選地，所述固化的壓力為1-2Mpa；
所述裂解的壓力為3-5Mpa。
優(yōu)選地，所述固化的時(shí)間為0.5-1h；
所述裂解的時(shí)間為10-15h。
進(jìn)一步地，所述硅烷偶聯(lián)劑為KH550、KH560、KH570、KH540、A172或A171中的至少一種，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可選擇其它類(lèi)型的硅烷偶聯(lián)劑，同樣能實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
所述聚硅烷為聚甲基硅烷，所述聚甲基硅烷的平均分子量為800-1200。，當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可選擇其它類(lèi)型聚硅烷，同樣可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。
所述碳纖維柸體由無(wú)緯單向碳布與碳纖維布疊層，并針刺形成一體。
本發(fā)明還提供了由上述制備方法制備得到的剎車(chē)片、制動(dòng)盤(pán)或由所述剎車(chē)片和制動(dòng)盤(pán)組成的摩擦副。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下有益效果：
(1)本發(fā)明實(shí)施例所提供的碳陶制動(dòng)件，包括碳化硅、硅和碳纖維，成分簡(jiǎn)單，組分配比合理，碳含量低，使碳陶制動(dòng)件具有高的摩擦系數(shù)，可達(dá)到0.4，制動(dòng)性能好，成分分布均勻、性能一致性好，同樣測(cè)試條件下，同一碳陶制動(dòng)件不同部位的物理性能和摩擦性能均一致，不同厚度的碳陶制動(dòng)件的物理性能和摩擦性能基本一致。
(2)本發(fā)明實(shí)施例所提供的碳陶制動(dòng)件的制備方法，將碳纖維柸體直接浸漬于聚硅烷、過(guò)氧化二苯甲酰和硅烷偶聯(lián)劑混合所形成的含硅先驅(qū)體溶液中，碳纖維柸體能與含硅先驅(qū)體溶液直接接觸，并在其中充分浸漬，含硅先驅(qū)體溶液中的各成分附著在碳纖維表面或進(jìn)入其內(nèi)部，并在其中均勻分布，進(jìn)而增強(qiáng)碳陶制動(dòng)件的性能一致性程度；再對(duì)浸漬后的碳纖維柸體進(jìn)行固化和裂解，通過(guò)固化使各成分穩(wěn)定在碳纖維柸體表面和內(nèi)部，再通過(guò)裂解，使聚硅烷裂解為碳化硅和硅，同時(shí)不會(huì)產(chǎn)生多余的游離碳，降低碳陶制動(dòng)件中的碳含量，提高了其摩擦系數(shù)，進(jìn)而提高了其制動(dòng)性能。
(3)本發(fā)明實(shí)施例所提供的碳陶制動(dòng)件的制備方法，含硅先驅(qū)體溶液中采用的過(guò)氧化二苯甲酰能促使聚硅烷快速裂解為碳化硅和硅，縮短了裂解時(shí)間；采用的硅烷偶聯(lián)劑能結(jié)合裂解后生成的硅，避免硅與碳纖維直接接觸并在裂解溫度下發(fā)生的硅碳反應(yīng)，降低了Si對(duì)碳纖維的損傷，提高了碳陶制動(dòng)件力學(xué)性能，如抗壓強(qiáng)度等。
(4)本發(fā)明實(shí)施例所提供的碳陶制動(dòng)件的制備方法，控制浸漬的溫度、時(shí)間和壓力，保證了碳纖維柸體能在含硅先驅(qū)體溶液中充分浸漬，使含硅先驅(qū)體溶液中的各成分有效附著在碳纖維表面或進(jìn)入其內(nèi)部，并在其中均勻分布，進(jìn)而增強(qiáng)碳陶制動(dòng)件的性能一致性程度。
(5)本發(fā)明實(shí)施例所提供的碳陶制動(dòng)件的制備方法，通過(guò)該方法制得的碳陶制動(dòng)件具有密度低、摩擦性能穩(wěn)定、摩擦量小、耐高溫、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)。
具體實(shí)施方式
為了更好地說(shuō)明本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步描述。本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)該被理解為限于在此闡述的實(shí)施例。相反，提供這些實(shí)施例，使得本公開(kāi)將是徹底和完整的，并且將把本發(fā)明的構(gòu)思充分傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員，本發(fā)明將僅由權(quán)利要求來(lái)限定。
實(shí)施例1
本實(shí)施例提供了一種碳陶剎車(chē)片及其制備方法。所述碳陶剎車(chē)片包括碳化硅、硅和碳纖維，所述碳化硅、所述硅和所述碳纖維的質(zhì)量比為50：14:30；
所述碳陶剎車(chē)片的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備碳纖維柸體：先用材質(zhì)為12K碳纖維的無(wú)緯單向碳布與材質(zhì)為24K雙向碳纖維的碳纖維布按無(wú)緯單向碳布方向0°/45°/90°/135°依次疊加在鋼背上，然后利用棱邊上帶倒鉤刺的針對(duì)無(wú)緯單向碳布和碳纖維布進(jìn)行針刺，當(dāng)針刺入時(shí)，倒鉤刺將碳纖維布的纖維帶向垂直方向，使無(wú)緯單向碳布和碳纖維布成為一體，一起附著在鋼背上，最終制備出帶鋼背的碳纖維胚體；
(2)制備含硅先驅(qū)體溶液：將平均分子量為1000的聚甲基硅烷、過(guò)氧化二苯甲酰和硅烷偶聯(lián)劑KH550的按質(zhì)量比為30：20：1混合均勻，形成含硅先驅(qū)體溶液；
(3)將所述碳纖維柸體浸漬于所述含硅先驅(qū)體溶液中，浸漬的過(guò)程中，控制浸漬的溫度為30℃、壓力為0.45Mpa、時(shí)間為10min，保證所述碳纖維柸體與所述聚甲基硅烷的質(zhì)量比為3:1；
(4)所述浸漬結(jié)束后，取出所述碳纖維柸體，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將其于115℃、1.5Mpa下固化0.7h，將固化后的碳纖維柸體于1150℃、4Mpa下裂解12h，制得厚度為15mm的具有致密結(jié)構(gòu)的碳陶剎車(chē)片。
對(duì)上述制得的碳陶剎車(chē)片進(jìn)行性能方面的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：碳陶剎車(chē)片的摩擦系數(shù)為0.38、密度為2.08g/cm3、洛氏硬度(HRC)為88、抗壓強(qiáng)度為411MPa、在20℃下的抗彎強(qiáng)度為433MPa、在400℃下的抗彎強(qiáng)度為428MPa。通過(guò)測(cè)試碳陶剎車(chē)片不同部位的摩擦系數(shù)、密度、洛氏硬度、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，結(jié)果表明碳陶剎車(chē)片不同部位的相應(yīng)性能均一致，進(jìn)而表明碳陶剎車(chē)片成分分布均勻、性能一致性好。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供了一種碳陶剎車(chē)片及其制備方法。所述碳陶剎車(chē)片包括碳化硅、硅和碳纖維，所述碳化硅、所述硅和所述碳纖維的質(zhì)量比為60：10:35；
所述碳陶剎車(chē)片的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備碳纖維柸體：先用材質(zhì)為12K碳纖維的無(wú)緯單向碳布與材質(zhì)為24K雙向碳纖維的碳纖維布按無(wú)緯單向碳布方向0°/45°/90°/135°依次疊加在鋼背上，然后利用棱邊上帶倒鉤刺的針對(duì)無(wú)緯單向碳布和碳纖維布進(jìn)行針刺，當(dāng)針刺入時(shí)，倒鉤刺將碳纖維布的纖維帶向垂直方向，使無(wú)緯單向碳布和碳纖維布成為一體，一起附著在鋼背上，最終制備出帶鋼背的碳纖維胚體；
(2)制備含硅先驅(qū)體溶液：將平均分子量為1200的聚甲基硅烷、過(guò)氧化二苯甲酰和硅烷偶聯(lián)劑KH560的按質(zhì)量比為70：30：3混合均勻，形成含硅先驅(qū)體溶液；
(3)將所述碳纖維柸體浸漬于所述含硅先驅(qū)體溶液中，浸漬的過(guò)程中，控制浸漬的溫度為40℃、壓力為0.3Mpa、時(shí)間為5min，保證所述碳纖維柸體與所述聚甲基硅烷的質(zhì)量比為5:2；
(4)所述浸漬結(jié)束后，取出所述碳纖維柸體，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將其于110℃、2Mpa下固化1h，將固化后的碳纖維柸體于1100℃、3-5Mpa下裂解15h，制得厚度為20mm的具有致密結(jié)構(gòu)的碳陶剎車(chē)片。
對(duì)上述制得的碳陶剎車(chē)片進(jìn)行性能方面的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：碳陶剎車(chē)片的摩擦系數(shù)為0.4、密度為2.13g/cm3、洛氏硬度(HRC)為86、抗壓強(qiáng)度為418MPa、在20℃下的抗彎強(qiáng)度為436MPa、在400℃下的抗彎強(qiáng)度為433MPa。通過(guò)測(cè)試碳陶剎車(chē)片不同部位的摩擦系數(shù)、密度、洛氏硬度、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，結(jié)果表明碳陶剎車(chē)片不同部位的相應(yīng)性能均一致，進(jìn)而表明碳陶剎車(chē)片成分分布均勻、性能一致性好。
實(shí)施例3
本實(shí)施例提供了一種碳陶剎車(chē)片及其制備方法。所述碳陶剎車(chē)片包括碳化硅、硅和碳纖維，所述碳化硅、所述硅和所述碳纖維的質(zhì)量比為40：18:25；
所述碳陶剎車(chē)片的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備碳纖維柸體：先用材質(zhì)為12K碳纖維的無(wú)緯單向碳布與材質(zhì)為24K雙向碳纖維的碳纖維布按無(wú)緯單向碳布方向0°/45°/90°/135°依次疊加在鋼背上，然后利用棱邊上帶倒鉤刺的針對(duì)無(wú)緯單向碳布和碳纖維布進(jìn)行針刺，當(dāng)針刺入時(shí)，倒鉤刺將碳纖維布的纖維帶向垂直方向，使無(wú)緯單向碳布和碳纖維布成為一體，一起附著在鋼背上，最終制備出帶鋼背的碳纖維胚體；
(2)制備含硅先驅(qū)體溶液：將平均分子量為800的聚甲基硅烷、過(guò)氧化二苯甲酰和硅烷偶聯(lián)劑KH570的按質(zhì)量比為50：45：1混合均勻，形成含硅先驅(qū)體溶液；
(3)將所述碳纖維柸體浸漬于所述含硅先驅(qū)體溶液中，浸漬的過(guò)程中，控制浸漬的溫度為20℃、壓力為0.6Mpa、時(shí)間為15min，保證所述碳纖維柸體與所述聚甲基硅烷的質(zhì)量比為2:1；
(4)所述浸漬結(jié)束后，取出所述碳纖維柸體，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將其于130℃、1Mpa下固化0.5h，將固化后的碳纖維柸體于1000℃、5Mpa下裂解15h，制得厚度為5mm的具有致密結(jié)構(gòu)的碳陶剎車(chē)片。
對(duì)上述制得的碳陶剎車(chē)片進(jìn)行性能方面的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：碳陶剎車(chē)片的摩擦系數(shù)為0.35、密度為2.05g/cm3、洛氏硬度(HRC)為85、抗壓強(qiáng)度為413MPa、在20℃下的抗彎強(qiáng)度為425MPa、在400℃下的抗彎強(qiáng)度為424MPa。通過(guò)測(cè)試碳陶剎車(chē)片不同部位的摩擦系數(shù)、密度、洛氏硬度、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，結(jié)果表明碳陶剎車(chē)片不同部位的相應(yīng)性能均一致，進(jìn)而表明碳陶剎車(chē)片成分分布均勻、性能一致性好。
實(shí)施例4
本實(shí)施例提供了一種碳陶剎車(chē)片及其制備方法。所述碳陶剎車(chē)片包括碳化硅、硅和碳纖維，所述碳化硅、所述硅和所述碳纖維的質(zhì)量比為45：16:35；
所述碳陶剎車(chē)片的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備碳纖維柸體：先用材質(zhì)為12K碳纖維的無(wú)緯單向碳布與材質(zhì)為24K雙向碳纖維的碳纖維布按無(wú)緯單向碳布方向0°/45°/90°/135°依次疊加在鋼背上，然后利用棱邊上帶倒鉤刺的針對(duì)無(wú)緯單向碳布和碳纖維布進(jìn)行針刺，當(dāng)針刺入時(shí)，倒鉤刺將碳纖維布的纖維帶向垂直方向，使無(wú)緯單向碳布和碳纖維布成為一體，一起附著在鋼背上，最終制備出帶鋼背的碳纖維胚體；
(2)制備含硅先驅(qū)體溶液：將平均分子量為1100的聚甲基硅烷、過(guò)氧化二苯甲酰和硅烷偶聯(lián)劑KH540的按質(zhì)量比為57：38：1.6混合均勻，形成含硅先驅(qū)體溶液；
(3)將所述碳纖維柸體浸漬于所述含硅先驅(qū)體溶液中，浸漬的過(guò)程中，控制浸漬的溫度為35℃、壓力為0.4Mpa、時(shí)間為12min，保證所述碳纖維柸體與所述聚甲基硅烷的質(zhì)量比為7:4；
(4)所述浸漬結(jié)束后，取出所述碳纖維柸體，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將其于100℃、2Mpa下固化1h，將固化后的碳纖維柸體于1300℃、3Mpa下裂解10h，制得厚度為10mm的具有致密結(jié)構(gòu)的碳陶剎車(chē)片。
對(duì)上述制得的碳陶剎車(chē)片進(jìn)行性能方面的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：碳陶剎車(chē)片的摩擦系數(shù)為0.38、密度為2.11g/cm3、洛氏硬度(HRC)為85、抗壓強(qiáng)度為415MPa、在20℃下的抗彎強(qiáng)度為430MPa、在400℃下的抗彎強(qiáng)度為425MPa。通過(guò)測(cè)試碳陶剎車(chē)片不同部位的摩擦系數(shù)、密度、洛氏硬度、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，結(jié)果表明碳陶剎車(chē)片不同部位的相應(yīng)性能均一致，進(jìn)而表明碳陶剎車(chē)片成分分布均勻、性能一致性好。
實(shí)施例5
本實(shí)施例提供了一種碳陶剎車(chē)盤(pán)及其制備方法。所述碳陶剎車(chē)盤(pán)包括碳化硅、硅和碳纖維，所述碳化硅、所述硅和所述碳纖維的質(zhì)量比為54：12:32；
所述碳陶剎車(chē)盤(pán)的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備碳纖維柸體：先用材質(zhì)為12K碳纖維的無(wú)緯單向碳布與材質(zhì)為24K雙向碳纖維的碳纖維布按無(wú)緯單向碳布方向0°/45°/90°/135°依次疊加，然后利用棱邊上帶倒鉤刺的針對(duì)無(wú)緯單向碳布和碳纖維布進(jìn)行針刺，當(dāng)針刺入時(shí)，倒鉤刺將碳纖維布的纖維帶向垂直方向，使無(wú)緯單向碳布和碳纖維布成為一體，最終制備出碳纖維胚體；
(2)制備含硅先驅(qū)體溶液：將平均分子量為900的聚甲基硅烷、過(guò)氧化二苯甲酰和硅烷偶聯(lián)劑A172的按質(zhì)量比為65：37：2.5混合均勻，形成含硅先驅(qū)體溶液；
(3)將所述碳纖維柸體浸漬于所述含硅先驅(qū)體溶液中，浸漬的過(guò)程中，控制浸漬的溫度為35℃、壓力為0.6Mpa、時(shí)間為10min，保證所述碳纖維柸體與所述聚甲基硅烷的質(zhì)量比為5:3；
(4)所述浸漬結(jié)束后，取出所述碳纖維柸體，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將其于115℃、1.5Mpa下固化0.8h，將固化后的碳纖維柸體于1150℃、4Mpa下裂解12h，制得厚度為15mm的具有致密結(jié)構(gòu)的碳陶剎車(chē)盤(pán)。
對(duì)上述制得的碳陶剎車(chē)盤(pán)進(jìn)行性能方面的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：碳陶剎車(chē)盤(pán)的摩擦系數(shù)為0.39、密度為2.10g/cm3、洛氏硬度(HRC)為87、抗壓強(qiáng)度為412MPa、在20℃下的抗彎強(qiáng)度為434MPa、在400℃下的抗彎強(qiáng)度為430MPa。通過(guò)測(cè)試碳陶剎車(chē)盤(pán)不同部位的摩擦系數(shù)、密度、洛氏硬度、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，結(jié)果表明碳陶剎車(chē)片不同部位的相應(yīng)性能均一致，進(jìn)而表明碳陶剎車(chē)片成分分布均勻、性能一致性好。
對(duì)比例1
本對(duì)比例提供了一種碳陶剎車(chē)片的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備碳纖維柸體：先用材質(zhì)為12K碳纖維的無(wú)緯單向碳布與材質(zhì)為24K雙向碳纖維的碳纖維布按無(wú)緯單向碳布方向0°/45°/90°/135°依次疊加在鋼背上，然后利用棱邊上帶倒鉤刺的針對(duì)無(wú)緯單向碳布和碳纖維布進(jìn)行針刺，當(dāng)針刺入時(shí)，倒鉤刺將碳纖維布的纖維帶向垂直方向，使無(wú)緯單向碳布和碳纖維布成為一體，一起附著在鋼背上，最終制備出帶鋼背的碳纖維胚體；
(2)制備含硅先驅(qū)體溶液：將平均分子量為1000的聚碳硅烷、過(guò)氧化二苯甲酰和硅烷偶聯(lián)劑KH550的按質(zhì)量比為30：20：1混合均勻，形成含硅先驅(qū)體溶液；
(3)將所述碳纖維柸體浸漬于所述含硅先驅(qū)體溶液中，浸漬的過(guò)程中，控制浸漬的溫度為30℃、壓力為0.45Mpa、時(shí)間為10min，保證所述碳纖維柸體與所述聚甲基硅烷的質(zhì)量比為3:1；
(4)所述浸漬結(jié)束后，取出所述碳纖維柸體，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將其于115℃、1.5Mpa下固化0.7h，將固化后的碳纖維柸體于1150℃、4Mpa下裂解12h，制得厚度為15mm的具有致密結(jié)構(gòu)的碳陶剎車(chē)片。
對(duì)上述制得的碳陶剎車(chē)片進(jìn)行性能方面的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：碳陶剎車(chē)片的摩擦系數(shù)為0.20、抗壓強(qiáng)度為380MPa、在20℃下的抗彎強(qiáng)度為390MPa、在400℃下的抗彎強(qiáng)度為385MPa。通過(guò)測(cè)試碳陶剎車(chē)片不同部位的摩擦系數(shù)、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，結(jié)果表明碳陶剎車(chē)片不同部位的相應(yīng)性能存在有不一致的地方，進(jìn)而表明碳陶剎車(chē)片成分分布不均勻、性能一致性差。
對(duì)比例2
本對(duì)比例提供了一種碳陶剎車(chē)片及其制備方法。所述碳陶剎車(chē)片包括碳化硅、硅和碳纖維，所述碳化硅、所述硅和所述碳纖維的質(zhì)量比為60：10:35；
所述碳陶剎車(chē)片的制備方法，包括如下步驟：
(1)制備碳纖維柸體：先用材質(zhì)為12K碳纖維的無(wú)緯單向碳布與材質(zhì)為24K雙向碳纖維的碳纖維布按無(wú)緯單向碳布方向0°/45°/90°/135°依次疊加在鋼背上，然后利用棱邊上帶倒鉤刺的針對(duì)無(wú)緯單向碳布和碳纖維布進(jìn)行針刺，當(dāng)針刺入時(shí)，倒鉤刺將碳纖維布的纖維帶向垂直方向，使無(wú)緯單向碳布和碳纖維布成為一體，一起附著在鋼背上，最終制備出帶鋼背的碳纖維胚體；
(2)制備含硅先驅(qū)體溶液：將平均分子量為1200的聚甲基硅烷聚硅烷和過(guò)氧化二苯甲酰的按質(zhì)量比為70：30混合均勻，形成含硅先驅(qū)體溶液；
(3)將所述碳纖維柸體浸漬于所述含硅先驅(qū)體溶液中，浸漬的過(guò)程中，控制浸漬的溫度為40℃、壓力為0.3Mpa、時(shí)間為5min，保證所述碳纖維柸體與所述聚甲基硅烷的質(zhì)量比為5:2；
(4)所述浸漬結(jié)束后，取出所述碳纖維柸體，在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下，將其于110℃、2Mpa下固化1h，將固化后的碳纖維柸體于1100℃、3-5Mpa下裂解15h，制得厚度為20mm的具有致密結(jié)構(gòu)的碳陶剎車(chē)片。
對(duì)上述制得的碳陶剎車(chē)片進(jìn)行性能方面的測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：碳陶剎車(chē)片的摩擦系數(shù)為0.31、抗壓強(qiáng)度為400MPa、在20℃下的抗彎強(qiáng)度為410MPa、在400℃下的抗彎強(qiáng)度為405MPa。通過(guò)測(cè)試碳陶剎車(chē)片不同部位的摩擦系數(shù)、抗壓強(qiáng)度和抗彎強(qiáng)度，結(jié)果表明碳陶剎車(chē)片不同部位的相應(yīng)性能存在有不一致的地方，進(jìn)而表明碳陶剎車(chē)片成分分布不均勻、性能一致性差。
顯然，上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明所作的舉例，而并非對(duì)實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。而由此所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明創(chuàng)造的保護(hù)范圍之中。