混雜纖維增強(qiáng)低樹脂基摩擦材料性能與耦合機(jī)理研究.pdf

1、現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)的高速發(fā)展和節(jié)能環(huán)保意識的提高，要求摩擦材料反應(yīng)速度快，且制動衰減低、熱穩(wěn)定性高、耐磨性好、噪音小等。傳統(tǒng)摩擦材料性能的不足和高性能摩擦材料成本的制約，促使高性價比的新型摩擦材料應(yīng)運(yùn)而生。采用混雜纖維增強(qiáng)樹脂基體的方法在提高汽車剎車片摩擦材料性能方面具有顯著的實(shí)際效果和廣泛的應(yīng)用前景。
　　本文以碳纖維、芳綸纖維、復(fù)合礦物纖維和六鈦酸鉀晶須為增強(qiáng)材料，利用熱壓成形工藝制備出樹脂基摩擦材料試樣。采用極差法、定性計(jì)算與定

2、量分析三者相結(jié)合，研究混雜纖維對樹脂基摩擦材料性能的影響，確定混雜纖維合理的用量比。應(yīng)用黃金分割法優(yōu)化增強(qiáng)纖維比例并進(jìn)行正交試驗(yàn)配方設(shè)計(jì)，使用Matlab軟件建立摩擦材料性能優(yōu)化模型，并結(jié)合模糊綜合評價法篩選出最優(yōu)配方。借助掃描電子顯微鏡觀察低樹脂基摩擦材料斷面和磨損前、后表面及磨屑的微觀形貌，結(jié)合能譜儀分析磨損后表面的元素組成，探討其耦合機(jī)理，為新型高性能摩擦材料的研制提供一定的理論依據(jù)與支持。通過試驗(yàn)研究，得出以下結(jié)果與結(jié)論:

3、>　　(1)混雜纖維增強(qiáng)低樹脂基摩擦材料具有良好的耐磨性和高的熱穩(wěn)定性，洛氏硬度維持在50～60HRB之間，剪切強(qiáng)度均處于12～16MPa的適宜范圍。隨著混雜纖維含量從8％增加到10％，摩擦材料的硬度和剪切強(qiáng)度分別升高14.5％、31.2％。
　　(2)當(dāng)混雜纖維含量為9.4％（碳纖維1.4wt.％、芳綸纖維1.3wt.％、六鈦酸鉀晶須1.3wt.％和復(fù)合礦物纖維5.4wt.％）時，摩擦材料摩擦系數(shù)維持在0.38～0.42，磨損率

4、僅為0.12×10-7cm3/(N·m)，F(xiàn)6試樣配方為本文優(yōu)選的最佳配方。
　　(3)六鈦酸鉀晶須對摩擦材料的洛氏硬度影響最大;芳綸纖維對剪切強(qiáng)度影響最大;碳纖維優(yōu)異的自潤滑性及在摩擦界面形成的“轉(zhuǎn)移膜”，有利于減輕脫落的增強(qiáng)纖維和填料對基體的犁削作用，同時可以導(dǎo)出摩擦產(chǎn)生的高熱量，有效地緩解熱衰退，對摩擦材料的摩擦系數(shù)及磨損率均影響最大。
　　(4)纖維與樹脂的交叉耦合效應(yīng)和各組分間的交聯(lián)程度以及界面強(qiáng)度共同決定著樹脂基