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國(guó)內(nèi)水泥混凝土外加劑技術(shù)資料
炭纖維增強(qiáng)炭和六方氮化硼雙基體摩擦材料
來(lái)源:
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作者:pro10845f02
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發(fā)布時(shí)間: 2014-08-28
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氮化硼（BN)具有良好導(dǎo)熱性、電絕緣性，高溫時(shí)也具有良好的潤(rùn)滑性，是一種優(yōu)良的高溫固體潤(rùn)滑劑。近年來(lái)，BN系材料作為摩擦材料引起人們的廣泛關(guān)注。BN與C之間具有許多相似性，包括密度、導(dǎo)熱系數(shù)、熱容和晶體結(jié)構(gòu)。同時(shí)，BN又具有陶瓷耐高溫、氧化溫度高等特點(diǎn)，其抗氧化性遠(yuǎn)優(yōu)于炭/炭復(fù)合材料，炭材料在450℃便開(kāi)始氧化，而B(niǎo)N在空氣中的明顯氧化溫度在800℃左右。
BN有三種結(jié)晶構(gòu)造：六方氮化硼（h-BN)、密排六方氮化硼和立方氮化硼（c-BN)。h-BN有類似于石墨的層狀結(jié)構(gòu)，具有優(yōu)異的自潤(rùn)滑性能且其自潤(rùn)滑特性受溫度、氣、液介質(zhì)影響小，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)幾乎所有的熔融金屬都呈化學(xué)惰性。
新技術(shù)采用h-BN粉部分取代炭/炭復(fù)合材料中的炭基體，獲得抗氧化性能和摩擦性能更好的炭纖維增強(qiáng)炭基體和六方氮化硼基體（C/C-BN)摩擦材料。C/C-BN摩擦材料的摩擦系數(shù)和磨損率對(duì)能載變化不敏感，與金屬剎車(chē)盤(pán)對(duì)偶時(shí)，摩擦系數(shù)高，不損傷金屬剎車(chē)盤(pán)。BN氧化形成的氏03薄膜可以提高材料的抗氧化性能，且對(duì)材料摩擦磨損性能影響較小。
制備BN基體的工藝主要有先驅(qū)體浸漬裂解法和化學(xué)氣相滲透法。公開(kāi)了一種利用浸漬裂解法制備的C/CBN摩擦材料。這種C/CBN摩擦材料與C/C復(fù)合材料相比，其磨損率僅為后者的50%甚至更低。他們認(rèn)為，BN的引入提高了材料在不同能載下摩擦膜的穩(wěn)定性，降低了氧化磨損率和顆粒狀磨屑的產(chǎn)生，從而降低了磨損，并減少了能載和溫度的影響。
其優(yōu)點(diǎn)和積極效果體現(xiàn)在：
(1)新技術(shù)在國(guó)內(nèi)外首次利用撒BN粉與化學(xué)氣相滲透相結(jié)合的工藝制備C/C-BN摩擦材料，材料組織均勻，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易控，制備成本低。
(2)通過(guò)控制BN粉的加入量以及化學(xué)氣相滲透的反應(yīng)時(shí)間，可以控制材料中BN基體及熱解炭的含量，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)材料微觀結(jié)構(gòu)和性能的控制。
(3)與未添加BN粉的炭纖維多孔體材料相比，添加BN粉后其化學(xué)氣相滲透過(guò)程效率升高，制備周期縮短。這是因?yàn)锽N粉不僅起到了材料基體的作用，同時(shí)對(duì)熱解炭的形成起到了“誘導(dǎo)”作用，縮短了材料的制備周期。一方面，由于炭纖維表面上粘附的BN粉，在炭纖維表面以凸點(diǎn)的形式存在，有效的增大了炭纖維與基體炭之間的接觸界面，使得沉積速率增大；另一方面BN粉起到了基體炭生長(zhǎng)的晶核的作用，同樣使得生長(zhǎng)速率增大。
(4)新技術(shù)制備的C/C-BN摩擦材料具有優(yōu)良的摩擦磨損性能，摩擦系數(shù)高且穩(wěn)定，在0?100Km/h的速度范圍內(nèi)維持在0.6?0.4之間，較C/C復(fù)合材料提高約30%左右，耐磨損；同時(shí)還具有高強(qiáng)度、耐高溫、耐腐蝕等一系列優(yōu)點(diǎn)。
綜上所述，新技術(shù)生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單易控，制備成本低，制備的材料微觀結(jié)構(gòu)和性能可控、組織均勻、強(qiáng)度高、耐高溫、耐腐蝕、摩擦磨損性能優(yōu)異；可實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
