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《山东大学》 2005年
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CLVD法C/C复合材料摩擦磨损性能研究

丛红梅  
【摘要】:C/C复合材料在航空领域作为摩擦制动材料具有无可比拟的优越性,其摩擦磨损性能主要决定于其炭相结构。因此,通过适当的工艺得到合适的炭相结构是制备合格的摩擦制动材料的关键。传统化学气相沉积(CVD)工艺制备周期长,而且成本高。而化学液气相沉积(CLVD)工艺周期短,且成本低,是制备C/C复合材料的较好方法之一。不同工艺方法制备的C/C复合材料具有不同热解碳结构,其性能有很大差异。CLVD法在我国属于起步阶段,对用此法制备的C/C复合材料进行研究,特别是作为摩擦制动材料的应用,研究其炭相结构及其摩擦磨损性能有着重要的实际意义。 本文主要研究CLVD法C/C复合材料的摩擦磨损性能。 采用CLVD法制备出三组共六片C/C复合材料试样,分别编号为1-2号、3-4号和5-6号。1-2号试样主要热解炭结构为粗糙层和光滑层(RL+SL),3-4号试样主要热解炭结构为粗糙层和极少量的光滑层(RL+极少量SL),5-6号试样主要热解炭结构为光滑层和各向同性炭(SL+ISO)。每组试样具有不同的密度和微观结构,经同样的热处理工艺,得到不同的石墨化度。三组试样的石墨化度分别为43%、46%和40%。将每组试样分别加工成一只动摩擦环和一只静摩擦环,在MM-1000摩擦磨损试验机上进行模拟飞机正常着陆时的刹车试验。结果表明,3-4号试样的平均摩擦系数和稳定性系数均高,且刹停时间短,摩擦面温升低,是较理想的刹车材料。 三组试样表现出不同的摩擦磨损性能与材料自身的基体炭结构有很大关系。因为C/C复合材料在刹车过程中的性能与其在摩擦面形成的磨屑层有关。以粗糙层结构热解炭结构为主的3-4号试样,在制动过程中由于石墨化度高,能形成连续、致密的磨屑层,使摩擦系数始终保持在较高的水平,且力矩曲线平稳。而1-2号试样,由于含有光滑层和粗糙层两种热解炭,其中的光滑层热解炭较粗糙层硬,且石墨化度较低,在制动过程中产生部分硬相磨屑,影响了磨屑层的连续性和致密性,其摩擦系数和稳定性较3-4号低。5-6号试样中由于有光滑层和各向同性结构热解炭,且石墨化度最低,在制动过程中难以形成连续致密的磨屑层,因而摩
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:TB332

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