[發明專利]一種基于聚碳硅烷改性的剎車材料快速制備方法

有效

• 申請號: 201811528821.7
• 申請日: 2018-12-13
• 公開（公告）號: CN109437955B
• 公開（公告）日: 2021-06-29
• 發明（設計）人: 吳彪;邵忠;賈林濤
• 申請（專利權）人: 上?？堤紡秃喜牧峡萍加邢薰?/a>;福建康碳復合材料科技有限公司
• 主分類號: C04B35/83
• 分類號: C04B35/83;C04B35/52;C04B35/565;C04B35/622;C04B35/634
• 代理公司: 上海新隆知識產權代理事務所(普通合伙) 31366
• 代理人: 金利琴

本發明公開一種基于聚碳硅烷改性的剎車材料快速制備方法，其采用低溫熱壓+熔融滲硅的組合工藝模式，低溫熱壓工藝以短切碳纖維為增強體，酚醛樹脂為基體，聚碳硅烷作為改性添加材料，經低溫冷壓，碳化處理制得坯體，后經熔融滲硅，機械加工，表面處理制得碳陶摩擦材料成品。本發明的制備方法對于提高剎車材料的使用壽命是大有裨益的。

技術領域

本發明涉及一種基于聚碳硅烷改性的剎車材料快速制備方法。

背景技術

熱壓燒結工藝基本原理是將具有可燒結性的基體原料粉末與纖維混合制成坯體，然后在高溫下加壓燒結的過程。由于SiC共價鍵強度很高，只有在2500℃,50MPa的壓力下才能致密化。因此能夠促進粉末固相擴散和液相形成的燒結助劑成為了碳化硅低溫燒結的必然選擇。唐漢玲等將短碳纖維為增強體，納米SiC粉為基體材料，以硼粉，碳粉，鋁粉為燒結助劑，利用濕球墨混合法混合纖維與粉體。然后在在氬氣環境下，燒結溫度1800℃，壓力25MPa下，制得了C/C-SiC復合材料。并分別研究了短切碳纖維含量對C_sf/SiC復合材料力學性能，氧化性能和摩擦磨損性能的影響。

液相硅浸漬法(Liquid silicon infiltration,簡稱LSI)是指在真空條件下固體硅在1600℃下熔融成液態硅，通過多孔碳/碳坯體中氣孔的毛細作用滲透到坯體內部與基體碳反應生成碳化硅基體，因此，又稱反應性熔體硅浸滲法(Reactive meltinfiltration,簡稱RMI)。通過控制硅的用量可以得到C/C-SiC復合材料和C/Si-SiC復合材料。然而LSI工藝的不足在于制備C/SiC復合材料時，由于熔融硅與基體碳發生反應的過程中，不可避免地會與碳纖維發生反應，纖維被侵蝕導致性能下降；同時，復合材料中殘留一定量的Si導致復合材料蠕變性能降低。

單一的熱壓燒結工藝存在燒結溫度較高，纖維與基體之間的界面結合為強結合，不利于材料韌性的提高，另外熱壓燒結過程中燒結助劑Si粉在高溫下侵蝕纖維，造成材料力學性能下降，而在液相硅浸漬法工藝中也存在Si侵蝕纖維的不利現象。

發明內容

為解決以上現有技術存在的問題，本發明提出一種基于聚碳硅烷改性的剎車材料快速制備方法，其是一種低溫熱壓+熔融滲硅的組合工藝模式，低溫熱壓工藝以短切碳纖維為增強體，酚醛樹脂為基體，聚碳硅烷作為改性添加材料，經低溫冷壓，碳化處理制得坯體，后經熔融滲硅，機械加工，表面處理制得碳陶摩擦材料成品。

一種基于聚碳硅烷改性的剎車材料快速制備方法，包括以下步驟：

1)將短切碳纖維在二甲亞砜溶液中浸泡，進行除膠備用；

2)將除膠后的短切碳纖維進行強力分散；

3)稱取聚碳硅烷溶于有機溶劑內形成一定濃度的溶液；

4)將上述步驟3)中的溶液與上述步驟2)中分散后的短切碳纖維，與200目以下的酚醛樹脂粉末混合，然后冷壓成坯，降溫后取出；

5)將4)中剎車盤坯體置于高溫爐內碳化處理，降溫后取出；

6)將上述步驟5)制得的坯體置于模具中，將事先備好的硅粉埋于坯體周圍；

7)將上述步驟6)中的模具置于高溫烤箱中，保溫，期間對模具進行間斷性負壓抽吸，使得熔融硅深入到坯體中，降溫后取出；

8)將上述步驟7)中的材料進行表面機加處理，保證盤面平整度以及各項尺寸準確度；

9)將上述步驟8)中材料進行表面涂層工藝，剎車盤制備完成。