第十五届全国摩擦学大会暨全国青年摩擦学学术会议

1307 / 2023-03-20 17:47:42

C/C-SiC摩擦材料高温紧急制动条件下的摩擦学行为

C/C-SiC复合材料被认为是新一代高速列车制动盘极具竞争力的候选材料。C/C-SiC制动盘在高压高载条件下紧急制动时，急剧上升的盘面温度引起氧化失效行为会影响C/C-SiC摩擦材料的可靠性。本项工作分别研究了C/C-SiC制动盘在连续紧急制动的摩擦学行为、磨损机制以及磨后材料力学强度的保持程度。系统地评估了C/C-SiC制动盘的摩擦学特性，包括抗热衰退性、抗氧化性和力学性能等。结果表明，在连续高温制动下 C/C-SiC制动盘的单次制动温度变化超过600℃，最高温度达到1015.4℃，平均摩擦系数保持在0.34-0.36，最大衰减率为3.62%。多次制动循环后，C/C-SiC制动盘近摩擦面部分和远摩擦面部分的抗压强度均能保持原来的85%以上。C/C-SiC制动盘的磨损机制主要为氧化磨损、疲劳磨损和黏着磨损。摩擦面微裂纹的分布与摩擦膜的形成是影响制动盘氧化行为的主要因素，制动产生的摩擦膜主要组成为C相、SiC相及SiO₂相，其阻止了部分氧气向基体内部的扩散，从而使制动盘在高温下保持优异的摩擦学性能和力学性能，因此摩擦膜的形成与破坏是影响C/C-SiC制动盘可靠性的重要因素。