一種用于飛機(jī)剎車盤的碳/碳化硅摩擦材料的制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種用于飛機(jī)剎車盤的碳/碳化硅摩擦材料的制備方法，屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。包括如下步驟：取脂肪酸鋅，加熱，然后加入碳化硅粉體，攪拌均勻，冷卻后，得到改性粉體；再加入陽離子表面活性劑、甘油，在混合機(jī)中初混，再加入乙撐雙硬脂酰胺，升溫混合，冷卻至室溫，得到陽離子預(yù)制體；取煅燒石油焦碳、陰離子表面活性劑、環(huán)氧樹脂，乙酸乙酯，升溫混合，冷卻后，得到陰離子預(yù)制體；將陽離子預(yù)制體、陰離子預(yù)制體進(jìn)行混合，烘干、球磨，得到混合物；將混合物與石墨粉、氧化鈦粉末、鐵粉、鎳粉、甲基硅油、聚碳酸酯混合均勻，在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)后，得到碳/碳化硅復(fù)合材料。本發(fā)明專利技術(shù)的摩擦材料的摩擦性能優(yōu)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

????本專利技術(shù)涉及一種用于飛機(jī)剎車盤的碳/碳化硅摩擦材料的制備方法，屬于復(fù)合材料
?
技術(shù)介紹
在現(xiàn)代摩擦學(xué)的研究中,摩擦材料是指積極利用其摩擦特性,以提高摩擦磨損性能為目的,用于摩擦離合器與摩擦制動(dòng)器的摩擦部分，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞、阻斷,運(yùn)動(dòng)物體的減速、停止等行為所用的材料。在描述術(shù)語中，通常將使用在制動(dòng)器中的摩擦材料稱為剎車材料，如汽車剎車材料、火車剎車材料及航空剎車材料等。碳/碳復(fù)合剎車材料是以碳纖維(或碳布)為基體采用反復(fù)致密化和碳化工藝獲得的高性能剎車材料。碳/碳復(fù)合剎車材料最早是在20世紀(jì)70年代研制的，主要應(yīng)用于飛機(jī)剎車片。在高溫條件下由于其質(zhì)量輕、能載高、耐高溫能量強(qiáng)、使用壽命長(zhǎng)等特點(diǎn)，一經(jīng)出現(xiàn)，便迅速得到推廣應(yīng)用。以飛機(jī)剎車為例:在波音747飛機(jī)上采用碳/碳復(fù)合剎車材料后，相對(duì)于金屬剎車而言,質(zhì)量下降81615kg；而熱庫是金屬剎車的3～5倍，在2000℃下材料強(qiáng)度不發(fā)生任何變化，3000℃以下模量反而增加，因此可在2200℃下安全工作；同時(shí)，在該條件下工作時(shí)未見發(fā)生黏結(jié)和變形情況。碳/碳復(fù)合剎車材料在不同速度、比壓和能載條件下摩擦因數(shù)變化小，磨損較穩(wěn)定，在波音7572200型飛機(jī)的使用中壽命可達(dá)3000起落，是金屬剎車材料的3倍以上。CN101486588A公開了一種炭纖維增強(qiáng)炭-碳化硅雙基體摩擦材料的制備方法，采用短切炭纖維、石墨粉、工業(yè)硅粉和粘結(jié)劑冷壓成炭纖維增強(qiáng)石墨粉和硅粉的(C/C-SI)塊體材料,將制得的C/C-SI塊體材料進(jìn)行機(jī)械破碎并且造粒,然后將顆粒溫壓成C/C-SI素坯,將C/C-SI素坯炭化制得C/C-SI多孔體，最后對(duì)C/C-SI多孔體進(jìn)行非浸泡式定向熔硅浸滲制得炭纖維增強(qiáng)炭-碳化硅雙基體(C/C-SIC)材料。但是該工藝制備得到的材料存在著摩擦系數(shù)不好的問題。CN102746015A公開了一種反應(yīng)燒結(jié)碳/碳-碳化硅-氮化硼復(fù)合摩擦材料及其制備方法，由以下重量百分比的原料組成，經(jīng)碳纖維分散、混料、溫壓成形、炭化、反應(yīng)燒結(jié)制成：5～20%短切碳纖維、2～6%氮化硼粉、5～15%硅粉、25～48%石墨粉、5～15%碳化硅粉、20～45%熱固性樹脂粉。但是上述的工藝制備得到的材料存在著摩擦系數(shù)不好的問題。?
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)的目的是：解決碳/碳化硅摩擦材料磨損系數(shù)偏高的問題，通過制備方法進(jìn)行改進(jìn)，提出一種用于飛機(jī)剎車盤的碳/碳化硅摩擦材料的制備方法。技術(shù)方案：一種用于飛機(jī)剎車盤的碳/碳化硅摩擦材料的制備方法，包括如下步驟：第1步、陽離子預(yù)制體的制備：按重量份計(jì)，取脂肪酸鋅20～30份，加熱至150～170℃，然后加入碳化硅粉體20～30份，攪拌均勻，冷卻后，得到改性粉體；再加入陽離子表面活性劑2～4份、甘油10～20份，在混合機(jī)中初混，再加入乙撐雙硬脂酰胺5～10份，升溫混合，冷卻至室溫，得到陽離子預(yù)制體；第2步、陰離子預(yù)制體的制備：取煅燒石油焦碳30～40份、陰離子表面活性劑2～4份、環(huán)氧樹脂10～20份，乙酸乙酯15～30份，升溫混合，冷卻后，得到陰離子預(yù)制體；第3步、將陽離子預(yù)制體、陰離子預(yù)制體進(jìn)行混合，烘干、球磨，得到混合物；第4步、將混合物與石墨粉10～20份、氧化鈦粉末2～4份、鐵粉4～8份、鎳粉2～4份、甲基硅油12～24份、聚碳酸酯5～10份混合均勻，在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)后，得到碳/碳化硅復(fù)合材料。所述的陽離子表面活性劑是聚乙烯亞胺。所述的陰離子表面活性劑是聚甲基丙烯酸銨。所述的第1步中，進(jìn)行升溫混合時(shí)，還需要加入氯化聚乙烯5～10份。所述的第3步中，進(jìn)行混合時(shí)，還需要加入檸檬酸4～6份。所述的第1步中，升溫混合的溫度是是80～110℃，升溫混合的時(shí)間是20～30分鐘。所述的第2步中，升溫混合的溫度是是40～50℃，升溫混合的時(shí)間是20～30分鐘。所述的第3步中，烘干溫度是110～120℃，烘干時(shí)間2～4小時(shí)。所述的第4步中，燒結(jié)溫度是1400～1600℃，燒結(jié)時(shí)間是4～6小時(shí)。?有益效果????本專利技術(shù)通過將焦碳和碳化硅分別通過制成預(yù)制體的方式，使它們帶不同的電荷，使兩者之間能形成較好的包裹，進(jìn)而提高了摩擦材料的摩擦性能。?具體實(shí)施方式?實(shí)施例1第1步、陽離子預(yù)制體的制備：取脂肪酸鋅20g，加熱至150℃，然后加入碳化硅粉體20g，攪拌均勻，冷卻后，得到改性粉體；再加入陽離子表面活性劑2g、甘油10g，在混合機(jī)中初混，再加入乙撐雙硬脂酰胺5g，升溫混合，升溫混合的溫度是是80℃，升溫混合的時(shí)間是20分鐘，冷卻至室溫，得到陽離子預(yù)制體，所述的陽離子表面活性劑是聚乙烯亞胺；第2步、陰離子預(yù)制體的制備：取煅燒石油焦碳30g、陰離子表面活性劑2g、環(huán)氧樹脂10g，乙酸乙酯15g，升溫混合，冷卻后，得到陰離子預(yù)制體，所述的陰離子表面活性劑是聚甲基丙烯酸銨，升溫混合的溫度是是40℃，升溫混合的時(shí)間是20分鐘；第3步、將陽離子預(yù)制體、陰離子預(yù)制體進(jìn)行混合，烘干、球磨，得到混合物，烘干溫度是110℃，烘干時(shí)間2小時(shí)；第4步、將混合物與石墨粉10g、氧化鈦粉末2g、鐵粉4g、鎳粉2g、甲基硅油12g、聚碳酸酯5g混合均勻，在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)后，得到碳/碳化硅復(fù)合材料，燒結(jié)溫度是1400℃，燒結(jié)時(shí)間是4小時(shí)。?實(shí)施例2第1步、陽離子預(yù)制體的制備：取脂肪酸鋅30g，加熱至170℃，然后加入碳化硅粉體30g，攪拌均勻，冷卻后，得到改性粉體；再加入陽離子表面活性劑4g、甘油20g，在混合機(jī)中初混，再加入乙撐雙硬脂酰胺10g，升溫混合，升溫混合的溫度是是110℃，升溫混合的時(shí)間是30分鐘，冷卻至室溫，得到陽離子預(yù)制體，所述的陽離子表面活性劑是聚乙烯亞胺；第2步、陰離子預(yù)制體的制備：取煅燒石油焦碳40g、陰離子表面活性劑4g、環(huán)氧樹脂20g，乙酸乙酯30g，升溫混合，冷卻后，得到陰離子預(yù)制體，所述的陰離子表面活性劑是聚甲基丙烯酸銨，升溫混合的溫度是是50℃，升溫混合的時(shí)間是30分鐘；第3步、將陽離子預(yù)制體、陰離子預(yù)制體進(jìn)行混合，烘干、球磨，得到混合物，烘干溫度是120℃，烘干時(shí)間4小時(shí)；第4步、將混合物與石墨粉20g、氧化鈦粉末4g、鐵粉8g、鎳粉4g、甲基硅油24g、聚碳酸酯10g混合均勻，在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)后，得到碳/碳化硅復(fù)合材料，燒結(jié)溫度是1600℃，燒結(jié)時(shí)間是6小時(shí)。?實(shí)施例3第1步、陽離子預(yù)制體的制備：取脂肪酸鋅25g，加熱至160℃，然后加入碳化硅粉體25g，攪拌均勻，冷卻后，得到改性粉體；再加入陽離子表面活性劑3g、甘油15g，在混合機(jī)中初混，再加入乙撐雙硬脂酰胺7g，升溫混合，升溫混合的溫度是是90℃，升溫混合的時(shí)間是25分鐘，冷卻至室溫，得到陽離子預(yù)制體，所述的陽離子表面活性劑是聚乙烯亞胺；第2步、陰離子預(yù)制體的制備：取煅燒石油焦碳35g、陰離子表面活性劑3g、環(huán)氧樹脂1本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種用于飛機(jī)剎車盤的碳/碳化硅摩擦材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：第1步、陽離子預(yù)制體的制備：按重量份計(jì)，取脂肪酸鋅20～30份，加熱至150～170℃，然后加入碳化硅粉體20～30份，攪拌均勻，冷卻后，得到改性粉體；再加入陽離子表面活性劑2～4份、甘油10～20份，在混合機(jī)中初混，再加入乙撐雙硬脂酰胺5～10份，升溫混合，冷卻至室溫，得到陽離子預(yù)制體；第2步、陰離子預(yù)制體的制備：取煅燒石油焦碳30～40份、陰離子表面活性劑2～4份、環(huán)氧樹脂10～20份，乙酸乙酯15～30份，升溫混合，冷卻后，得到陰離子預(yù)制體；第3步、將陽離子預(yù)制體、陰離子預(yù)制體進(jìn)行混合，烘干、球磨，得到混合物；第4步、將混合物與石墨粉10～20份、氧化鈦粉末2～4份、鐵粉4～8份、鎳粉2～4份、甲基硅油12～24份、聚碳酸酯5～10份混合均勻，在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)后，得到碳/碳化硅復(fù)合材料。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種用于飛機(jī)剎車盤的碳/碳化硅摩擦材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
第1步、陽離子預(yù)制體的制備：按重量份計(jì)，取脂肪酸鋅20～30份，加熱至150～170℃，然后加入碳化硅粉體20～30份，攪拌均勻，冷卻后，得到改性粉體；再加入陽離子表面活性劑2～4份、甘油10～20份，在混合機(jī)中初混，再加入乙撐雙硬脂酰胺5～10份，升溫混合，冷卻至室溫，得到陽離子預(yù)制體；
第2步、陰離子預(yù)制體的制備：取煅燒石油焦碳30～40份、陰離子表面活性劑2～4份、環(huán)氧樹脂10～20份，乙酸乙酯15～30份，升溫混合，冷卻后，得到陰離子預(yù)制體；
第3步、將陽離子預(yù)制體、陰離子預(yù)制體進(jìn)行混合，烘干、球磨，得到混合物；
第4步、將混合物與石墨粉10～20份、氧化鈦粉末2～4份、鐵粉4～8份、鎳粉2～4份、甲基硅油12～24份、聚碳酸酯5～10份混合均勻，在真空燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)后，得到碳/碳化硅復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于飛機(jī)剎車盤的碳/碳化硅摩擦材料的制備方法，其特征在于：所述的陽離子表面活性劑是聚乙烯亞胺。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于飛機(jī)剎車盤的碳/碳化硅摩擦材料的制備方法，其...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：劉莉，王爽，劉曉東，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：蘇州萊特復(fù)合材料有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：江蘇;32