【技術實現步驟摘要】
本申請涉及剎車材料，具體涉及剎車盤及制備方法、制動系統和交通工具。
技術介紹
1、碳陶剎車盤因其優越的性能而逐漸受到市場的歡迎，碳陶剎車盤的材質一般包括碳纖維增強的碳化硅/硅單質，其中，碳纖維提供韌性、碳化硅提供耐磨性能。而碳化硅和游離硅這兩種脆性材料組成的連續相，使得上述連續相在受到外力作用時易出現裂紋，產生的裂紋還會拓展至碳纖維與連續相材料的界面處，導致最終剎車盤中存在較長的裂紋；在長期交替載荷作用下，剎車盤會形成貫穿裂紋導致剎車盤碎裂，嚴重制約碳陶剎車盤的使用壽命。
技術實現思路
1、鑒于此，本申請提供了一種剎車盤，剎車盤中的納米多孔區可提升剎車盤的韌性，從而可延長碳陶剎車盤的使用壽命。
2、本申請第一方面提供了一種剎車盤，包括致密區以及間隔分布在所述致密區中的多個納米多孔區；
3、其中，所述致密區包括碳纖維增強的碳化硅材料，所述納米多孔區包括呈連續相的裂解碳及分布在所述裂解碳中的碳顆粒；其中，所述納米多孔區的納米孔的孔徑在10nm～100nm的范圍內，孔隙率在15％～30％的范圍內。
4、納米多孔區中的納米多孔結構使得納米多孔區相對致密區在納米尺度上更為疏松，且裂解碳與碳顆粒之間的界面結合力較弱，當剎車盤受到外力作用，致密區產生裂紋后，裂紋向納米多孔區拓展并沿著納米多孔區中的裂解碳/碳顆粒的界面拓展，該拓展過程也是裂紋的能量吸收過程，故裂紋會逐漸消失，故可顯著提升剎車盤的韌性，延長剎車盤的使用壽命。
5、可選地，所述納米多孔區
6、可選地，以所述剎車盤的體積為基準，所述多個納米多孔區的體積百分數之和在5％～30％的范圍內。
7、可選地，以所述納米多孔區的總質量為基準，所述納米多孔區包括30％～70％的所述碳顆粒、10％～40％的所述裂解碳以及0～50％的碳化硅顆粒。
8、可選地，所述納米多孔區中，所述碳化硅顆粒的質量百分數為5％～50％。
9、可選地，所述碳顆粒的粒徑為0.1μm～10μm。
10、可選地，所述碳化硅顆粒的d50粒徑為0.3μm～20μm。
11、本申請第二方面提供了一種剎車盤的制備方法，包括以下步驟：
12、(1)將碳纖維絲束浸入第一樹脂的溶液中，取出后經烘干、固化、剪切，得到碳纖維增強樹脂條；
13、(2)將包括碳顆粒以及第二樹脂粉的第一原料在模具中加熱加壓固化，再進行破碎、過篩后得到顆粒狀的第二原料；
14、(3)將所述碳纖維增強樹脂條、所述第二原料、第三樹脂粉以及溶劑混合，加熱攪拌，直至所述溶劑揮發后，得到混合料；將所述混合料破碎、過篩后，轉移至模具中進行加熱加壓固化，得到剎車盤坯件；其中，所述剎車盤坯件包括第一材料分布區和間隔分散在所述第一材料分布區中的多個第二材料分布區，所述第一材料分布區中包括所述碳纖維增強樹脂條和所述第三樹脂粉；所述第二材料分布區包括所述第二原料和所述第三樹脂粉；
15、(4)在保護氣氛下對所述剎車盤坯件進行碳化處理，再進行滲硅處理，得到剎車盤；
16、其中，所述剎車盤包括致密區以及間隔分布在所述致密區中的多個納米多孔區；所述致密區包括碳纖維增強的碳化硅材料，所述納米多孔區包括呈連續相的裂解碳及分散在所述裂解碳中的所述碳顆粒；其中，所述納米多孔區的孔徑在10nm～100nm的范圍內，孔隙率在15％～30％的范圍內。上述制備方法步驟簡單、工藝可靠性強，生產效率高，可實現大規模工業化生產。
17、可選地，以所述混合料的總質量為基準，所述混合料包括20％～50％的所述碳纖維增強樹脂條，20％～40％的所述第二原料以及20％～40％的所述第三樹脂粉。
18、可選地，所述碳纖維增強樹脂條的長度為0.5cm～3cm。
19、可選地，以所述第一原料的總質量為基準，所述第一原料包括30％～60％的所述碳顆粒，20％～50％的所述第二樹脂粉以及0～40％的碳化硅顆粒。
20、可選地，步驟(2)中，使用50～400目的篩網進行所述過篩。
21、可選地，步驟(3)中，使用15～30目的篩網進行所述過篩。
22、本申請第三方面提供了一種制動系統，包括本申請第一方面提供的剎車盤。由于采用了本申請第一方面提供的碳陶剎車盤，該制動系統的制動效果較好、可靠性較高，且使用壽命較長。
23、可選的，所述制動系統包括所述碳陶剎車盤、制動鉗支架、制動鉗殼體以及摩擦片。
24、本申請第四方面提供了一種交通工具，包括本申請第三方面提供的制動系統。由于帶有本申請第三方面提供的制動系統，該交通工具有較好的市場競爭力。
25、可選的，所述交通工具包括車輛或飛機；其中，所述車輛包括汽車或軌道交通用列車。
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1.一種剎車盤，其特征在于，包括致密區以及間隔分布在所述致密區中的多個納米多孔區；
2.根據權利要求1所述的剎車盤，其特征在于，所述納米多孔區的尺寸在30μm～500μm的范圍內。
3.根據權利要求1所述的剎車盤，其特征在于，以所述剎車盤的體積為基準，所述多個納米多孔區的體積百分數之和在5％～30％的范圍內。
4.根據權利要求1～3任一項所述的剎車盤，其特征在于，以所述納米多孔區的總質量為基準，所述納米多孔區包括30％～70％的所述碳顆粒、10％～40％的所述裂解碳以及0～50％的碳化硅顆粒。
5.根據權利要求4所述的剎車盤，其特征在于，所述納米多孔區中，所述碳化硅顆粒的質量百分數為5％～50％。
6.根據權利要求1所述的剎車盤，其特征在于，所述碳顆粒的粒徑為0.1μm～10μm。
7.根據權利要求4所述的剎車盤，其特征在于，所述碳化硅顆粒的D50粒徑為0.3μm～20μm。
8.一種剎車盤的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，以所述混合
10.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，以所述第一原料的總質量為基準，所述第一原料包括30％～60％的所述碳顆粒，20％～50％的所述第二樹脂粉以及0～40％的碳化硅顆粒。
11.根據權利要求8所述的制備方法，其特征在于，步驟(2)中，使用50～400目的篩網進行所述過篩；步驟(3)中，使用15～30目的篩網進行所述過篩。
12.一種制動系統，其特征在于，所述制動系統包括如權利要求1～7任一項所述的剎車盤。
13.一種交通工具，其特征在于，所述交通工具包括如權利要求12所述的制動系統。
...【技術特征摘要】
1.一種剎車盤，其特征在于，包括致密區以及間隔分布在所述致密區中的多個納米多孔區；
2.根據權利要求1所述的剎車盤，其特征在于，所述納米多孔區的尺寸在30μm～500μm的范圍內。
3.根據權利要求1所述的剎車盤，其特征在于，以所述剎車盤的體積為基準，所述多個納米多孔區的體積百分數之和在5％～30％的范圍內。
4.根據權利要求1～3任一項所述的剎車盤，其特征在于，以所述納米多孔區的總質量為基準，所述納米多孔區包括30％～70％的所述碳顆粒、10％～40％的所述裂解碳以及0～50％的碳化硅顆粒。
5.根據權利要求4所述的剎車盤，其特征在于，所述納米多孔區中，所述碳化硅顆粒的質量百分數為5％～50％。
6.根據權利要求1所述的剎車盤，其特征在于，所述碳顆粒的粒徑為0.1μm～10μm。
7.根據權利要求4所述的剎車盤，其特征在于，所述碳化硅顆粒的d50粒徑為0...
【專利技術屬性】
技術研發人員：林信平，楊清平，江品頤，趙順，
申請(專利權)人：比亞迪股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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