目錄
序
前言
第1章 緒論1
1.1摩擦材料的特點及性能要求1
1.2摩擦材料的分類及發展趨勢2
1.2.1樹脂基摩擦材料2
1.2.2金屬基摩擦材料4
1.2.3炭/炭復合材料7
1.2.4陶瓷基摩擦材料11
1.2.5碳陶摩擦材料12
參考文獻13
第2章 C/C-SiC摩擦材料的發展16
2.1C/C-SiC摩擦材料的起源16
2.2C/C-SiC摩擦材料的組成和結構18
2.2.1C/C-SiC的組成18
2.2.2C/C-SiC的結構23
2.3C/C-SiC摩擦材料的性能特點29
2.3.1C/C-SiC的熱物理性能29
2.3.2C/C-SiC的力學性能30
2.3.3C/C-SiC的氧化性能30
2.3.4C/C-SiC的摩擦磨損性能32
參考文獻33
第3章 C/C-SiC摩擦材料的制備技術36
3.1氣相法36
3.1.1等溫CVI法37
3.1.2熱梯度CVI法38
3.1.3等溫迫流CVI法39
3.1.4差溫迫流CVI法39
3.1.5脈沖CVI法40
3.1.6微波CVI法40
3.1.7連續同步CVI法40
3.1.8多元耦合場CVI法40
3.2固相法41
3.2.1粉漿-熱壓燒結法41
3.2.2溫壓-原位反應法42
3.3液相法42
3.3.1聚合物浸滲熱解法42
3.3.2溶膠-凝膠法45
3.3.3熔硅浸滲法46
3.4綜合法47
參考文獻47
第4章 C/C-SiC用炭纖維預制體的制備及增密52
4.1炭纖維預制體結構與特性52
4.1.1連續纖維編織預制體53
4.1.2非連續纖維預制體56
4.2炭纖維預制體的致密化61
4.2.1氣態先驅體61
4.2.2液態先驅體61
4.3預制體CVI致密化過程數值模擬69
4.3.1基本假設71
4.3.2三維正交結構炭纖維預制體71
4.3.3針刺炭纖維預制體76
參考文獻82
第5章 化學氣相滲透法制備C/C-SiC摩擦材料85
5.1化學氣相滲透過程的理論分析85
5.1.1SiC前驅體85
5.1.2CVI沉積SiC基體的機理86
5.2CVI制備C/C-SiC摩擦材料及影響因素88
5.2.1CVI制備C/C-SiC的工藝流程88
5.2.2C/C-SiC摩擦材料的物相組成90
5.2.3C/C-SiC摩擦材料制備的影響因素92
5.3C/C-SiC摩擦材料的微觀結構100
5.3.1C/C-SiC的微結構100
5.3.2SiC的顯微結構103
5.3.3C/C-SiC的界面形貌105
參考文獻107
第6章 熔硅浸滲法制備C/C-SiC摩擦材料109
6.1熔硅浸滲過程的理論分析109
6.1.1熔硅浸滲過程的熱力學和動力學109
6.1.2熔硅浸滲過程的影響因素110
6.2長纖維增強C/C-SiC摩擦材料的制備及結構118
6.2.1C/C-SiC摩擦材料的制備118
6.2.2C/C-SiC摩擦材料制備的主要影響因素120
6.2.3C/C-SiC摩擦材料的微觀結構125
6.3短纖維增強C/C-SiC摩擦材料的制備及結構131
6.3.1C/C多孔體的制備131
6.3.2C/C-SiC摩擦材料的微觀結構134
6.3.3C/C-SiC摩擦材料的孔隙結構分析135
6.4Si+C熔滲反應模型141
參考文獻142
第7章 溫壓-原位反應法制備C/C-SiC摩擦材料145
7.1溫壓-原位反應的理論分析及設計145
7.1.1Si+C原位反應機理145
7.1.2C/C-SiC摩擦材料的設計147
7.2C/C-SiC摩擦材料的制備150
7.2.1溫壓-原位反應法的制備工藝150
7.2.2C/C-SiC摩擦材料制備的影響因素153
7.2.3酚醛樹脂的熱分解過程及結構157
7.2.4C/C-SiC坯體裂紋形成及影響因素166
7.3C/C-SiC摩擦材料的微觀結構169
7.3.1C/C-SiC的微結構169
7.3.2C/C-SiC的界面形貌174
參考文獻176
第8章 基體改性C/C-SiC摩擦材料的制備179
8.1Cu改性179
8.1.1Cu-Si-C體系熱力學分析179
8.1.2材料制備及物相組成181
8.1.3材料微觀結構182
8.1.4組元的顯微硬度185
8.2Cu-Ti改性186
8.2.1材料制備及物相組成186
8.2.2材料微觀結構186
8.2.3熔滲過程中的反應機制188
8.3Fe改性189
8.3.1Fe-Si-C體系熱力學分析189
8.3.2材料制備及物相組成191
8.3.3材料微觀結構192
參考文獻194
第9章 C/C-SiC摩擦材料的熱物理性能195
9.1LSI-C/C-SiC摩擦材料的熱物理性能195
9.1.1LSI-C/C-SiC的熱擴散率及影響因素195
9.1.2LSI-C/C-SiC的熱膨脹系數199
9.2WCISR-C/C-SiC摩擦材料的熱物理性能201
9.3CVI-C/C-SiC摩擦材料的熱物理性能203
9.3.1CVI-C/C-SiC的熱擴散率及影響因素203
9.3.2CVI-C/C-SiC的熱膨脹系數206
9.4C/C-SiC在室溫～1300℃的導熱性能及其導熱機制208
參考文獻212
第10章 C/C-SiC摩擦材料的力學性能及其失效機制214
10.1LSI-C/C-SiC的力學性能及影響因素214
10.1.1彎曲和壓縮性能214
10.1.2拉伸性能224
10.2WCISR-C/C-SiC的力學性能及失效機制225
10.2.1彎曲性能225
10.2.2壓縮性能230
10.3CVI-C/C-SiC的力學性能及失效機制237
10.3.1彎曲性能237
10.3.2拉伸性能241
參考文獻245
第11章 C/C-SiC摩擦材料的氧化行為及機制247
11.1單一組元的氧化行為247
11.1.1組元的TG-DSC分析247
11.1.2碳相的氧化248
11.1.3SiC的氧化249
11.1.4Si的氧化250
11.2LSI-C/C-SiC的氧化性能及機制254
11.2.1C/C-SiC復合材料的非等溫氧化行為254
11.2.2C/C-SiC復合材料的等溫氧化動力學和機理257
11.2.3C/C-SiC復合材料的長時間氧化行為259
11.3CVI-C/C-SiC的氧化性能及機制264
11.3.1C/C-SiC復合材料的非等溫氧化行為264
11.3.2C/C-SiC復合材料的等溫氧化行為266
11.4WCISR-C/C-SiC的氧化行為及機理270
11.4.1C/C-SiC的非等溫氧化行為270
11.4.2C/C-SiC的等溫氧化行為272
11.5Cu3Si改性C/C-SiC的氧化行為及機理279
11.5.1材料的等溫氧化行為279
11.5.2材料的長時間氧化行為284
參考文獻286
第12章 C/C-SiC摩擦材料的摩擦磨損行為及機理289
12.1LSI-C/C-SiC的摩擦磨損性能及影響因素289
12.1.1預制體結構289
12.1.2基體炭結構293
12.2WCISR-C/C-SiC的摩擦磨損性能298
12.3CVI-C/C-SiC的摩擦磨損性能305
12.3.1自對偶低載能305
12.3.2自身對偶高載能308
12.3.3與鋼對偶312
12.4改性C/C-SiC的摩擦磨損性能315
12.5環境對C/C-SiC摩擦磨損性能的影響319
12.5.1濕態條件319
12.5.2油性環境321
12.5.3制動速度326
12.6C/C-SiC的摩擦磨損機理328
12.6.1摩擦機理329
12.6.2磨損機理331
參考文獻335
第13章 C/C-SiC摩擦材料在不同制動系統上的應用337
13.1汽車337
13.1.1臺架考核338
13.1.2應用347
13.2高速列車351
13.3工程機械358
13.4風力發電機組363
13.5其他366
13.5.1磁懸浮列車366
13.5.2重載卡車367
13.5.3摩托車368
13.5.4特種機械369
參考文獻371