Disc de frână din ceramică din carbon

Discul de frână din ceramică de carbon semicorex este realizat prin compozit matricial C/C-SIC. Cu un corp tridimensional sau țesut de fibră de carbon ca schelet de armare, matricea este compusă din carbon (C) șicarbură de siliciu (sic), care este un material compus cu matrice duală. Acesta combină avantajele materialelor de carbon și ale carburii de siliciu, cu o duritate ridicată, densitate scăzută, stabilitate termică bună, rezistență la șoc termic, duritate ridicată, rezistență ridicată la uzură și rezistență la oxidare bună. În mediile cu temperaturi ridicate, matricea de carbon poate oferi un anumit tampon și o duritate pentru a împiedica materialul să se fisureze fragil și poate rezista la o temperatură ridicată de cel puțin 1650 ° C. Pregătiți mai întâi un material compozit C/C, apoi introduceți faza SIC prin metode precum impregnarea siliconului lichid. De exemplu, un semifabricat C/C este preparat mai întâi prin depunerea de vapori chimici sau prin carbonizarea impregnării cu rășină, iar apoi semifabricatul este contactat cu siliciu lichid. Siliconul reacționează cu carbon la temperaturi ridicate pentru a forma SIC, în timp ce umple porii în semifabricat. Datorită performanței sale excelente, este utilizat pe scară largă în avioane avansate de luptă, trenuri de mare viteză, mașini de curse și mașini sport și poate satisface cerințele stricte ale acestor echipamente de înaltă calitate pentru sistemul de frână în condiții de muncă complexe, cum ar fi viteză mare, sarcină ridicată și temperatură ridicată.

Discul de frână din ceramică din carbon face parte din sistemul de frânare a automobilelor. În plus față de discul de frână, frâna cu disc are, de asemenea, etriere, plăcuțe de frână, conducte de frână și alte părți. Discul de frână se rotește cu roata. Patta de frână este instalată în interiorul etrierului și este staționară în raport cu discul de frână.

Principiul frânei auto este relativ simplu. Când șoferul se îndreaptă pe frână, uleiul de frână din conducta de frână acționează ca un mediu hidraulic pentru a aplica presiune pe piston în etrier, astfel încât plăcuța de frână să țină strâns discul de frână, iar forța de frecare împiedică discul de frână să se rotească, jucând astfel un rol în decelerare sau parcare. Numărul de pistoane din etrier determină presiunea aplicată pe placa de frână. Materialul discului de frână și al plăcii de frână afectează rezistența coeficientului de frecare.

Există trei materiale principale pentru discurile de frână: fontă gri, carbon carbon și ceramică de carbon. Ultimele două sunt pe bază de carbonMateriale compozite, dar au caracteristici diferite.

1. Discurile de frână din fontă gri sunt caracterizate prin tehnologie matură și preț scăzut, dar lipsa de performanță. Cel mai mare defect al discurilor din fontă este descompunerea termică la temperatură ridicată. Din perspectiva conversiei energetice, frânarea auto este de fapt un proces de transformare a energiei cinetice în energie termică. Prin urmare, temperatura va fi foarte mare în timpul procesului de frânare. În cazul frânei continue, discul tradițional de fontă va provoca o descompunere termică evidentă din cauza temperaturii ridicate. Pe măsură ce temperatura crește, frecarea va scădea. Acest lucru va face ca frânele să devină mai moale și mai moale.

2. Apariția discului de frână din carbon/carbon și carbon ceramic este de a rezolva deficiențele de performanță ale discurilor din fontă.

Indiferent dacă este vorba de carbon/carbon sau carbon/ceramică, discurile de frână compozite pe bază de carbon au coeficienți de frecare ridicate, greutate ușoară și o bună rezistență la degradarea termică și coroziunea.

- Carbon/carbonDiscurile de frână au două deficiențe evidente. Unul este că coeficientul de frecare scade mai grav în condiții umede, iar celălalt este că coeficientul de frecare este, de asemenea, actualizat în medii la temperaturi joase. Astfel de caracteristici ale produsului restricționează dezvoltarea discurilor de frână de carbon/carbon pe piața civilă. Prin urmare, discurile de frână din material de carbon/carbon sunt utilizate în principal în aeronavele militare și mașinile de curse F1.

- Discul de frână din ceramică din carbon este o versiune îmbunătățită a materialelor de carbon/carbon. Procesul de fabricație se bazează pe materiale cu carbon de carbon și se adaugă carbură de siliciu. Rezistența mecanică ridicată a fibrei de carbon este combinată cu rezistența la uzură și rezistența la oxidare a materialelor ceramice. Discul de frână din ceramică de carbon nu numai că moștenesc avantajele rezistenței la temperaturi ridicate și densitatea scăzută a materialelor de carbon carbon, dar depășește și problema coeficientului scăzut de frecare în mediile umede și cu temperaturi scăzute. Prin urmare, discul de frână din ceramică din carbon poate fi utilizat atât pe piața civilă, cât și pe piețele aeronavelor militare. Discurile de carbon ceramice pot rezista la temperaturi ridicate de până la 1750 ° C, au o distanță scurtă de frânare, au o greutate ușoară și sunt fără rugină.