的摩擦系数的前提下，很好的降低了刹车盘的磨损量。
[0042]本发明采用纳米级硅粉和聚甲基硅烷混合，对刹车盘表面进行处理。目的在于在刹车盘中增加一定量的硅。硅作为一种增摩材料，微量的硅对碳陶刹车盘的摩擦系数有一定量的提高，且基本不会增加刹车盘的磨损量。在本专利中，利用聚甲基硅烷，通过真空浸渍的方式，引入纳米级硅粉，一方面是填补PIP法表面不致密的缺陷，提高刹车盘表面的致密度，提高表面的导热系数;另一方面，聚甲基硅烷在1200°c左右裂解产物为碳化硅和游离硅，不会引入裂解碳，且裂解的碳化硅和之前的碳化硅为同一种碳化硅，有较好的结合强度，使硅粉与刹车盘较好的结合。
[0043]总之本发明方法制备的碳陶复合材料可以很好的控制刹车盘中各组分含量和结构分布，摩擦系数高且稳定，磨损量小，且刹车过程中无明显振动，刹车曲线平稳，无尾翘，制作周期短，，制备方法简单可控，适合产业化生产，特比适用于飞机等高动量运载系统制动所需刹车盘。
【附图说明】
[0044]附图1为实施例1所制备的碳陶飞机刹车盘试样。
[0045]附图2为实施例1所制备的碳陶飞机刹车盘金相图。
[0046]附图3为实施例1所制备的碳陶飞机刹车盘试样的摩擦曲线图。
[0047]附图4为本发明实施例中所用聚甲基硅烷的XRD图。
[0048]从图1、图2可以看出实施例1所制备成品的宏观形态和微观结构。
[0049]从图3摩擦曲线图可以看出，在7914rpm，196.19Kg的压力，213.39Kg.cm的平均力矩下，刹车盘具有较大的摩擦系数，0.34，且刹车曲线较平稳，尾翘峰较好，说明此刹车盘具有优良的刹车性能。
[0050]从图4中可以看出:聚甲基硅烷的XRD谱图中2Θ = 36.5°、60.1°、71.8°衍射峰分别归属β-SiC的(111)、( 220)、( 311)晶面衍射，2Θ = 28.4、47.3、56.1衍射峰分别归属Si的(111)、( 220)、( 311)晶面衍射，同时XRD中无明显的杂质衍射峰，证明聚甲基硅烷在1200 °C下裂解产物为β-SiC和硅。
【具体实施方式】
:
[0051 ]本发明中，所有实施例和对比例中刹车盘的测试条件均为7900rpm，196Kg的压力，21 IKg.cm的平均力矩，刹车测试20次。
[0052]实施例1
[0053]本发明实施例1中将制备碳陶飞机刹车盘，其所用原料是密度为1.2-1.5g/cm3的C/C复合材料。密度为1.2-1.5g/cm3的C/C复合材料的制备方法为:
[0054]采用密度为0.5-0.55g/cm3的2.5D针刺的炭纤维全网胎，碳沉积至密度为1.3g/cm3，在保护气氛下，进行2300 °C高温处理。在按飞机刹车盘的净尺寸加工得到约1.26g/cm3密度的C/C复合材料飞机刹车盘坯体。进行碳沉积时，以丙烯或天然气为碳源，以氩气为稀释气体，沉积时控制炉内气压为2.0-3.0KPa、温度为900?1000 °C ;碳沉积时，碳源气体与稀释气体的体积比为1:5-1:1。
[0055]步骤一
[0056]配置质量比，苯乙烯:聚甲基硅烷为20:100的浸渍液，将C/C复合材料飞机刹车盘坯体放入金属浸渍罐中，采用真空超声浸渍Ih，真空浸渍2h，加压超声浸渍Ih，加压浸渍2h。浸渍完成后放出浸渍液，将浸渍好的预制件放入石墨坩祸中并装入真空烧结炉中，1300°C下进行高温裂解，保温3小时，全过程采用惰性气体保护。烧结完降至室温，将预制件进行表面打磨后重复上述浸渍工艺6次，最后得到密度为1.85g/cm3碳陶飞机刹车盘预制品。
[0057]真空超声浸渍时，控制真空度小于0.0OlMPa，加压超声浸渍时，加压压力为2.5MPaο
[0058]步骤三:碳陶刹车盘高温处理。将密度为1.85g/cm3的碳陶刹车盘预制品进行1550°(:高温处理，得到密度为1.83g/cm3的碳陶刹车盘预成品。
[0059]步骤四:高温碳陶刹车盘预成品表面处理。用乙醇将刹车盘预成品表面灰分清理干净，按质量比，硅粉:聚甲基硅烷15:100配制成浸渍液，真空浸渍2h，浸渍完成后放出浸渍液，将浸渍好的预成品放入石墨坩祸中并装入真空烧结炉中，1300°C下进行高温裂解，保温2小时，全过程采用惰性气体保护。烧结完降至室温，将预成品进行表面打磨后重复上述浸渍工艺2-4次，最后得到密度为1.95g/cm3碳陶飞机刹车盘。
[0060]硅粉为50-100nm，纯度大于等于97%。
[0061 ]制备的碳陶刹车盘组分分析:
[0062]碳化硅含量:32.8%
[0063]硅含量:2.5%
[0064]裂解碳含量:0%
[0065]制备的碳陶飞机刹车盘刹车性能如下:
[0066]平均摩擦系数:0.34平均单次材料磨损:0.00104mm
[0067]平均单次对偶磨损:0.0014mm。
[0068]对比例I，其它条件均与实施例1一致，在步骤四中，仅仅用聚甲基硅烷真空浸渍高温处理后的碳陶刹车盘预成品，最终得到密度为1.96g/cm3的碳陶飞机刹车盘。
[0069]制备的碳陶刹车盘组分分析:
[0070]碳化硅含量:34.4%
[0071]硅含量:1.3%
[0072]裂解碳含量:0%
[0073]制备的碳陶飞机刹车盘刹车性能如下:
[0074]平均摩擦系数:0.233
[0075]平均单次材料磨损:0.0015mm
[0076]平均单次对偶磨损:0.0017mm
[0077]对比例2，其它条件均与实施例1一致，在步骤四中，仅仅用质量比，苯乙烯:聚甲基硅烷为100:20的浸渍液真空浸渍高温处理后的碳陶刹车盘预成品，最终得到密度为1.94g/cm3的碳陶飞机刹车盘。
[0078]制备的碳陶刹车盘组分分析:
[0079]碳化硅含量:32.7%
[0080]硅含量:1.1%
[0081]裂解碳含量:1.1%
[0082]制备的碳陶飞机刹车盘刹车性能如下:
[0083]平均摩擦系数:0.193
[0084]平均单次材料磨损:0.0037mm
[0085]平均单次对偶磨损:0.0045mm。
[0086]由实施例1、对比例1、对比例2说明，碳陶刹车盘中硅、裂解碳的含量对刹车盘摩擦系数、磨损量等刹车性能有很大影响。
[0087]实施例2
[0088]本发明实施例2中将制备碳陶飞机刹车盘，其所用原料是密度为1.2-1.5g/cm3的C/C复合材料。密度为1.2-1.5g/cm3的C/C复合材料的制备方法为:
[0089]采用密度为0.5-0.558/0113的2.50针刺的炭纤维全网胎，碳沉积至密度为1.558/cm3，在保护气氛下，进行23000C高温处理。在按飞机刹车盘的净尺寸加工得到约1.5g/cm3密度的C/C复合材料飞机刹车盘坯体。进行碳沉积时，以丙烯或天然气为碳源，以氩气为稀释气体，沉积时控制炉内气压为2.0-3.0KPa、温度为900?1000°C ；碳沉积时，碳源气体与稀释气体的体积比为1:5-1:1。
[0090]步骤一
[0091]配置质量比，苯乙烯:聚甲基硅烷为15:100的浸渍液，将C/C复合材料飞机刹车盘坯体放入金属浸渍罐中，采用真空超声浸渍Ih，真空浸渍2h，加压超声浸渍Ih，加压浸渍2h。浸渍完成后放出浸渍液，将浸渍好的预制件放入石墨坩祸中并装入真空烧结炉中，1200°C下进行高温裂解，保温2.5小时，全过程采用惰性气体保护。烧结完降至室温，将预制件进行表面打磨后重复上述浸渍工艺6次，最后得到密度为1.9g/cm3碳陶飞机刹车盘预制品。
[0092]真空超声浸渍时，控制真空度小于0.0OlMPa，加压超声浸渍时，加压压力为3MPa。
[0093]步骤三:碳陶刹车盘高温处理。将密度为1.9g/cm3的碳陶刹车盘预制品进行1500°(:高温处理，得到密度为1.88g/cm3的碳陶刹车盘预成品。
[0094]步骤四:高温碳陶刹车盘预成品表面处理。用乙醇将刹车盘预成品表面灰分清理干净，按质量比，硅粉:聚甲基硅烷12:100配制成浸渍液，真空浸渍2h，浸渍完成后放出浸渍液，将浸渍好的预成品放入石墨坩祸中并装入真空烧结炉中，1250°C下进行高温裂解，保温
2.5小时，全过程采用惰性气体保护。烧结完降至室温，将预成品进行表面打磨后重复上述浸渍工艺2-4次，最后得到密度为1.97g/cm3碳陶飞机刹车盘。
[0095]硅粉为50-100nm，纯度大于等于97%。
[0096]制备的碳陶刹车盘组分分析:
[0097]碳化硅含量:22.1%
[0098]硅含量:1.7%
[0099]裂解碳含量:0%
[010