一种增强型陶瓷纤维摩擦材料的制作方法

本发明涉及陶瓷摩擦材料技术领域，尤其涉及了一种增强型陶瓷纤维摩擦材料。

背景技术：

随着车辆向环保、高速以及重载方向发展，人们对汽车制动材料的性能提出了更高的要求，特别是在高温制动时，材料的稳定性及安全性至关重要。目前汽车制动系统主要使用半金属摩擦材料、无石棉有机摩擦材料(nao)、粉末冶金摩擦材料、陶瓷摩擦材料等。随着摩擦材料的不断发展，陶瓷摩擦材料伴随着自身的优点而得到了大面积的使用和推广，并在近几年得到了快速的发展。

在现有技术中，陶瓷材料的摩擦系数不稳定，使得汽车制动系统的性能不稳定，由于陶瓷基体的材料表现为多元特点，各自的粘连性能差异较大，粘连强度高低不一，在使用中极易因受力不均而导致局部开裂损坏的现象，直接影响成品的整体强度和质量指标，而且耐磨性能也存在一定的缺陷，大大的缩短了其使用寿命。

因此，为了解决上述存在的问题，本发明特提供了一种新的技术方案。

技术实现要素：

本发明的目的是提供了一种增强型陶瓷纤维摩擦材料，能够解决现有技术陶瓷摩擦材料摩擦系数不稳定、强度低以及耐磨性差等技术缺陷。

本发明针对上述技术缺陷所采用的技术方案是：

一种增强型陶瓷纤维摩擦材料，包括陶瓷基体以及沉积在所述陶瓷基体表面的碳界面层，所述陶瓷基体由中心点向外呈辐射状结构，所述陶瓷基体包括一碳纤维包芯纱和多个陶瓷纤维束，多个陶瓷纤维束沿着碳纤维包芯纱向外扩散，相邻陶瓷纤维束之间设置有混合纤维纱界面，所述碳纤维包芯纱包括6-12份碳纤维、1-3份玻化纤维和2-10份芳纶纤维按照比例组成。

进一步地，混合纤维纱界面包括2-10份腈纶纤维、4-8份丙纶纤维组成。

进一步地，混合纤维纱界面的面积由内向外依次呈逐渐增大的趋势。

进一步地，混合纤维纱界面与相应陶瓷纤维束的连接点均设置有增强型结点。

进一步地，所述碳界面层的厚度为1-10μm。

一种增强型陶瓷纤维摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：

a：将6-12份碳纤维和2-10份芳纶纤维混纺形成表纱，再将1-3份玻化纤维作为芯纱制备碳纤维包芯纱；

b：将2-10份腈纶纤维按照s50-s100的捻向捻度均匀地缠绕在4-8份丙纶纤维上制备混合纤维纱界面；

c：采用碳纤维包芯纱、陶瓷纤维束和混合纤维纱界面构成辐射状的陶瓷基体；

d：采用化学气相沉积的方法在陶瓷基体的表面上沉积厚度为1-10μm的碳界面层。

本发明的有益效果是：本发明由中心向外呈辐射状结构，整体结合力强，粘连性强度高，具有极强的稳定性，减少因应力集中而导致局部损坏的情况，同时采用混合纤维纱界面加强固定，耐磨性能好，有效的提高了材料的使用寿命，而且摩擦系数稳定，满足不同环境对摩擦材料的要求。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

图1为本本发明的结构示意图。

图2为性能测试结果对比图。

其中：1、陶瓷基体，11、碳纤维包芯纱，12、陶瓷纤维束，13、混合纤维纱界面，14、增强型结点。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明的保护范围的限定。

如图1所示的一种增强型陶瓷纤维摩擦材料，包括陶瓷基体1以及沉积在陶瓷基体1表面的碳界面层，陶瓷基体1由中心点向外呈辐射状结构，陶瓷基体1包括一碳纤维包芯纱11和多个陶瓷纤维束12，多个陶瓷纤维束12沿着碳纤维包芯纱11向外扩散，相邻陶瓷纤维束12之间设置有混合纤维纱界面13，碳纤维包芯纱包括6-12份碳纤维、1-3份玻化纤维和2-10份芳纶纤维按照比例组成。

其中，混合纤维纱界面包括2-10份腈纶纤维、4-8份丙纶纤维组成，混合纤维纱界面的面积由内向外依次呈逐渐增大的趋势。混合纤维纱界面与相应陶瓷纤维束的连接点均设置有增强型结点14。所述碳界面层的厚度为1-10μm。

实施例1

一种增强型陶瓷纤维摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：

a：将6份碳纤维和2份芳纶纤维混纺形成表纱，再将1份玻化纤维作为芯纱制备碳纤维包芯纱；

b：将4份腈纶纤维按照s50的捻向捻度均匀地缠绕在4份丙纶纤维上制备混合纤维纱界面；

c：采用碳纤维包芯纱、陶瓷纤维束和混合纤维纱界面构成辐射状的陶瓷基体；

d：采用化学气相沉积的方法在陶瓷基体的表面上沉积厚度为1μm的碳界面层。

实施例2

一种增强型陶瓷纤维摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：

a：将8份碳纤维和2份芳纶纤维混纺形成表纱，再将2份玻化纤维作为芯纱制备碳纤维包芯纱；

b：将6份腈纶纤维按照s80的捻向捻度均匀地缠绕在4份丙纶纤维上制备混合纤维纱界面；

c：采用碳纤维包芯纱、陶瓷纤维束和混合纤维纱界面构成辐射状的陶瓷基体；

d：采用化学气相沉积的方法在陶瓷基体的表面上沉积厚度为5μm的碳界面层。

实施例3

一种增强型陶瓷纤维摩擦材料的制备方法，包括以下步骤：

a：将10份碳纤维和10份芳纶纤维混纺形成表纱，再将3份玻化纤维作为芯纱制备碳纤维包芯纱；

b：将4份腈纶纤维按照s100的捻向捻度均匀地缠绕在8份丙纶纤维上制备混合纤维纱界面；

c：采用碳纤维包芯纱、陶瓷纤维束和混合纤维纱界面构成辐射状的陶瓷基体；

d：采用化学气相沉积的方法在陶瓷基体的表面上沉积厚度为10μm的碳界面层。

本发明的实施例中制备的摩擦制动材料的性能测试结果如表1所示，其中对比为普通陶瓷摩擦材料。

如图2所示，性能测试结果表明：本发明强度的数值增长幅度较大，摩擦系数可以在较宽的范围内进行调节，磨损率表现为增重，磨损率为正值。

综上所述：本发明由中心向外呈辐射状结构，整体结合力强，粘连性强度高，具有极强的稳定性，减少因应力集中而导致局部损坏的情况，同时采用混合纤维纱界面加强固定，耐磨性能好，有效的提高了材料的使用寿命，而且摩擦系数稳定，满足不同环境对摩擦材料的要求。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：

技术总结
本发明公开了一种增强型陶瓷纤维摩擦材料，包括陶瓷基体以及沉积在陶瓷基体表面的碳界面层，陶瓷基体由中心点向外呈辐射状结构，陶瓷基体包括一碳纤维包芯纱和多个陶瓷纤维束，多个陶瓷纤维束沿着碳纤维包芯纱向外扩散，相邻陶瓷纤维束之间设置有混合纤维纱界面。本发明由中心向外呈辐射状结构，整体结合力强，粘连性强度高，具有极强的稳定性，减少因应力集中而导致局部损坏的情况，同时采用混合纤维纱界面加强固定，耐磨性能好，有效的提高了材料的使用寿命，而且摩擦系数稳定，满足不同环境对摩擦材料的要求。

技术研发人员：黄荣翠
受保护的技术使用者：苏州翠南电子科技有限公司
技术研发日：2017.11.28
技术公布日：2018.01.19