汽车离合器用铜基金属陶瓷摩擦材料的研究进展
- 格式:pdf
- 大小:1.49 MB
- 文档页数:1
汽车刹车片用新型陶瓷基摩擦材料性能研究钛酸钾晶须是当前一种新型的陶瓷基摩擦材料,属于增强体晶须,灵活利用其自身的性质,可以有效的应用在当前的汽车刹车片制作中,进而提升当前材料的硬度、密度以及抗拉强度,提升汽车刹车片的整体性能。
基于此,本文从当前的汽车刹车片的性能要求与材料入手,深入进行分析,进而明确其新型陶瓷基摩擦材料的性能,以供参考。
标签:汽车刹车片;新型陶瓷基;摩擦材料;性能分析0 引言随着时代不断发展,当前我国汽车工业逐渐繁荣,灵活应用当前先进的技术,促使现阶段的汽车制造逐渐向轻量化、高质量、高安全以及高寿命方向发展,进而对当前的汽车制动系统提出更高的要求,以保证其整体性能。
新型陶瓷基摩擦材料是当前全新的一种材料,其材料的引用可以提升汽车制动的安全性与稳定性,满足当前的需求。
1 新型陶瓷基摩擦材料概述在当前的汽车制动装置设计过程中,最理想的材料应具有满足所有制动要求的优点与优势,例如,具有良好的稳定性、磨损效率低、摩擦系数高、使用寿命长以及刹车噪音小等特点,以满足当前的需求。
对于摩擦材料来说,其由多方面的材料组成,有增强材料、基体材料、填料以及摩擦改性剂等组成,将当前的增强纤维作为骨架,提升摩擦片的整体摩擦性能。
以当前的钛基晶须材料为例,在实际的应用过程中,该材料自身具有较为优越的性能,化学性质稳定,物理性能良好,如硬度较低、耐磨、耐热、耐腐蚀,在实际的应用过程中,可以有效的促使当前的制动装置性能得到提升,以满足当前的需求[1]。
2 汽车刹车片用新型陶瓷基摩擦材料性能分析2.1 进行合理的摩擦材料制作实际上,当前的汽车制动器在进行制作过程中,其主要是利用当前的衬片功能进行发挥,其由当前的填料、增强纤维以及粘结剂组成,利用粘接剂自身的功能与优势,将相关的材料进行合理的融合,经过粘接、加热、固化等工序,促使其形成质量良好的摩擦材料,提升整体性能,满足当前的需求。
例如,作者通过合理的实验,对当前的汽车刹车片新型陶瓷基材料的性能进行分析,通过不同的粘结剂的不同体积分数明确其最优效果,进而选择出摩擦材料的最高强度与韧性,提升其整体性能。
陶瓷基复合材料与金属连接的研究进展摘要陶瓷基复合材料是一种新兴的热结构材料,解决其自身及其与金属的连接工艺,是实现其推广应用的重要课题之一。
首先分析了陶瓷基复合材料自身连接及其与金属连接的难点,在此基础上从解决被连接材料的化学相容性与物理匹配性两方面出发,综述了陶瓷基复合材料自身及其与金属连接的研究进展,并介绍了几种典型的连接实例———活性金属钎焊、部分瞬间液相扩散连接以及宏观结构梯度中间层设计。
关键词: 陶瓷基复合材料化学相容性物理匹配性连接0前言陶瓷基复合材料(Ceramic Matrix Composites,以下简称CMCs)作为一种新兴的热结构材料,具有密度低、耐高温、抗氧化、热强度保持率高以及断裂韧性高等优点,在未来的高推重比航空发动机、卫星姿控发动机、超高声速冲压发动机、巡航导弹发动机、液体和固体火箭发动机等武器装备领域具有广阔的推广应用前景[ 1 ] ,在涡轮燃气电站和核能反应堆等民用领域的市场潜力更大[ 2, 3 ] 。
由德国工业设备公司( IABG)生产的C /SiC复合材料已经应用在光学领域(镜子和反射镜) 、燃烧室、热交换机、高性能车辆刹车盘、化学工业和国防领域[ 4 ] 。
连接是CMCs走向工程应用需要解决的关键技术之一。
一方面, CMCs复杂精密构件的低成本制造,需要实现CMCs之间的连接;另一方面,构件各部分不同的功能,需要实现其与金属之间的连接。
连接的目标是实现接头的高温使用,因此连接的金属对象为Nb合金[ 5~7 ] 、Ti合金[ 8~11 ] 、Ni基高温合金[ 12, 13 ]等难熔金属材料。
由于CMCs继承了陶瓷的化学性能以及高硬度、高模量(如C /SiC) 和低线膨胀系数(如SiC /SiC、C /SiC)等物理性能,即: CMCs - 金属连接与陶瓷- 金属连接在材料组配上有许多相似之处,两类接头的实现面临着一些基本的共性问题,这些问题在本质上可以归纳为两个方面:化学相容性与物理匹配性。
合金元素在Cu-PM材料中的应用研究进展(重庆理工大学重庆巴南)摘要:在铜基粉末冶金材料中添加合金元素可以显著改善材料的性能特别是摩擦性能,烧结含合金元素的Cu-PM材料是一种有发展前景的粉末冶金材料,如添加Al、Cr、Ni等元素。
本文综述了合金元素对铜基粉末冶金材料的性能和组织结构等的影响,总结了到目前为止相关领域的结论和进展,并讨论了Cu-PM 材料生产现状和发展趋势。
关键词:合金元素;Cu-PM;应用;进展1 引言铜基粉末冶金摩擦材料是以铜粉为主要成分,此外含有润滑组元石墨和摩擦组元陶瓷颗粒以及强化铜基体的合金元素等多种组分。
其最早出现于1929年,材料是含少量的铅、锡和石墨的铜基合金。
铜基粉末冶金摩擦材料在飞机、汽车、船舶、工程机械等刹车装置上的应用发展较快,使用较成熟是在70年代之后。
前苏联于1941年后成功地研制了一批铜基摩擦材料,广泛应用于汽车和拖拉机上。
美国对铜基摩擦材料的研究也较多,主要是致力于基体强化,从而提高材料的高温强度和耐磨性。
二十世纪初,铜基摩擦材料大多用在干摩擦条件下工作,五十年代以后,大约75%的铜基摩擦材料,均在润滑条件下工作。
这些摩擦材料都是以青铜为基,以锌、铝、镍、铁等元素强化基体。
由于合金元素在铜基粉末冶金材料中的良好作用,国内很多单位及个人展开了相关方面的工作并发表了论文及成果。
本文就国内含合金元素的铜基粉末冶金材料的相关研究进行了论述。
2 Cu-PM材料生产现状及国内外对比纯铜粉末主要用电解法和雾化法生产。
电解法是借助电流的作用, 使电解液中的铜离子在阴极析出成粉的制粉过程。
用电解法生产的铜粉呈表面积发达的树枝状、纯度高、压制性能优良, 是纯铜粉末的主要生产方法。
相关文献表中数字表明, 我国的铜及铜基合金粉末的产量和用量与欧美等国家差距很大, 这从一个侧面说明我国铜粉生产与应用还具有十分广阔的开发空间。
电解铜粉与国外产品相比, 主要差距在于:(1)产品的规格少。
1 前言汽车底盘技术随着内燃机技术的不断改进和发展,传统的内燃机材料已很难满足高强度、耐腐蚀、低导热及耐磨性等方面的要求。
特种陶瓷材料由于具有优良的综合性能而越来越受到业内人士的关注。
将其应用于汽车上可以有效地降低整车的质量、提高发动机的热效率、降低油耗、减少排气污染。
本文介绍了汽车用陶瓷材料的分类、性能特点、制备方法以及在汽车上的应用现状和发展前景。
2 汽车用特种陶瓷材料分类及特点特种陶瓷不是传统意义上的陶瓷,它属于精细陶瓷的一个分支,也可称为新型陶瓷、高技术陶瓷或工程陶瓷。
汽车用特种陶瓷可分为功能陶瓷和结构陶瓷两大类。
功能陶瓷利用其绝缘性、介电性、半导性和磁性等功能来制造各种传感器,以满足汽车电子化的迅猛发展;结构陶瓷具有高温工况下强度高、耐磨性好、隔热性好、低密度和低膨胀系数等性能,广泛用于发动机和热交换零件的制造。
现对结构陶瓷的性能特点和生产步骤作简单介绍。
2.1 氧化硅陶瓷氮化硅陶瓷是新型特种陶瓷材料,它原料丰富、加工性能好,在化工机械和现代尖端技术等方面均有应用。
制备方法有反应烧结法和热压烧结法。
主要性能特点是强度高、化学稳定性好、抗温变性能好、耐磨、绝缘、制品精度高。
可用于制造耐磨、耐蚀、耐高温及绝缘零部件。
用氮化硅陶瓷材料制造发动机,工作温度从理论上可提高到1370℃左右。
温度提高可使燃烧充分,发动机热效率提高,并降低排气污染。
反应烧结氮化硅可用于制造泵的机械密封环、高温轴承、阀门等零件;热压反应烧结氮化硅可用于制造切削刀具。
2.2 碳化硅陶瓷碳化硅陶瓷是用碳化硅粉(把石英、碳和木屑装入电弧炉中,在1900-2000℃的高温下合成)利用粉末冶金经反应烧结和热压烧结工艺制成。
碳化硅陶瓷的最大特点是高温强度好(在1400℃时抗弯强度仍保持500-600MPa)、传热能力强、热稳定性好并且耐磨。
可用于制作火箭尾部喷嘴、浇注金属用喉嘴、轴承、燃气轮机的叶片、高温热交换器材料及各种泵的密封圈等。
Ti(C,N)基金属陶瓷强韧化技术的研究进展Ti(C,N)基金属陶瓷是一种非常具有发展前景和应用价值的新型材料,其独特的性能和优势使得其在诸多领域均有广泛的应用前景。
其中,它的强韧化技术是关键之一,对于其在工业应用领域的推广具有非常重要的作用。
本文通过综合分析相关文献资料,介绍Ti(C,N)基金属陶瓷强韧化技术的研究进展。
一、Ti(C,N)基金属陶瓷的概述Ti(C,N)基金属陶瓷是一种由钛、碳、氮等原子组成的高强度、高韧性、高温稳定性的新材料。
它具有金属的韧性和殊高的硬度和耐磨性,同时还具有陶瓷的高温、高硬度、高耐腐蚀性的优异性能,是一种典型的“金属+陶瓷”复合材料。
由于其优良的性能,Ti(C,N)基金属陶瓷在航空航天、汽车、船舶、刀具、模具等领域有着广泛的应用。
二、Ti(C,N)基金属陶瓷的制备及其烧结机制Ti(C,N)基金属陶瓷的制备通常采用粉末冶金法,包括机械合金化和热处理等步骤。
在粉末冶金法中,首先将Ti、C、N 等原料粉末混合,并经过球磨等方法进行机械合金化,再经高温反应制备出Ti(C,N)相的颗粒。
最后,通过热压或等离子烧结等高温处理技术使得颗粒粘结,形成致密的Ti(C,N)基金属陶瓷材料。
Ti(C,N)基金属陶瓷的烧结是其制备中的重点、难点之一。
近年来,烧结参数的优化和机理的研究对Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧化优化起到了重要作用。
烧结温度、压力、时间、脱氧剂等因素均会影响烧结过程中晶粒的生长和相界面的稳定性,进而影响材料的力学性能和热学性能。
三、Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧化机制Ti(C,N)基金属陶瓷具有良好的高温和高强度等优越性能,但其低韧性是限制其广泛应用的主要困难。
因此,强韧化成为了目前Ti(C,N)基金属陶瓷研究的主要方向之一。
主要强韧化机制为韧性增散机制和图案转化机制:(1)韧性增散机制韧性增散机制是指通过向Ti(C,N)基金属陶瓷中添加少量的可溶性增散相(如Ni、Fe、Co 等)以调节晶界能量,减缓晶粒生长速率,从而增加Ti(C,N)基金属陶瓷的韧性。
湿式离合器用纸基摩擦片的研究进展纸基摩擦片是一种多孔湿式摩擦材料,因其具有良好的摩擦特性而广泛应用于车辆及工程机械的自动变速器和制动器中。
简要介绍了纸基摩擦片的摩擦磨损机理,综述了近年来通过改进原料配方、制备工艺和油槽结构提高纸基摩擦片性能的进展,并对纸基摩擦片的发展趋势进行了展望。
标签:纸基摩擦片;多孔;摩擦磨损机理;摩擦性能纸基摩擦材料出现于上世纪50年代末,至今经历了由早期的纤维素增强纸基,石棉增强纸基和高品质纸基摩擦材料的3代发展[1]。
该种材料已广泛应用于汽车、船舶、工程机械、矿山机械等领域的离合器、制动器中。
随着纸基摩擦片的应用从轻载车辆向重载车辆过渡,对纸基摩擦片性能的要求也有所提高。
GB/T 21955—2008《农林拖拉机和机械纸基摩擦片技术条件》对纸基摩擦片的摩擦性能作出了严格规定,要求动摩擦系数0.11~0.14,静摩擦系数0.12~0.17,磨损率小于5×10-8 cm3/J。
GB/T 13826—2008《湿式(非金属类)摩擦材料》规定:用于汽车、拖拉机和工程机械的纸基摩擦片的动摩擦系数0.15~0.19,静摩擦系数大于0.15,磨损率小于6×10-5 cm3/J,密度0.6~3.0 g/cm3,孔隙率25%~50%。
为了提高纸基摩擦材料的性能,保证机械的工作效率,研究者对纸基摩擦材料的摩擦机理进行了大量研究。
主要是通过原料配方、制备工艺和沟槽结构的改进来提高纸基摩擦片的摩擦磨损性能和力学性能。
1 摩擦磨损机理研究在车辆的自动变速装置中,纸基摩擦材料通过与对偶片的相互作用而达到能量传输的目的。
根据接合压力的不同,可以将纸基摩擦材料与对偶片的接合过程分为3个阶段:挤压段、混合表面接触段及压紧接触段。
随着纸基摩擦材料和对偶盘之间的润滑油被逐渐挤压出接触面,润滑状态由流体润滑过渡到混合接触润滑,最后形成边界润滑。
实际接触面积和润滑状态是影响纸基摩擦材料性能的重要因素。
陶瓷金属化研究现状及发展趋势摘要:一直以来,在各种制造机械零件生产中应用的大都是金属材料,这种现象在汽车生产制造以及建筑结构工业体系中最为常见。
随着现代化技术不断发展和创新,金属材料的应用范围也在不断的扩大,从工业领域扩大到各种电子智能化工具领域。
由于金属材料很容易生锈和氧化,为了打破这些问题,陶瓷金属化研究已经成为当前一种全新的技术研究方向,可以使陶瓷和金属融合,有效打破金属材料的弊端。
本文主要围绕当前陶瓷金属化的研究现状展开,以预测未来陶瓷金属化的发展趋势。
关键词:陶瓷金属化;制造机械;研究现状;发展趋势引言:随着现代高科技技术不断发展,陶瓷金属化市场规模进一步扩大,尤其借助于薄膜工艺制备技术的陶瓷机板,已经被应用到很多领域中。
就连一些物联网下游的产业链中,与之相关的各种电子产品,都必然要使用陶瓷机板,进一步扩大了陶瓷金属化的发展需求。
由于陶瓷材料发展一直备受关注,人们在陶瓷金属化的研究领域从未停步。
在继续研究陶瓷金属化的过程中,需要针对当前研究现状,作出有效的预测,找到陶瓷金属化可持续发展的目标。
1陶瓷金属化研究现状分析1.1缺乏技术和新产品之间的有效转换从当前陶瓷市场的发展情况来看,可以应用于陶瓷制作的材料达到200多种,这些陶瓷产品被应用于2000多项产品的生产制造之中。
国内生产企业能够生产制作出性能比较良好的陶瓷材料,但是大部分陶瓷材料都是只停留在实验的样本阶段。
尤其在工程陶瓷具有耐高温以及高强度高硬度、高耐磨性等特点的情况下,能够很好的抗击腐蚀,因此时常被应用于宇航、能源、机械制造等多个领域中。
虽然在日常应用过程中,金属材料有很强的塑造性和韧性,但是在高温之下,金属材料所能产生的力学性能大大降低,这时需要通过陶瓷和金属的复合体,既能充分发挥台词材料的耐高温优势,又能融入金属材料的可塑性和韧性,以此满足现在与工程的应用需求。
不过,陶瓷材料和金属材料具有不同的化学键结构,陶瓷本身有一定的特殊物理策略性,很难实现与金属的有效融合链接。
铜基复合制动材料摩擦磨损性能研究进展
司丽娜;陈林林;阎红娟;杨晔;张淑婷;陈强华
【期刊名称】《润滑与密封》
【年(卷),期】2022(47)10
【摘要】我国高速列车的不断提速,对制动盘材料的性能提出了更高的要求。
铜基复合制动盘材料由于具有高比刚度、高比强度、优良的高温性能,以及良好的摩擦磨损性能等优点,被认为是最有应用前景的制动盘材料。
在介绍高速列车制动盘材料发展的基础上,进一步论述了铜基复合制动盘材料的构成组元、制备方法及发展历程;阐述了铜基复合制动盘材料摩擦磨损性能的研究现状;最后展望了铜基复合制动盘材料的发展趋势,为高性能铜基复合制动盘材料的研制提供参考。
【总页数】8页(P168-175)
【作者】司丽娜;陈林林;阎红娟;杨晔;张淑婷;陈强华
【作者单位】北方工业大学机械与材料工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TH117.1
【相关文献】
1.铜基粉末冶金刹车材料不同制动速度下的摩擦磨损性能
2.惯性摩擦制动对铜基粒子材料摩擦磨损性能的影响
3.摩擦速度和电流密度对铜基复合材料载流摩擦磨损性能的影响
4.Al2O3和SiO2质量分数配比对铜基粉末冶金制动材料摩擦磨损性能的影响
5.炭纤维增强铜基复合材料摩擦磨损性能同其磨损表面形貌相关性研究
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
摩擦片离合器汽车专业毕业设计.txt35温馨是大自然的一抹色彩,独具慧眼的匠师才能把它表现得尽善尽美;温馨是乐谱上的一个跳动音符,感情细腻的歌唱者才能把它表达得至真至纯本文由aoshhen贡献doc文档可能在WAP端浏览体验不佳。
建议您优先选择TXT,或下载源文件到本机查看。
沈阳理工大学应用技术学院毕业设计(论文)摘要离合器是汽车传动系中的重要部件,主要功用是切断和实现发动机对传动系的动力传递,保证汽车平稳起步,保证传动系统换挡时工作平顺以及限制传动系统所承受的最大转矩,防止传动系统过载,有效的降低传动系统中的振动和噪声。
膜片弹簧离合器是近年来在轿车和轻型车上广泛采用的一种离合器,它的转矩容量大而且较稳定,操作轻便,平衡性好,也能大量生产,对于它的研究已经变得越来越重要。
离合器在机械传动系统中是作为一个独立的总成而存在的,它是汽车传动系统中直接与发动机相连的总成。
目前,各种汽车广泛采用的摩擦离合器是一种依靠主从动部分之间的摩擦来传递动力且能分离的装置,它主要包括主动部分、从动部分、压紧机构和操纵机构等四部分。
此设计说明书详细的说明了带摩擦片厚度报警器的轻型汽车拉式膜片弹簧离合器的结构形式,参数选择以及计算过程。
根据拉式膜片弹簧离合器工作原理和使用要求,采用传统化设计方法,把离合器分为主动部分、从动部分、操纵机构,通过对各个部分设计方案的原理阐释和优缺点的比较,确定了相关部分的基本结构及其零部件的制造材料。
根据车辆使用条件和车辆参数,按照离合器系统的设计步骤和要求,主要进行了以下工作:选择相关设计参数主要为摩擦片外径D 的确定,离合器后备系数β的确定,单位压力Ρ的确定,并进行了总成设计主要为:压盘的设计,以及从动盘设计(从动盘毂的设计)和膜片弹簧的设计等。
关键字:离合器;膜片弹簧;从动盘;压盘;摩擦片I沈阳理工大学应用技术学院毕业设计(论文)AbstractThe clutch is an important component of the car transmission and main function is to cut and realize engine power transmission system,ensure the smooth start,car transmission system shift work smoothly and limit when the maximum transmission system to prevent transmission torque,overload,Reducing effectively the transmission of the vibration and noise.Diaphragm spring clutch is in recent years in cars and light bus widely adopted a clutch,its large capacity of torque and stability,convenient operation,symmetrical,also can produce,for it has become more and more important. The clutch in mechanical transmission is as an independent assembly and exist,it is the car transmission directly connected with the engine of the assembly.At present,all kinds of automotive friction clutch is widely used on a moving part of the friction between the subordinate to transfer power and can separate devices.It mainly includes active part,a follower,compaction institutions,and manipulate agencies four parts. This design specification detailed descriptions of the diaphragm spring clutch light auto structure form,and calculate the parameter selection process with the annunciator of the friction disk thickness.According to pull the diaphragm spring clutch working principle and use by systematic design method,the clutch is divided into active part,and control mechanisms,driven part.Based on the principle of each part design scheme and the advantages and disadvantages of comparison,the relevant parts of the basic structureand its parts manufacturing materials.According to the using conditions and parameters of vehicles,vehicle in accordance with the clutch system design steps and requirement,the following main design parameters related work:choice for friction slices of diameter D ,clutch backup coefficient of beta β ,unit of pressure Ρ .And the assembly design mainly for:the pressure plate design,and driven plate design(platen hub design)and the diaphragm spring design etc.Key words:clutch;Diaphragm spring;Platen;The pressure plate;Friction slices II沈阳理工大学应用技术学院毕业设计(论文)目录摘要...... I Abstract...... II 目录...... III 第 1 章绪论...... 1 1.1 离合器概述...... 1 1.2 离合器的功用...... 1 1.3 离合器的工作原理...... 2 1.4 膜片弹簧离合器概述...... 3 1.5 拉式膜片弹簧离合器的优点...... 4 第 2 章离合器结构方案选取 (1)2.1 离合器车型的选定...... 1 2.2 离合器设计的基本要求...... 1 2.3 离合器结构设计...... 1 2.3.1 摩擦片的选择...... 1 2.3.2 压紧弹簧布置形式的选择...... 2 2.3.3 压盘的驱动方式...... 2 2.3.4 离合器的散热通风...... 3 2.4 摩擦片厚度报警器...... 3 第 3 章离合器基本结构参数的确定...... 4 3.1 摩擦片主要参数的选择...... 4 3.2 离合器后备系数β的确定...... 5 3.3 单位压力Ρ的确定...... 5 3.4 摩擦片基本参数的优化...... 6 第4 章离合器从动盘设计...... 9 4.1 从动盘结构介绍...... 9 4.2 从动盘设计 (10)4.2.1 从动片的选择和设计...... 10 4.2.2 从动盘毂的设计...... 11 4.2.3 摩擦片的材料选取及与从动片的紧固方式 (12)III沈阳理工大学应用技术学院毕业设计(论文)第 5 章离合器压盘设计...... 13 5.1 压盘的传力方式的选择...... 13 5.2 压盘的几何尺寸的确定...... 13 5.3 压盘传动片的材料选择...... 13 5.4 离合器盖的设计 (14)5.5 传力片的设计及强度校核…… 14 第 6 章离合器分离装置设计…… 166.1 分离杆的设计…… 16 6.2 离合器分离套筒和分离轴承的设计…… 16 第 7 章离合器膜片弹簧设计…… 187.1 膜片弹簧的结构特点…… 18 7.2 膜片弹簧的变形特性和加载方式……18 7.3 膜片弹簧的参数尺寸确定...... 19 7.3.1 H h 比值的选取...... 19 7.3.2 R 及 R r 确定...... 19 7.3.3 膜片弹簧起始圆锥底角α...... 20 7.3.4 膜片弹簧小端半径 r f 及分离轴承的作用半径 rp ...... 20 7.3.5 分离指数目 n 、切槽宽δ1 、窗孔槽宽δ 2 及半径 rε...... 20 7.3.6 压盘加载点半径 R1 和支承环加载点半径 r1 的确定 (21)7.3.7 公差与精度...... 21 7.4 膜片弹簧的优化设计...... 21 第 8 章扭转减震器设计...... 25 8.1 扭转减震器概述...... 25 8.2 扭转减震器参数...... 25 结论...... 29 致谢...... 30 参考文献 (31)IV毕业设计(论文)第 1 章绪论1.1 离合器概述离合器是汽车传动系统中直接与发动机相连接的部件。
新一代IGBT模块用高可靠氮化硅陶瓷覆铜基板研究进展李少鹏【摘要】Electric vehicle is the most ideal \"clean vehicle\"driven by electric power, and it is an effective way to solve the problem of energy and environment. IGBT module is the core component of electric vehicle drive system. The high reliability of packaging material is demanded by IGBT module.In this paper, the latest practical IGBT module in the world is introduced. A new type of silicon nitride ceramic bonding copper substrate for electric vehicle is reviewed. The present research situation and preparation technology of silicon nitride ceramic bonding copper substrate is summarized.%电动汽车是靠电能驱动的最理想的\"清洁车辆\", 是解决能源环境问题的有效途径.作为电动汽车驱动系统的核心IGBT模块, 对封装材料的可靠性提出了越来越高的要求.从目前国际最新的实用化IGBT模块的发展出发, 介绍了一种新型的IGBT模块封装用氮化硅陶瓷覆铜基板, 综述了国内外的研究现状, 介绍了氮化硅陶瓷覆铜基板制备技术.【期刊名称】《电子工业专用设备》【年(卷),期】2019(048)001【总页数】8页(P1-7,16)【关键词】电动汽车;绝缘栅双极晶体管;氮化硅陶瓷覆铜基板;高可靠【作者】李少鹏【作者单位】中国电子科技集团公司第十三研究所,河北石家庄 050051【正文语种】中文【中图分类】TN433当前,我国的能源结构和环境污染问题日益严重,特别在北方多个城市冬季的雾霾现象给人们的正常生活和出行甚至健康造成了巨大影响。
摩擦式离合器1 离合器的基本原理离合器是用来分离和连接发动机和传动系统的,当车辆从静止状态到驶离时,变速箱齿轮的变化是必要的。
在逐步增加发动机扭矩传输到传动系统时一定要平滑。
一旦车辆在行进状态,分离和齿轮选择的驱动器,一定要迅速进行没有任何凶猛,抓举或冲击。
1.1 驱动板的惯性为了使离合器能有效的运作,驱动板一定要尽可能请便,这样当离合器脱离时,将有最小的自旋,即较小的飞轮效应。
自旋预防是至关重要的,如果犬齿变速箱齿轮各项配对是它们的固定网络和同步器。
排列在最短的时间内,没有造成过多的压力,犬齿在参与阶段的初始倒角之间的磨损和噪音。
离合器接合到驱动板建立某种减震装置,可实现平滑,这将在本章稍后讨论。
而迅速放缓驱动板得到保持直径,中心的重力和驱动板的重量最小的一个给定的扭矩承载能力。
1.2 驱动板传输性能评价通过提高摩擦材料的摩擦系数,摩擦离合器的扭矩容量可以提高,直径或弹簧推力的驱动板夹。
摩擦内衬材料现已限制的摩擦系数为0.35秩序的东西。
有的材料具有较高的摩擦值系数,但这些往往是不稳定的,从动盘的直径增加,不幸的是提高惯性,其趋势继续旋转时驱动板被释放,而在闲散的位置是离合器,也有夹紧压力可能受到的摩擦衬材料是有限的,如果它是维持了很长一段时间,其摩擦性能。
1.3 多功能配对摩擦表面提高离合器传递扭矩能力的另一种方法是增加对摩擦表面。
从理论上讲,一个离合器的扭矩容量是对于一个给定的夹紧负载配对曲面的数量成正比。
因此,传统的单一驱动板有两配对摩擦面临相同的弹簧推力的驱动,双或三片式离合器的理想将有两次或三次扭矩能力的单驱动板单元分别(如图1)。
然而,因为它是非常困难的消散额外的愈合在离合器单位产生,一个更大的安全系数是必要的每驱动板,使扭矩容量仅仅是为了一般对表面相对单一的驱动板离合器的80%。
1.1驱动板附近(如图1)炉衬使用寿命也提高了配对摩擦表面的数量增加,因为磨损,直接关系到单位接触面积的耗能。
汽车摩擦片材料及摩擦系数摩擦片是汽车刹车系统中的关键部件之一,用于提供摩擦力以减速或停止车辆。
摩擦片的材料及其摩擦系数直接影响着刹车性能和安全性。
本文将介绍几种常见的汽车摩擦片材料以及它们的摩擦系数。
一、无机非金属摩擦片材料无机非金属摩擦片材料主要由无机纤维、树脂和填料组成。
这种材料具有较高的摩擦系数和热稳定性,适用于高温和高速的刹车工况。
常见的无机非金属摩擦片材料有陶瓷复合摩擦材料和无机纤维增强有机树脂材料。
1. 陶瓷复合摩擦材料陶瓷复合摩擦材料由陶瓷纤维和金属粉末以及树脂粘结剂组成。
它具有较高的摩擦系数和热稳定性,能够在高温下保持较好的刹车性能。
同时,陶瓷材料还具有较好的耐磨性和耐腐蚀性。
由于其优异的性能,陶瓷复合摩擦材料被广泛应用于高档汽车和赛车等领域。
2. 无机纤维增强有机树脂材料无机纤维增强有机树脂材料是一种新型的摩擦片材料。
它由无机纤维(如玻璃纤维、碳纤维等)和有机树脂组成,具有较高的强度和摩擦系数。
与传统的有机摩擦片材料相比,无机纤维增强有机树脂材料在高温和高速工况下具有更好的稳定性和耐磨性。
二、金属基摩擦片材料金属基摩擦片材料是以金属为基体,添加适量的摩擦剂和填料制成的。
这种材料具有较高的强度和抗热性,适用于高负荷和高温的刹车工况。
常见的金属基摩擦片材料有铸铁、铜基和铝基等。
1. 铸铁摩擦片材料铸铁摩擦片材料由铸铁基体和一定比例的摩擦剂和填料组成。
它具有较高的摩擦系数和热导率,适用于大型商用车和工程机械等重载车辆。
2. 铜基摩擦片材料铜基摩擦片材料是以铜为基体,添加适量的摩擦剂和填料制成的。
它具有较高的导热性和摩擦系数,适用于高速和高温的刹车工况。
铜基摩擦片材料被广泛应用于轻型和中型乘用车。
3. 铝基摩擦片材料铝基摩擦片材料由铝合金基体和一定比例的摩擦剂和填料组成。
它具有较低的密度和良好的散热性能,适用于高速和高温的刹车工况。
铝基摩擦片材料被广泛应用于赛车和高性能汽车等领域。
摩擦片的摩擦系数是衡量其摩擦性能的重要指标之一。
—21— 新材料新装饰XINCAILIAOXINZHUANGSHI 2014年4期 汽车离合器用铜基金属
陶瓷摩擦材料的研究进展
冯超 徐吉波 魏子良 王琦 胡欢
(湖北汽车工业学院 材料科学与工程学院 十堰湖北 442002)
摘要:金属陶瓷摩擦材料具有吸能效率高、导热性好、摩擦系数高、耐高温、耐磨等特点,可用 于重型车、矿区用车、工程作业车、沙漠车等重载荷车辆以代替不抗热的有机摩擦片。
本文综述了铜基金属陶瓷摩擦材料的发展现状,展望了铜基金属陶瓷摩擦材料的发展前景。
关键词:金属陶瓷;铜基摩擦材料;研究进展
1前言 汽车离合器靠摩擦来传递动力。
当汽车行驶时,离合器的主动部件和从动盘相互压紧而一起旋转,但在起步、换档过程中,主、从动件之间相对摩擦,从动盘摩擦片发热并发生磨损。
离合器的使用寿命主要取决于其从动盘摩擦片的耐磨性。
通常汽车离合器从动盘摩擦片采用树脂基石棉材料做成。
在160℃以上树脂片自身及其对偶件的磨损量都急剧增大,而金属陶瓷片在250℃以上仍保持很好的耐磨性,其对偶的磨损也很小。
另一方面,金属陶瓷摩擦材料对铸铁的摩擦系数要比树脂石棉片对铸铁的摩擦系数高一些,因此用金属陶瓷摩擦片的离合器在同一夹紧载荷下,能比采用树脂片的离合器提供更大的摩擦力矩,亦即在保证相同的扭矩容量下所用的夹紧载荷减小,从而使离合器接合更柔和,在相同夹紧力下扭矩得到提高[1,2]。
2 铜基金属陶瓷摩擦材料的应用
从20世纪50年代起,国外就在拖拉机、工程机械及载货汽车上开始使用金属陶瓷磨擦材料作为离合从动盘的磨擦面片。
由于金属陶瓷磨擦面片的磨擦系数高于有机石棉片,采用金属陶瓷磨擦面片的离合器与采用石棉片的离合器相比,在同一夹紧载荷下可提供更大的磨擦力矩,即离合器扭矩容量较大;而在同样大小的扭矩容量下,所用夹紧载荷较小,使离合器接合更平稳、柔和。
此外,金属陶瓷材料比有机材料更耐高温,对于起步换挡频繁、离合器工作温度较高的汽车来说,用金属陶瓷材料更耐磨。
据有关资料介绍,在温度160℃以下有机片的耐磨性还是比较好,但当温度更高时,其耐磨性急剧下降;而金属陶瓷材料则在接近300℃的高温下仍有较好的耐磨性。
显然,对于使用条件恶劣的车辆来说,其离合器从动盘磨擦面的工作温度高,只有用耐高温的金属陶瓷材料才能保证足够长的使用寿命。
据有关资料介绍,采用金属陶瓷片的离合器使用寿命比有机片的长75%。
3 国内外研究现状 金属陶瓷磨擦材料是由金属基体、陶瓷成份和润滑剂组成的一种多元复合材料。
金属基体的主要作用是以机械结合的方式将陶瓷成份和润滑剂保持于其中,形成具有一定机械强度的整体;陶瓷成份主要起磨擦剂作用;而润滑剂成份则主要起提高材料抗咬合性和抗粘接性的润滑作用,特别有利于降低对偶材料的磨损,并使磨擦副工作平稳。
润滑剂组分和陶瓷组分共同形成金属陶瓷磨擦磨损性能的调节剂。
基体作为摩擦材料的主要组元,其作用主要是以机械结合方式将摩擦颗粒和润滑剂保持于其中,形成具有一定力学性能的整体。
基体的强度是摩擦材料承载能力的反应,在很大程度上取决于基体的成分、结构和物理一力学性能。
目前改善材料基体结构和强度主要从两个方面入手[3-4]:一是添加合金元素来强化基体。
二是在较软的基体中添加强度较高的金属纤维或其它增强纤维。
基体的组织结构、物理化学性质
在很大程度上决定了粉末冶金摩擦材料的力学性能、摩擦磨损性能、
热稳定性和导热性等整体性能的发挥。
摩擦材料要求基体具有足够高
的熔点,高的耐热强度和热稳定性,工作温度内有较高的塑性变形抗
力,高的耐磨性。
开展对基体成分及性能的研究至关重要,对提高铜
基金属陶瓷摩擦材料摩擦性能提供有益的指导。
对铜基金属陶瓷摩擦材料基体的研究,不能仅局限于基体本身,因为现代高性能粉末冶金摩擦材料大多是多组元的复合体,各个组元对材料性能的作用是相互影响的,因此研究基体的同时也应考虑其它组元加入后对基体的影响。
目前在基体方面的研究工作,大都是在摩擦材料三大组元都存在的情况下来研究的,主要涉及以下各个方面:基体的类型;基体的物理、机械性能对摩擦磨损性能的影响;合金元素(辅助组元)对基体性能的影响;基体组织、硬相和塑性相的分布、第二相的影响、摩擦过程中表层组织的变化;材料中非金属组分与金属基体的相互作用、基体夹持硬质点的能力、粘结问题的研究;改善基体的压制、烧结等工艺性能研究摩擦过程中表层元素扩散过程研
究;基体塑变能力对摩擦磨损性能的影响,孔隙度大小、分布对基体
性能的影响;改善基体耐热性、耐磨性的研究等诸多方面[5-6]。
4 发展现状
目前,随着重载汽车离合器片的发展,以及离合器结构设计的紧凑性要求,对铜基金属陶瓷摩擦材料的耐磨性和耐热性提出了更高要求,特别是高温制动的稳定性。
因此研究开发具有优异性能的新型铜基摩擦材料十分重要和迫切。
为提高铜基摩擦材料的耐热性和耐磨性,主要途径:添加合金元素来强化提高基体的耐磨性和耐热强度;通过改变材料的摩擦剂与润滑剂,调节材料的成分,如添加铁和石墨等耐高温、耐磨材料来提高摩擦材料的整体性能。
目前铜基纳米复合材料的研究成果表明:纳米氧化物作为弥散增强相所制备的弥散强化铜基复合材料,在保持铜本身高导热性能的同时还大幅度提高了强度及抗高温软化特性,具有其他强化方法无法比拟的优点。
因此,将纳米材料应用于铜基摩擦材料,为改善摩擦材料的摩擦学性能提供了新途径。
参考文献:
[1]黄建龙,王建吉,党兴武,陈生圣.铝含量对铜基粉末冶金材料性能的影响.润滑与密封,2013,38(1):56-60.
[2]邓海金,李明,龚敏.钢纤维对铜基金属陶瓷摩擦材料力学和摩擦学性能的影响.摩擦学报,2004,24(4):336-340.
[3]钟志刚,邓海金,李明,等.铁含量对铜基金属陶瓷摩擦磨损性能的影响.材料工程,2002,(8):17-19.
[4]王晔,燕青芝,张肖路,等.石墨对铜基粉末冶金闸片材料性能的影响.粉末冶金技术,2012,30(6):432-439.
[5]Xiong X,Sheng H C,Chen J,et al.Effects of sintering pressure and
temperature on microstructure and tribological characteristic of Cu-based
aircraft brake material.Transactions of nonferrous metals society of China,2007,17:669 -675. [6]湛永钟,张国定,曾建民,等.SiC 和石墨混杂增强铜基复合材料的高温摩擦磨损特性研究.摩擦学学报,2006,26(3):223-227. 基金项目:湖北汽车工业学院大学生创新性实验项目基金资助。