【CN110041089A】一种碳陶摩擦材料及其制备方法【专利】

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910303881.7(22)申请日 2019.04.16(71)申请人 西安航空制动科技有限公司地址 713106 陕西省咸阳市兴平市西城区金城路(72)发明人 雷哲锋　刘海平　崔鹏　卢钢认　周蕊　高丹　张挺　薛亮　(74)专利代理机构 西北工业大学专利中心 61204代理人 慕安荣(51)Int.Cl.C04B 35/83(2006.01)C04B 35/622(2006.01)

(54)发明名称一种碳/陶摩擦材料及其制备方法(57)摘要一种碳/陶摩擦材料及其制备方法。所述碳/陶摩擦材料由C纤维增强体、基体和Si3N4摩擦性能调节剂组成。基体为热解碳与SiC的混合物。本发明以C/C多孔体作为预制体，采用聚碳硅烷为先驱体，通过多次浸渍—热解的方法将C/C多孔体增密至密度大于1.8g/cm3，得到C/C碳化硅。对得到的C/C碳化硅进行热处理，使其内部的SiC成分转化为均匀的晶体结构。进而再次通过先驱体浸渍裂解工艺，得到孔隙率不高于1％的碳/陶复合材料。试验证明，本发明在1300℃高温下的摩擦性能几乎无衰减，摩擦曲线平稳无波动，时速400km/h的平均制动摩损率仅为1.01g/次。具有耐高温、长寿命、

无异响的独特性能。

权利要求书2页 说明书5页CN 110041089 A2019.07.23

CN 110041089

A1.一种碳/陶摩擦材料，其特征在于，所述碳/陶摩擦材料由C纤维增强体、基体和Si3N4摩擦性能调节剂组成；所述的基体为热解碳与SiC的混合物；所述C纤维增强体的质量百分比为33％，基体的质量百分比为60％～64％，余量为Si3N4摩擦性能调节剂；所述基体中，热解碳的质量百分比为30％～40％，SiC的质量百分比为24％～30％。2.如权利要求1所述碳/陶摩擦材料，其特征在于，所述碳/陶复合材料的密度为1.8～1.9g/cm3,摩擦系数为0.30～0.40，抗氧化温度大于1200℃。3.一种制备权利要求1所述碳/陶摩擦材料的方法，其特征在于，具体步骤为：步骤1，准备C/C多孔体样品；所述C/C多孔体样品的孔隙率为25％～35％，密度为1.2g/cm3～1.5g/cm3；步骤2，先驱体浸渍裂解碳化硅；对准备的C/C多孔体样品通过先驱体浸渍裂解工艺渗入碳化硅；所述的浸渍过程为真空浸渍；所述的热解过程在气氛保护热处理炉中进行；得到密度不低于1.8g/cm3的C/C碳化硅材料；步骤3，热处理；对所述步骤2得到的密度不低于1.8g/cm3的C/C碳化硅材料进行热处理，得到经过热处理的C/C碳化硅材料；步骤4，先驱体浸渍裂解氮化硅；以聚氮硅烷为先驱体，对得到的经过热处理的C/C碳化硅材料进行浸渍裂解，得到孔隙率低于1％的C/C碳化硅材料；步骤5，机械加工与产品精修，得到碳/陶摩擦材料。4.如权利要求3所述碳/陶摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中先驱体浸渍裂解碳化硅的具体过程是：第1步，将C/C多孔体样品浸入盛有聚碳硅烷溶液的容器中；第2步，将容器置于真空罐中，将真空罐抽真空至1000Pa；在真空状态下静置2h后通入空气，取出浸渍后的C/C多孔体样品，在干燥空气中风干1h；第3步，将风干后的样品放入热处理炉进行固化；热处理气氛为空气，固化温度为100℃～150℃，固化时间为2h～3h，得到固化后的C/C多孔体样品；第4步，将固化后的C/C多孔体样品置于热处理炉，在Ar气氛保护下以10℃/min的升温速率加热至800℃～1000℃并保温2h进行热解；保温结束后关闭热处理炉的加热系统，在Ar气氛保护下随炉降温，得到经过热解的C/C多孔体样品；第5步，测量热解后C/C多孔体样品的密度；若C/C多孔体样品的密度低于1.8g/cm3，则将该C/C多孔体样品置于盛有聚碳硅烷溶液的容器中，重复第2～4步，直至该C/C多孔体样品的密度不低于1.8g/cm3；所述其中先驱体为以二甲苯为溶剂的聚碳硅烷溶液，聚碳硅烷与二甲苯的质量比为1:1。5.如权利要求3所述碳/陶摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述热处理时，热处理温度为1300℃～1400℃，保温时间为2h～4h。6.如权利要求3所述碳/陶摩擦材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中先驱体浸渍

裂解氮化硅的具体过程是：权　利　要　求　书1/2页

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