【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Si 3N 4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/cm 3，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 A 2019.07.23

C N 110041089

A

权　利　要　求　书1/2页CN 110041089 A

1.一种碳/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：

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