碳陶摩擦材料的制备、性能与应用

图书标准信息

• 作者 肖鹏 著
• 出版社 科学出版社
• 出版时间 2016-09
• 版次 1
• ISBN 9787030493811
• 定价 145.00元
• 装帧 精装
• 开本 32开
• 纸张 胶版纸
• 页数 388页
• 字数 470千字
• 正文语种 简体中文

【内容简介】

碳纤维增韧碳化硅复合材料（C/C-SiC），是一种应现代航天航空科技发展而涌现出来的新型复合材料。20世纪90年代中期，C/C-SiC复合材料开始应用于摩擦领域，成为*新一代高性能制动材料引起科研工作者广泛的关注和重视，迅速引起了我国和德、美、日等国研究者的青睐。自2001年以来，中南大学研制的C/C-SiC制动材料在高性能制动系统的应用取得了显著的发展，攻克了多项关键技术。使我国成为继德国之后第二个生产碳陶摩擦材料产品的国家。所开发的碳陶摩擦材料产品在国际上**应用于坦克、风力发电机组和港口机械，在国内**应用于磁悬浮列车和汽车，并且正推广应用于高速列车、直升机和军机。本书深入地总结了作者十五年来在碳陶摩擦材料领域的研究成果，系统地介绍了碳陶摩擦材料的发展历史，中南大学采用不同工艺制备的C/C-SiC材料，及其显微结构、热物理性能、力学性能及其失效机制、氧化行为及机制和摩擦磨损行为及机理，以及开发的C/C-SiC产品在汽车、高速铁路、工程机械等高速高能载制动系统上的应用情况。

【目录】

序

前言

第1章 绪论1

1.1摩擦材料的特点及性能要求1

1.2摩擦材料的分类及发展趋势2

1.2.1树脂基摩擦材料2

1.2.2金属基摩擦材料4

1.2.3炭/炭复合材料7

1.2.4陶瓷基摩擦材料11

1.2.5碳陶摩擦材料12

参考文献13

第2章 C/C-SiC摩擦材料的发展16

2.1C/C-SiC摩擦材料的起源16

2.2C/C-SiC摩擦材料的组成和结构18

2.2.1C/C-SiC的组成18

2.2.2C/C-SiC的结构23

2.3C/C-SiC摩擦材料的性能特点29

2.3.1C/C-SiC的热物理性能29

2.3.2C/C-SiC的力学性能30

2.3.3C/C-SiC的氧化性能30

2.3.4C/C-SiC的摩擦磨损性能32

参考文献33

第3章 C/C-SiC摩擦材料的制备技术36

3.1气相法36

3.1.1等温CVI法37

3.1.2热梯度CVI法38

3.1.3等温迫流CVI法39

3.1.4差温迫流CVI法39

3.1.5脉冲CVI法40

3.1.6微波CVI法40

3.1.7连续同步CVI法40

3.1.8多元耦合场CVI法40

3.2固相法41

3.2.1粉浆-热压烧结法41

3.2.2温压-原位反应法42

3.3液相法42

3.3.1聚合物浸渗热解法42

3.3.2溶胶-凝胶法45

3.3.3熔硅浸渗法46

3.4综合法47

参考文献47

第4章 C/C-SiC用炭纤维预制体的制备及增密52

4.1炭纤维预制体结构与特性52

4.1.1连续纤维编织预制体53

4.1.2非连续纤维预制体56

4.2炭纤维预制体的致密化61

4.2.1气态先驱体61

4.2.2液态先驱体61

4.3预制体CVI致密化过程数值模拟69

4.3.1基本假设71

4.3.2三维正交结构炭纤维预制体71

4.3.3针刺炭纤维预制体76

参考文献82

第5章 化学气相渗透法制备C/C-SiC摩擦材料85

5.1化学气相渗透过程的理论分析85

5.1.1SiC前驱体85

5.1.2CVI沉积SiC基体的机理86

5.2CVI制备C/C-SiC摩擦材料及影响因素88

5.2.1CVI制备C/C-SiC的工艺流程88

5.2.2C/C-SiC摩擦材料的物相组成90

5.2.3C/C-SiC摩擦材料制备的影响因素92

5.3C/C-SiC摩擦材料的微观结构100

5.3.1C/C-SiC的微结构100

5.3.2SiC的显微结构103

5.3.3C/C-SiC的界面形貌105

参考文献107

第6章 熔硅浸渗法制备C/C-SiC摩擦材料109

6.1熔硅浸渗过程的理论分析109

6.1.1熔硅浸渗过程的热力学和动力学109

6.1.2熔硅浸渗过程的影响因素110

6.2长纤维增强C/C-SiC摩擦材料的制备及结构118

6.2.1C/C-SiC摩擦材料的制备118

6.2.2C/C-SiC摩擦材料制备的主要影响因素120

6.2.3C/C-SiC摩擦材料的微观结构125

6.3短纤维增强C/C-SiC摩擦材料的制备及结构131

6.3.1C/C多孔体的制备131

6.3.2C/C-SiC摩擦材料的微观结构134

6.3.3C/C-SiC摩擦材料的孔隙结构分析135

6.4Si+C熔渗反应模型141

参考文献142

第7章 温压-原位反应法制备C/C-SiC摩擦材料145

7.1温压-原位反应的理论分析及设计145

7.1.1Si+C原位反应机理145

7.1.2C/C-SiC摩擦材料的设计147

7.2C/C-SiC摩擦材料的制备150

7.2.1温压-原位反应法的制备工艺150

7.2.2C/C-SiC摩擦材料制备的影响因素153

7.2.3酚醛树脂的热分解过程及结构157

7.2.4C/C-SiC坯体裂纹形成及影响因素166

7.3C/C-SiC摩擦材料的微观结构169

7.3.1C/C-SiC的微结构169

7.3.2C/C-SiC的界面形貌174

参考文献176

第8章 基体改性C/C-SiC摩擦材料的制备179

8.1Cu改性179

8.1.1Cu-Si-C体系热力学分析179

8.1.2材料制备及物相组成181

8.1.3材料微观结构182

8.1.4组元的显微硬度185

8.2Cu-Ti改性186

8.2.1材料制备及物相组成186

8.2.2材料微观结构186

8.2.3熔渗过程中的反应机制188

8.3Fe改性189

8.3.1Fe-Si-C体系热力学分析189

8.3.2材料制备及物相组成191

8.3.3材料微观结构192

参考文献194

第9章 C/C-SiC摩擦材料的热物理性能195

9.1LSI-C/C-SiC摩擦材料的热物理性能195

9.1.1LSI-C/C-SiC的热扩散率及影响因素195

9.1.2LSI-C/C-SiC的热膨胀系数199

9.2WCISR-C/C-SiC摩擦材料的热物理性能201

9.3CVI-C/C-SiC摩擦材料的热物理性能203

9.3.1CVI-C/C-SiC的热扩散率及影响因素203

9.3.2CVI-C/C-SiC的热膨胀系数206

9.4C/C-SiC在室温～1300℃的导热性能及其导热机制208

参考文献212

第10章 C/C-SiC摩擦材料的力学性能及其失效机制214

10.1LSI-C/C-SiC的力学性能及影响因素214

10.1.1弯曲和压缩性能214

10.1.2拉伸性能224

10.2WCISR-C/C-SiC的力学性能及失效机制225

10.2.1弯曲性能225

10.2.2压缩性能230

10.3CVI-C/C-SiC的力学性能及失效机制237

10.3.1弯曲性能237

10.3.2拉伸性能241

参考文献245

第11章 C/C-SiC摩擦材料的氧化行为及机制247

11.1单一组元的氧化行为247

11.1.1组元的TG-DSC分析247

11.1.2碳相的氧化248

11.1.3SiC的氧化249

11.1.4Si的氧化250

11.2LSI-C/C-SiC的氧化性能及机制254

11.2.1C/C-SiC复合材料的非等温氧化行为254

11.2.2C/C-SiC复合材料的等温氧化动力学和机理257

11.2.3C/C-SiC复合材料的长时间氧化行为259

11.3CVI-C/C-SiC的氧化性能及机制264

11.3.1C/C-SiC复合材料的非等温氧化行为264

11.3.2C/C-SiC复合材料的等温氧化行为266

11.4WCISR-C/C-SiC的氧化行为及机理270

11.4.1C/C-SiC的非等温氧化行为270

11.4.2C/C-SiC的等温氧化行为272

11.5Cu3Si改性C/C-SiC的氧化行为及机理279

11.5.1材料的等温氧化行为279

11.5.2材料的长时间氧化行为284

参考文献286

第12章 C/C-SiC摩擦材料的摩擦磨损行为及机理289

12.1LSI-C/C-SiC的摩擦磨损性能及影响因素289

12.1.1预制体结构289

12.1.2基体炭结构293

12.2WCISR-C/C-SiC的摩擦磨损性能298

12.3CVI-C/C-SiC的摩擦磨损性能305

12.3.1自对偶低载能305

12.3.2自身对偶高载能308

12.3.3与钢对偶312

12.4改性C/C-SiC的摩擦磨损性能315

12.5环境对C/C-SiC摩擦磨损性能的影响319

12.5.1湿态条件319

12.5.2油性环境321

12.5.3制动速度326

12.6C/C-SiC的摩擦磨损机理328

12.6.1摩擦机理329

12.6.2磨损机理331

参考文献335

第13章 C/C-SiC摩擦材料在不同制动系统上的应用337

13.1汽车337

13.1.1台架考核338

13.1.2应用347

13.2高速列车351

13.3工程机械358

13.4风力发电机组363

13.5其他366

13.5.1磁悬浮列车366

13.5.2重载卡车367

13.5.3摩托车368

13.5.4特种机械369

参考文献371