海泡石纤维强化摩阻材料的研究

论文摘要

随着我国进入WTO,基础落后的摩阻材料行业面临严峻的挑战,由于石棉在20世纪70年代初被国际上确认为一种致癌物质,而且石棉摩阻材料的热传导性差,容易发生热衰退,在较高温度下石棉纤维会失去结晶水而使石棉纤维变脆,失去增强作用,因此必须加紧研究开发高性能无石棉摩阻材料。半金属摩阻材料因其良好的综合性能,成为我国主要推广使用的无石棉摩阻材料之一。本文在查阅和分析国内外大量文献及试验的基础上,选择酚醛树脂、橡胶粉为基体,海泡石纤维、钢纤维作为增强体,硅灰石粉、石墨、滑石粉、硫酸钡、白炭黑、石灰石等做摩擦性能调节剂和填料来制备高性能无石棉摩阻材料。本文采用正交试验的方法分析了海泡石纤维和钢纤维之间的混杂效应以及各组分之间的相互作用规律;研究了基体、各纤维和填料对摩阻材料的摩擦磨损性能的影响程度和配方中各成分的最佳质量百分比;提出适合载重汽车制动性能的耐高温的高性能摩阻材料配比。通过对实验结果的分析和研究优化得出适合载重汽车制动器摩阻材料的最佳配方,当增强纤维总量在30%左右,而海泡石纤维和钢纤维的质量比在4:3附近;树脂的用量在15%—25%之间。摩阻材料热衰退现象不明显,磨损较小,制出的试样的摩擦性能最佳。所研制的摩阻材料完全满足载重汽车制动性能的要求,具有足够的机械性能和优越的摩擦磨损性能,热衰退小、恢复性能好,耐磨损、噪声小。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外汽车制动摩阻材料的发展历史及现状
• 1.2.1 国外发展历史和现状
• 1.2.2 国内的发展现状及趋势
• 1.3 研究背景和意义
• 1.4 增强纤维的使用现状
• 1.4.1 玻璃纤维
• 1.4.2 有机纤维
• 1.4.3 金属纤维
• 1.4.4 碳纤维
• 1.4.5 海泡石纤维
• 1.4.6 混杂纤维
• 1.4.7 各增强纤维的性价比
• 1.5 本论文的研究内容
• 第二章 实验材料的选择
• 2.1 海泡石的性质、特性及用途
• 2.1.1 海泡石命名与分布
• 2.1.2 海泡石的化学成分
• 2.1.3 海泡石的结构
• 2.1.4 海泡石主要物理性质与分类
• 2.1.5 海泡石的主要物理特性
• 2.1.6 海泡石的活化
• 2.2 钢纤维的主要性能
• 2.3 粘结剂的类型
• 2.3.1 粘结剂选用的基本要求
• 2.3.2 国内外摩阻材料用酚醛树脂概况
• 2.4 各种填料的类型
• 2.4.1 填料的主要作用
• 2.4.2 实验用填料性能介绍
• 2.4.3 填料的优选规则
• 2.4.4 实验中选用的填料
• 第三章 试样的制备及性能测试
• 3.1 摩阻材料设计要求
• 3.1.1 摩阻材料的技术要求
• 3.1.2 本课题研究的载重汽车摩阻材料的要求
• 3.2 确定适合载重汽车摩阻材料的组分
• 3.2.1 增强体
• 3.2.2 基体
• 3.2.3 填料
• 3.2.4 确定适合载重汽车摩阻材料的组分
• 3.3 试样的制备工艺
• 3.3.1 模压成型工艺
• 3.3.2 试样的热处理
• 3.3.3 确定载重汽车制动器摩阻材料制备工艺
• 3.4 制动器摩阻材料的性能评价及试验方法
• 3.4.1 摩擦试验机原理
• 3.4.2 性能测试方法
• 3.4.3 冲击强度和硬度测试
• 3.4.4 摩阻材料表面的SEM 观察
• 第四章 增强纤维对摩阻材料性能的影响
• 4.1 试样配方的组成
• 4.2 实验结果
• 4.2.1 摩擦磨损测试结果
• 4.2.2 冲击强度和硬度
• 4.2.3 实验材料摩擦面观察
• 4.3 正交分析
• 4.3.1 正交实验的数据处理方法
• 4.3.2 实验数据方差分析
• 4.4 确定最后试样配比
• 第五章 摩阻材料的摩擦磨损行为分析
• 5.1 制动器摩阻材料的摩擦理论
• 5.1.1 粘着摩擦理论
• 5.1.2 分子—机械理论
• 5.2 制动器摩阻材料的磨损机理研究
• 5.2.1 磨损的主要形式
• 5.2.2 磨损的计算公式
• 5.3 制动摩擦表面层和转移膜
• 5.4 本实验试样摩擦磨损机理研究
• 结论与展望
• 参考文献
• 致谢