一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法.pdf

(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CN113548902A(43)申请公布日2021.10.26(21)申请号202110998051.8(22)申请日2021.08.27(71)申请人北京理工大学地址100081北京市海淀区中关村南大街5号(72)发明人陈为为马奔魏晓霖杨赟杰张永福房家旭王鲁(74)专利代理机构北京理工大学专利中心11120代理人付雷杰(51)Int.Cl.C04B35/80(2006.01)C04B35/565(2006.01)C04B35/622(2006.01)F16D69/02(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图4页(54)发明名称一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法(57)摘要本发明涉及一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法，属于刹车制动材料技术领域。先将短切碳纤维进行热处理，然后将混合长度的短切碳纤维与树脂以及添加剂混合均匀后放入模压机中模压，再在氮气或惰性气体保护气氛下进行高温裂解，最后在真空熔渗炉中进行硅熔渗，得到碳纤维增强碳化硅刹车盘。本发明所述方法采用混合长度的短切碳纤维为原料，在固态环境下通过模压、裂解、熔渗制备出刹车盘，方法简单、周期短、原料来源广泛、成本低，而且制备出的碳陶刹车盘有着优异的性能，具有很好的市场应用前景。CN113548902ACN113548902A权利要求书1/1页1.一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法，其特征在于：所述方法步骤如下：(1)将短切碳纤维置于600℃～800℃下热处理2h～4h；(2)先将热处理后的混合长度的短切碳纤维与树脂以及添加剂混合均匀，再放入模压机中模压得到毛坯板；其中，短切碳纤维的长度为2mm～20mm，混合长度的短切碳纤维包含三种或三种以上不同长度的短切碳纤维，树脂为酚醛树脂或环氧树脂，添加剂为C或SiC，混合长度的短切碳纤维、树脂和添加剂之间的质量比为3:3:(5～8)；(3)将毛坯板放入气氛炉中，在氮气或惰性气体保护气氛下进行高温裂解，得到裂解板；(4)在坩埚中铺放硅粉并放置垫块，将裂解板放置到垫块上，再将装有硅粉、垫块以及裂解板的坩埚放入真空熔渗炉中进行熔渗，得到碳纤维增强碳化硅刹车盘。2.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，混合长度的短切碳纤维中，最小长度的短切碳纤维与其他长度的短切碳纤维的质量比为1：(1±0.1)。3.根据权利要求1或2所述的一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，混合长度的短切碳纤维中，选用3～5种不同长度的短切碳纤维，且不同长度的短切碳纤维之间的长度差值不小于3mm。4.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，模压压力为6MPa～15MPa，加压时间为2h～5h。5.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，高温裂解的温度为800℃～1400℃，裂解时间为5h～12h。6.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，氮气或惰性气体流量为20SLM～50SLM。7.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，裂解板放置在垫块上，裂解板下端与硅粉之间的距离为0.7mm～2.8mm。8.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，熔渗温度为1400℃～1700℃，熔渗时间为3h～10h。9.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，所制备出的碳纤维增强碳化硅刹车盘的密度为2.2g/cm3～2.7g/cm3。10.根据权利要求1所述的一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，混合长度的短切碳纤维中，选用3～5种不同长度的短切碳纤维，不同长度的短切碳纤维之间的长度差值不小于3mm，最小长度的短切碳纤维与其他长度的短切碳纤维的质量比为1：(1±0.1)，模压压力为6MPa～15MPa，加压时间为2h～5h；步骤(4)中，所制备出的碳纤维增强碳化硅刹车盘的密度为2.2g/cm3～2.7g/cm3。2CN113548902A说明书1/5页一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法技术领域[0001]本发明涉及一种碳纤维增强碳化硅刹车盘的制备方法，属于刹车制动材料技术领域。背景技术[0002]刹车盘在汽车运行中主要起降速或者急停的作用，在突发状况下关乎人的生命安全，因此尤为重要。由于刹车会产生短暂的较大冲击摩擦力并生成大量的热能，要求刹车盘的材料应该具有耐热、耐冲击、耐疲劳、高强度等性能。传统上刹车材料多采用耐高温的灰铸铁，但是随着汽车不断轻量化和