不同基体炭CC复合材料的摩擦磨损性能.pdf

第15卷第3期中国有色金属学报2005年3月
V01．15No．3TheChineseJournalofNonferrousMetalsMar．2005

文章编号：1004—0609(2005)03—0446—06

不同基体炭c／c复合材料的摩擦磨损性能①

李江鸿，熊翔，巩前明，黄伯云
(中南大学粉末冶金国家重点实验室，长沙410083)

摘要：以炭纤维针刺毡为预制体，采用化学气相沉积法(CVI)和结合液相浸渍树脂或沥青法制备了热解炭为
粗糙层与光滑层结构的准三维c／c复合材料，并研究了这些材料在0．6MPa的模拟刹车压力下的摩擦磨损性能
与磨损机理。研究表明：基体炭为粗糙层热解炭与树脂炭的c／c复合材料摩擦表面能形成较厚且连续的自润滑摩
擦膜，摩擦稳定性最好，摩擦因数适中，氧化磨损小，磨损机理主要为膜的部分脱落、氧化磨损与相对较小的磨
粒磨损；基体炭为光滑层热解炭与树脂炭或沥青炭的c／c复合材料摩擦表面形成的摩擦膜较薄且不连续，摩擦稳
定性差，摩擦磨损较大，磨损机制主要为膜的部分脱落、磨粒磨损与更严重的氧化磨损；随着密度的升高，c／c
复合材料摩擦稳定性增加，摩擦因数增加，磨损降低；基体炭为单一沥青炭的c／c复合材料，由于没有热解炭对
纤维的保护，纤维断裂多，线性磨损尤其大，磨损机理主要为大量的磨粒磨损与氧化磨损。
关键词：c／c复合材料；基体炭；摩擦磨损性能；磨损机制
中图分类号：TB332文献标识码：A

Frictionandwearpropertiesofcarb0n／carb0n
compositeswithdifferentmartixcarbon

LIJiang—hong，XIONGXiang，GONGQian—ming，HUANGBai—yun
(StateKeyLaboratoryforPowderMetallurgy，CentralSouthUniversity，

Changsha410083，China)

Abstract：Thequasi一3Dc／ccompositeswithroughlaminar(RL)andsmoothlaminar(SL)pytolyticcarbonwere
fabricatedbyneedledfeltthroughCVIandimpregnationwithliquidpitchandresin，andtheirfrictionandwear

propertiesunderbrakingpressureof0．6MPaandwornmechanismwerestudied．Theresultsshowthatc／ccom—
positesbyresinimpregnationafterCVDwithRLhavethemoststablefrictionpropertiesandappropriatefrictionCO—

efficientandlOWoxidationlOSS，becausethefrictionsurfaceshaverelativelythickanduniformlubricantfrictionfilm

andthewearmechanismsarethefallingoffofpartfrictionfilmandoxidationwearlOSSandrelativelyslightabrasion

wear；c／ccompositesbyresinorpitchimpregnationafterCVDwithSLhaveunstablefrictionandwearproperties

andhigherwearlossowingtothethinanddiscontinuousfrictionfilm，andthewearmechanismsarealsothefalling

offofpartfrictionfilmandabrasionwearandlargeroxidationwearloss．Thehigherthedensity，themorestablethe

brakingcurve，andthehigherthefrictioncoefficientandthelowerthewearrates．Withouttheprotectionofpyro—

lyticcarbon，c／ccompositesbypitchimpregnationonlyhavethehighestdimensionwearratesduetothelargely

fractureoffibersandthewearmechanismaremainlyabrasionwearandoxidationwea