摩擦材料主要用于车辆和动力机械制动与传动，正从单一材 料向复合材料发展，其质量的好坏直接影响机器的可靠性和操 作人员的生命安全。随着科学技术的发展，人们对交通运输工 具和动力机械的速度、负荷和安全性要求越来越高。高速列车、 重载货车、轿车、赛车、摩托车等重载、高速行驶、制动频繁 的民用运载工具, 以及使用环境恶劣的装甲车、坦克、直升机等， 都对响应快、摩擦因数足够高而稳定、抗热衰减性能良好、质 量轻、寿命长和环境适应性强的高性能摩擦材料提出了迫切的 需求。20世纪90年代中期，C/C2SiC复合材料开始应用于摩擦 领域, 成为最新一代高性能制动材料而引起研究者的广泛关注和 重视，德、日等工业发达国家正逐步展开理论和应用研究。 C/C2SiC陶瓷制动材料具有密度低、耐磨性好、摩擦因数高、 制动平稳、抗腐蚀、抗氧化、耐高温、环境适应性强和寿命长 等优点，C/C2SiC陶瓷材料必将在高速高能载交通工具和工程 机械的摩擦机构上得到广泛应用，并且成本合理，所以该材料 在机械制动等领域有良好的应用前景。
C/C复合材料，即炭纤维增强炭基体复合材料。 自从1958年问世以来，由于其具有比重小（约为铁的 1/5）、强度高（抗拉强度>2GP）、热膨胀系数小、 耐高温等优点，在军工、航空、航天等方面取得了长 足的发展。其在民用领域方面的应用也日益扩大，很 多民用飞机（如波音系列：Boeing747、Boeing757 等，空客系列：A330、A340等）和高档赛车（Ferrari F2005、Renault R25、Toyota TF105等）已开始装备 C/C刹车副。目前国内中南大学、西北工业大学、中 科院金属所、航天集团第四院43所、621所等几家单位 的研究在国内居于领先水平。中南大学以博云新材料 股份有限公司为依托，C/C刹车副已全面实现产业化、 国产化[13-15]。由于C/C复合材料采用化学气相沉积 （CVD），液相浸渍炭化的生产工艺，生产周期较长， 因此成本较高，价格昂贵（一副C/C刹车盘价格高达 上万元），这也制约了其在更广阔领域特别是汽车领 域的应用。
刹车片的材料——摩擦材料？
1粉末冶金摩擦材料 2新型混杂纤维摩擦材料 3新型陶瓷基摩擦材料 4C/C复合材料
★摩擦材料是一种以摩擦为主要功能、 兼有结构性能要求的复合材料。汽车 用摩擦材料主要是用于制造制动摩擦 片和离合器片。这些摩擦材料主要采 用石棉基摩擦材料，随着对环保和安 全的要求越来越高，逐渐出现了半金 属型摩擦材料、复合纤维摩擦材料、 陶瓷纤维摩擦材料。
的界面上形成转移膜，摩擦曲线波动幅度比单一炭纤
维增强的试样普遍要小，即加入了芳纶浆粕改善了摩
擦系数的平稳性，证明了混杂的优异效应。中国专利
利用一种价格极为低廉的叶蜡作为填料，采用硅酸铝
纤维、钢纤维混杂增强制得一种新型混杂纤维摩擦材
料。通过实验磨损率小、制动效果好，具有很大的市场竞争优
★由于摩擦材料在汽车上主要用于制造 制动系和传动系的零件，要求有足够 高的而且稳定的摩擦系数和较好的耐 磨性
粉末冶金摩擦材料又称烧结金属摩擦材料， 是以金属及其合金为基体，添加摩擦组元和 润滑组元，通过压制成型，然后在高温中烧 结而成。采用粉末冶金技术生产摩擦材料时， 不但在性能上有突出的优点，特别是在组分 的设计上极具灵活性。法国、瑞典、加拿大 等国的高速列车均使用这种闸瓦，且取得不 错的效果。但其对对偶的磨损偏大，成本与 有机摩擦材料相比偏高，尚有待进一步改进
势
由于无石棉有机制动材料存在耐热性问题，半金属摩擦材料又 存在密度较大、攻击对偶、产生噪音等不足。陶瓷摩擦材料具有密 度适中、耐高温、耐腐蚀、价格适宜等优点，已被广泛的应用于制 动领域。一般来说，陶瓷基摩擦材料中陶瓷的体积分数至少占到 45%以上，有的甚至达到80%~90%。常用的性能优良的陶瓷有： SiC、B4C、Si3N4、Al2O3、AlN等。目前在国外，添加陶瓷纤维 作为增强材料，利用改性树脂和橡胶为粘合剂，以多种人工合成的 有机和无机材料作为摩擦性能调节剂制成的一种非金属摩擦材料， 也叫做陶瓷基摩擦材料。其特点是：1无噪音。陶瓷配方不但很好 的消除了行车制动噪音，而且通过对静摩擦系数和动摩擦系数的平 衡，解决了半金属和少金属配方很难克服的低频噪音。2无落灰， 抗腐蚀能力强。陶瓷配方中没有金属成分的加入，很好的解决了金 属纤维锈蚀的问题。对油酸不敏感，且其具有优异的摩擦粉尘性能， 一般行车一千公里以内不会有明显的轮毂落灰现象。3使用寿命长。 陶瓷摩擦材料采用大量的有机和无机材料，材料之间有良好的亲和 性能，并在制动过程中可以形成较好的摩擦膜和转移层，具有很好 的润滑效果，大大提高了材料的使用寿命，与半金属相比，其使用 寿命可提高1.5倍以上。4绿色环保，制动舒适。陶瓷材料优异的理 化性能以及不含重金属的配方，使制动材料具有噪音低、粉尘少的 特点，且对环境无污染，完全符合日益提高的环保要求。
C/ C2SiC 复合材料制备工艺技术的关键是：1纤 维损伤尽量少； 2 纤维/ 基体(F/M)界面形成适当 的结合强度；3)克服基体致密化的“瓶颈效应”； 4 低的制备成本。目前制备C/ C2SiC 复合材料的 工艺主要有热压烧结法( Heat press2sinter ,HPS) 、先驱体转化法(Liquid polymer infilt ration ,LPI)、化学气相浸渗法(Chemical vapor infilt ra2tion , CVI)和反应熔体浸渗法(Reactive melt infil2t ration，RMI),但真正能实现制备异型 C/C2SiC摩擦材料的只有LPI 法、CVI 法、RMI 法及其组合的方法。
目前世界上已极少采用单一纤维作为制动材料的
增强纤维，混杂纤维增强是摩擦材料的发展方向。所
谓新型混杂纤维摩擦材料是指采用两种或两种以上的
纤维增强同一种树脂基体的摩擦复合材料。采用混杂
技术时，一般都采用性能和价格互补的两种纤维。郭
洪涛研究认为炭纤维与芳纶浆粕的混杂表现出很好的
摩擦学性能，芳纶纤维在材料摩擦过程中容易在对偶