三、实验仪器及药品
1. 原料：酚醛树脂粉；碳黑；钢纤维；针 状硅灰石；硫酸钡（粉状）。 2. 设备：D-MS定速式摩擦试验机；高速混 合机；平板硫化机；台秤；天平 3．定速式摩擦试验机
定速式摩擦试验机简介
定速式摩擦试验机是 GB5763-98、GB／T576498、GBl2834-2000等标准 规定的摩擦试验机。其具 有结构简单、成本低等优 点，是目前国内广泛使用 的一种小样品试验机。它 通过小试样与摩擦盘的摩 擦，测定样品的摩擦磨损 性能。
四、实验步骤
2. 摩擦性能测试 （1）从上面制备的摩擦片上割取两个试样，试 样片摩擦面尺寸为25 mm×25 mm，允许偏差为 -0.2~0 mm。试样厚度为5~7 mm，2个试样的厚 度差要小于0.2 mm。对制好的2个试样进行编号； （2）按试验要求，确定砝码的重量，把砝码挂 在砝码盘上； （3）把试片装到试片夹具的方孔中，上面装上 压板，压板的球面朝上。再把试片夹具装到试片 支撑臂的燕尾槽中。调节加压杆的水平，使杠杆 水平指示器指向零位，锁紧；
五、安全提示
1．在制备摩擦材料时，由于平板硫化机工作 在高温高压下，应特别注意：不要将手或身体 其他部位触碰或伸入上、下模板中，以免发生 烫伤或夹伤事故。 2．摩擦试验机在安装完试样进行测试前，一 定要检查是否把试片放入套板内，在确定无误 后，方可开机，并且实验者不要站在试验机摩 擦盘的切线方向，以免试片飞出伤人。
试验中的摩擦力用自动记录仪记录。用焊有热电 偶的银片(8mm×8mm×0.6mm)，以0.1~0.2N 的压力，放在摩擦圆盘摩擦部位宽度的中心线上， 且从试片中心沿旋转方向50~100mm处测定摩擦 盘的表面温度，摩擦盘的温度可以通过加热和冷 却装置在l00~350℃内进行调整。定速式试验机 的基本原理是以一个恒定的压力将被测试样压在 摩擦圆盘的表面上，摩擦圆盘以一定的速度旋转， 从而沿接触表面的切线方向产生一个摩擦力，通 过对该摩擦力的测定来确定被测试样(材料)的摩 擦系数μ（μ= f/F，其中f为摩擦力；F为正压力）。 此外，定速式摩擦试验机还可以在试验过程中控 制温度的变化，模拟不同的试验环境和对不同的 试样重复进行同一测试条件的试验。
实验十 摩阻材料制备与性能测试
一、实验目的
1．了解摩擦材料的制备工艺 2．掌握模压成形基本工艺 3．学会使用定速式摩擦试验机
二、实验原理
制动器是机械设备中不可缺少的部件之一, 如飞机着陆,火车、汽车行驶过程中的减速、停 止,其中设备的升降、位置的控制都需要在传动 设备中装设制动器。制动件是制动器的重要组成 部分。制动件是利用摩擦力工作的，所以制动件 有时也称为摩擦件或者摩阻材料。
制动过程实质上是将机械能(转动或移动的 动能)转换成热能(还有声能等)，从而降低运动 件的动能，使运动件减速或停止。 汽车制动器制动时，制动件与制动盘面的温 升为500～600℃；而火车制动时，可达700～ 800℃；飞机着陆时其制动的摩擦温度高达 1000～1100℃，大型超音速飞机和战斗机着陆时 的制动温度可高达1300℃。

（1）皮带轮 （2）旋转轴 （3）轴冷却水喷嘴 （4）冷却水喷嘴（微调） （5）冷却水喷嘴（粗调） （6）辅助加热装置 （7）试片 （8）摩擦盘 （9）试片支撑臂 （10）加压轴 （11）摩擦力测定用弹簧 （12）链轮 （13）杠杆水平调整装 置 （14）杠杆 （15）杠杆水平指示器 （16）砝码 （17）摩擦力记录滚筒 （18）油缓冲器 （19）支点轴 （20）球头螺栓 （21）左右螺纹套 （22）铝本体
盘式制动片
鼓式制动片
离合器片
二、实验原理
聚合物基摩擦复合材料一般包括以下三个组分： 1. 聚合物基体。大量使用改性酚醛树脂，改性的目的是增加耐 热性改善其脆性及增强其共混效果，并在高温能维持一定强度。 2. 增强材料。目前大力发展非石棉型摩擦材料，有矿物纤维、 钢纤维、玻璃纤维、碳纤维和有机纤维等。 3. 摩擦性能调节剂。摩擦材料的摩擦性能不足之处往往依靠各 种摩擦性能调节剂来弥补,主要有： (1) 无机填料 各种天然矿石、合成氧化物及盐类。如陶土、高 岭土、云母、硫酸钡(重晶石)、氧化钡、三氧化二铝(铝矾土)等。 (2) 有机摩擦粉 碳黑、石墨、橡胶粉、炭化腰果壳粉等。 (3) 金属 主要是减少磨损、改善导热性及高温摩擦系数稳定性。 采用的形式有金属粉、金属屑、丝状物等，采用的金属种类有 铁、铜、黄铜、锌、铝、铸铁等。
四、实验步骤
1. 摩擦材料制备 （1）无石棉摩擦材料按以下配方（wt%）自行设计：酚醛树 脂粉15~25；碳黑5~10；钢纤维15~30；针状硅灰石15~25； 剩余部分为硫酸钡（粉状）。 （2） 将各组份按配方称重，采用干法混料，用高速混合机将 原料混合均匀。将混合好的原料放置烘箱中烘干（70℃， 2h），待用。 （3） 采用模压成型工艺制备矩形摩擦片，压制温度为 160±5 ℃，压制压力25±5MPa 。模压过程中需放气2~3次。 具体模压成型工艺请参照“模压成型实验”。摩擦片的热处 理温度为130 ℃进行2h，然后150 ℃再进行8h 。摩擦片摩擦 性能，按GB5763-98《汽车用制动器衬片》，采用 （4）把热电偶放到摩擦盘上，打开测温开关，按启动按 钮，在100℃以下的温度进行试片的磨合，至接触面达 95%以上。磨合之后，在常温下用千分尺测试其4个角和 中心处的厚度，作好记录并做好标记； （5）在试验规定的温度100℃下，作额定转数（5000转） 的试验。记录滚筒上装上记录纸，放下热电偶，计数器清 零，预设转数，按风机启动按钮（也可在喷嘴加水调温之 前启动），启动主电动机，用粗微调喷嘴控制试验温度， 允差±10℃，达到预设的额定转数后，自动停机。记录 测量的试片厚度； （6）使用同样的方法在各个规定的试验温度(如150℃、 200℃、250℃、300℃、350℃)下进行试验操作并作记录； （7）测试实验结束后，待试验机摩擦盘温度降至100℃ 左右，方可关闭冷却水和总电源。
一定的制动工况条件，制动件材料性能应满 足如下几点要求： （1）具有适当的、稳定的摩撩系数，摩擦系 数值为0.2～0.6。 （2）耐磨性能好，磨损小，又不损伤对偶面。 （3）有较高的耐热性，并且散热性能好。 （4）结构简单，维修更换方便。
（5）经济性好。
常用摩擦材料品种：
无石棉半金属摩阻材料
芳纶纤维复合摩阻材料 混杂纤维摩阻材料 粉末冶金摩阻材料 碳/碳复合摩阻材料