綠色碳化硅粉末用于碳陶剎車制動摩擦材料的優(yōu)點有哪些?
綠色碳化硅粉末(Green SiC)在碳陶剎車制動摩擦材料中的應用,主要利用其高硬度、高導熱性、化學惰性和可控的微觀形貌,帶來以下核心優(yōu)點:
1. 提升摩擦系數(shù)穩(wěn)定性(μ-stable)
- 高硬度(莫氏9.2-9.5):在摩擦界面形成微切削作用,防止樹脂基體釉化,維持粗糙接觸面,避免熱衰退導致的μ下降。
- 尖銳棱角結(jié)構:綠色SiC的破碎面呈鋒利棱角(區(qū)別于黑色SiC的圓滑顆粒),可**刺穿氧化膜和轉(zhuǎn)移膜**,減少粘滑現(xiàn)象,提升低速μ(如城市擁堵工況)。
2. 抗熱衰退與高溫耐磨
- 高溫化學惰性:在800°C以上仍不與金屬對偶發(fā)生粘著(Fe-SiC反應需>1200°C),避免金屬轉(zhuǎn)移膜增厚導致的μ波動。
- 高導熱系數(shù)(120-270 W/m·K):快速導出摩擦熱,降低樹脂基體熱分解速率(如酚醛樹脂的分解溫度閾值提升約30-50°C),減少熱斑和制動抖動。
3. 降低對偶損傷(Disc-friendly)
- 可控粒徑分布(D50=5-50μm):通過溢流篩選細度去除超細顆粒(<1μm),避免三體磨損導致的制動盤犁溝;同時硬度梯度設計(表面硬度>HV2500,內(nèi)部韌性較高)減少盤片劃傷。
- 自銳性微破碎:在高壓(>5 MPa)下發(fā)生可控微破碎,形成亞微米級切削刃,持續(xù)更新摩擦面,避免硬質(zhì)團聚體(如Al?O?團簇)對盤的刮傷。
4. 抑制低頻噪音(<1 kHz)
- 阻尼效應:綠色SiC的彈性模量(450 GPa)高于黑色SiC(410 GPa),在樹脂基體中形成高剛度“孤島”,分散模態(tài)耦合振動,降低制動嘯叫(通過SAE J2521噪音臺架驗證,可降低3-5 dB)。
5. 環(huán)保與工藝適配性
- 低游離硅(<0.1%):避免黑色SiC中游離硅(Si)與潮濕環(huán)境反應生成硅酸凝膠(Si(OH)?),導致吸濕膨脹(綠色SiC的24h吸濕率<0.02%,黑色SiC可達0.1%)。
- 低溫燒結(jié)兼容性:與銅基燒結(jié)片(Cu-Sn合金)匹配時,綠色SiC的表面SiO?鈍化層(<5 nm)可抑制Cu-Si共晶反應(避免生成脆性Cu?Si相),維持剪切強度>50 MPa(ISO 6312測試)。
總結(jié)
綠色碳化硅通過高硬度自銳+導熱+化學惰性的三重機制,在高性能少金屬(Low-Met)和NAO剎車片中,成為平衡μ穩(wěn)定性、盤壽命、噪音的關鍵功能填料,尤其適用于電動汽車(能量回收導致更低制動溫度)和碳陶盤(C/SiC)的配套摩擦材料。
