碳ö碳复合材料刹车盘的优越性


    从宏观上分析, 碳ö碳复合材料刹车盘的优越之处 主要源于其本身密度小, 耐高温的特点, 由于其密度 小、使用碳ö碳盘后可以使每架飞机重量大大减轻, 如空中客车A 310 减重499kg , A 3002600 减重590kg , A 330 及A 340 减重998kg[5 ] , 麦道公司的MD 211 减重900kg , 仅由于改用碳ö碳盘就可使每架飞机减重如此之多, 已 足以说明其诱人之处。不仅如此, 其优异的高温性能也 十分引人注目, 一架飞机刹车摩擦引起的温升高达 500℃以上, 尤其是最苛刻的起飞紧急刹车引起的温升 超过1000℃, 一架波音7472400 的刹车系统在起飞中紧 急刹车时会产生1175×108 kgm 的功, 一些刹车元件将 达到熔点[6 ] , 此时碳ö碳材料的耐高温性能就显示了极 大的优越性。 


  就微观结构而言, 石墨晶体属于层状结构, 碳原子 排列于一系列相距较远( 0. 3414nm ) 的原子面上, 在 各层面上的碳原子按正六角形排列, 原子在同层之内的 结合力远远大于层间结合力, 邻层之间的结合键能明显 较低, 容易滑移, 摩擦阻力小, 而薄片层内的碳原子在 滑动时却不会溃散, 有较大的承载能力。同时碳ö碳材 料又不属于纯石墨结构, 碳ö碳复合材料中碳纤维和热 解碳的微观组织属于乱层石墨结构, 因而摩擦系数比石 墨高。碳纤维一方面起着增强基体的作用, 使刹车盘具 有足够的强度和刚度, 同时由于其石墨化度不高, 提高 了摩擦系数, 因此通过调整碳ö碳材料碳纤维的体积含 量可以得到既有足够强度又有适中摩擦系数的碳ö碳 盘, 通过改变基体热解碳的石墨化度还可以进一步改善 其摩擦磨损性能。这种结构特点, 使碳ö碳刹车盘具有 合适的摩擦系数和很好的耐磨性, 导致使用寿命大幅度 提高。采用碳ö碳盘后更换周期大幅度延长, 一个周期可达到1500~ 3000 个起落, 寿命提高5~ 6 倍    

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