节能型车用制动混杂纤维增强摩擦材料开发

“节能型车用制动混杂纤维增强摩擦材料开发”是由吉林大学和春特必克世立汽车零部件有限公司共同承担的2011年长春市科技发展计划项目，合同编号为2011183。课题组成员按照项目合同书的计划开展研究工作，经过近二年的努力，完成了项目合同书要求的内容，达到了预期目标。申报了专利3件，完成学术论文16篇。开发出可用于汽车制动的天然植物纤维增强刹车片，并实施产业化。

本项目瞄准汽车摩擦制动材料的现状和发展趋势，利用申请者所在单位拥有的先进的汽车摩擦材料全套检测设备，开展了生物纤维和碳纤维等多元纤维增强低树脂摩擦材料的结构仿生及摩擦学行为研究。以碳纤维和螺旋型、哑铃型及相耦合的念珠型的棉纤维、麻纤维、羊毛纤维和竹纤维等结构化的生物纤维为增强纤维，以酚醛树脂为第一粘结剂，利用纤维编织机制备螺旋型和哑铃型生物纤维并对纤维表面进行改性处理。改进摩擦材料混料造粒装置，通过混料造粒技术进行颗粒料内部结构设计，来调节和控制摩擦材料的物理性能（摩擦材料的密度、气孔率、可压缩性、导热性、固有频率）。根据材料化学基本原理，寻找单一的第二粘结剂或多种物质混合并且能在摩擦制动温度范围内反应并将摩擦材料粉体包容，发挥粘结剂作用的材料。采用造粒技术、颗粒包覆和利用第二粘结剂等手段，获得具有稳定摩擦因数、低硬度、低树脂含量和良好耐热性能的摩擦材料。使摩擦材料由单纯材料设计向材料与结构耦合设计发展，使粘结剂由结构功能元素转变为结构与工艺介质元素的耦合。探索多元纤维（碳纤维与生物纤维）增强对摩擦学性能、机械性能、耐热性及导热性等主要性能的交互作用的细观与微观机制和协同效应及机理，探讨第一粘结剂（酚醛树脂）和第二粘结剂含量对摩擦材料性能的影响规律，探索第二粘结剂在摩擦材料中的摩擦学行为。采用仿真系统，深入地研究结构化的生物纤维增强摩擦材料的摩擦磨损作用机理。综合决策多元纤维复合增强型低树脂摩擦材料设计原则与方案，制备出较优方案的摩擦材料并与现有商用摩擦材料进行对比研究。为高性能汽车制动摩擦材料制品研制奠定技术基础，也为其它种类复合材料的结构设计和制备提供技术参考。

与现有技术相比，本技术不含高硬度摩擦剂和钢棉，改善了玻璃纤维、芳纶纤维、麻纤维各自存在的缺点，所制的摩擦材料的耐磨性、热衰退性等指标均符合并优于国家标准，并且摩擦因数稳定、磨损率小，硬度适中，价格较低，运行中无高频噪声，不产生火花，不易损伤配副，且配副无锈蚀现象。

本项目符合劳动保护、国家绿色环保要求，在系统的研制和小批量制造过程中无“三废”排放，不会对环境造成污染。

“节能型车用制动混杂纤维增强摩擦材料开发” 是由吉林大学和春特必克世立汽车零部件有限公司共同承担的2011年长春市科技发展计划项目,合同编号为2011183。课题组成员按照项目合同书的计划开展研究工作,经过近二年的努力,完成了项目合同书要求的内容,达到了预期目标。申报了专利3件,完成学术论文16篇。开发出可用于汽车制动的天然植物纤维增强刹车片,并实施产业化。 本项目瞄准汽车摩擦制动材料的现状和发展趋势,利用申请者所在单位拥有的先进的汽车摩擦材料全套检测设备,开展了生物纤维和碳纤维等多元纤维增强低树脂摩擦材料的结构仿生及摩擦学行为研究。以碳纤维和螺旋型、哑铃型及相耦合的念珠型的棉纤维、麻纤维、羊毛纤维和竹纤维等结构化的生物纤维为增强纤维,以酚醛树脂为第一粘结剂,利用纤维编织机制备螺旋型和哑铃型生物纤维并对纤维表面进行改性处理。改进摩擦材料混料造粒装置,通过混料造粒技术进行颗粒料内部结构设计,来调节和控制摩擦材料的物理性能（摩擦材料的密度、气孔率、可压缩性、导热性、固有频率）。根据材料化学基本原理,寻找单一的第二粘结剂或多种物质混合并且能在摩擦制动温度范围内反应并将摩擦材料粉体包容,发挥粘结剂作用的材料。采用造粒技术、颗粒包覆和利用第二粘结剂等手段,获得具有稳定摩擦因数、低硬度、低树脂含量和良好耐热性能的摩擦材料。使摩擦材料由单纯材料设计向材料与结构耦合设计发展,使粘结剂由结构功能元素转变为结构与工艺介质元素的耦合。探索多元纤维（碳纤维与生物纤维）增强对摩擦学性能、机械性能、耐热性及导热性等主要性能的交互作用的细观与微观机制和协同效应及机理,探讨第一粘结剂（酚醛树脂）和第二粘结剂含量对摩擦材料性能的影响规律,探索第二粘结剂在摩擦材料中的摩擦学行为。采用仿真系统,深入地研究结构化的生物纤维增强摩擦材料的摩擦磨损作用机理。综合决策多元纤维复合增强型低树脂摩擦材料设计原则与方案,制备出较优方案的摩擦材料并与现有商用摩擦材料进行对比研究。为高性能汽车制动摩擦材料制品研制奠定技术基础,也为其它种类复合材料的结构设计和制备提供技术参考。 与现有技术相比,本技术不含高硬度摩擦剂和钢棉,改善了玻璃纤维、芳纶纤维、麻纤维各自存在的缺点,所制的摩擦材料的耐磨性、热衰退性等指标均符合并优于国家标准,并且摩擦因数稳定、磨损率小,硬度适中,价格较低,运行中无高频噪声,不产生火花,不易损伤配副,且配副无锈蚀现象。 本项目符合劳动保护、国家绿色环保要求,在系统的研制和小批量制造过程中无“三废”排放,不会对环境造成污染。