第1章 绪论 1
1.1 摩擦材料的特点及性能要求 1
1.2 摩擦材料的分类及发展趋势 2
1.2.1 树脂基摩擦材料 2
1.2.2 金属基摩擦材料 4
1.2.3 炭/炭复合材料 7
1.2.4 陶瓷基摩擦材料 11
1.2.5 碳陶摩擦材料 12
参考文献 13
第2章 C/C-SiC摩擦材料的发展 16
2.1 C/C-SiC摩擦材料的起源 16
2.2 C/C-SiC摩擦材料的组成和结构 18
2.2.1 C/C-SiC的组成 18
2.2.2 C/C-SiC的结构 23
2.3 C/C-SiC摩擦材料的性能特点 29
2.3.1 C/C-SiC的热物理性能 29
2.3.2 C/C-SiC的力学性能 30
2.3.3 C/C-SiC的氧化性能 30
2.3.4 C/C-SiC的摩擦磨损性能 32
参考文献 33
第3章 C/C-SiC摩擦材料的制备技术 36
3.1 气相法 36
3.1.1 等温CVI法 37
3.1.2 热梯度CVI法 38
3.1.3 等温迫流CVI法 39
3.1.4 差温迫流CVI法 39
3.1.5 脉冲CVI法 40
3.1.6 微波CVI法 40
3.1.7 连续同步CVI法 40
3.1.8 多元耦合场CVI法 40
3.2 固相法 41
3.2.1 粉浆-热压烧结法 41
3.2.2 温压-原位反应法 42
3.3 液相法 42
3.3.1 聚合物浸渗热解法 42
3.3.2 溶胶-凝胶法 45
3.3.3 熔硅浸渗法 46
3.4 综合法 47
参考文献 47
第4章 C/C-SiC用炭纤维预制体的制备及增密 52
4.1 炭纤维预制体结构与特性 52
4.1.1 连续纤维编织预制体 53
4.1.2 非连续纤维预制体 56
4.2 炭纤维预制体的致密化 61
4.2.1 气态先驱体 61
4.2.2 液态先驱体 61
4.3 预制体CVI致密化过程数值模拟 69
4.3.1 基本假设 71
4.3.2 三维正交结构炭纤维预制体 71
4.3.3 针刺炭纤维预制体 76
参考文献 82
第5章 化学气相渗透法制备C/C-SiC摩擦材料 85
5.1 化学气相渗透过程的理论分析 85
5.1.1 SiC前驱体 85
5.1.2 CVI沉积SiC基体的机理 86
5.2 CVI制备C/C-SiC摩擦材料及影响因素 88
5.2.1 CVI制备C/C-SiC的工艺流程 88
5.2.2 C/C-SiC摩擦材料的物相组成 90
5.2.3 C/C-SiC摩擦材料制备的影响因素 92
5.3 C/C-SiC摩擦材料的微观结构 100
5.3.1 C/C-SiC的微结构 100
5.3.2 SiC的显微结构 103
5.3.3 C/C-SiC的界面形貌 105
参考文献 107
第6章 熔硅浸渗法制备C/C-SiC摩擦材料 109
6.1 熔硅浸渗过程的理论分析 109
6.1.1 熔硅浸渗过程的热力学和动力学 109
6.1.2 熔硅浸渗过程的影响因素 110
6.2 长纤维增强C/C-SiC摩擦材料的制备及结构 118
6.2.1 C/C-SiC摩擦材料的制备 118
6.2.2 C/GSiC摩擦材料制备的主要影响因素 120
6.2.3 C/C-SiC摩擦材料的微观结构 125
6.3 短纤维增强C/C-SiC摩擦材料的制备及结构 131
6.3.1 C/C多孔体的制备 131
6.3.2 C/GSiC摩擦材料的微观结构 134
6.3.3 C/C- SiC摩擦材料的孔隙结构分析 135
6.4 Si＋C熔渗反应模型 141
参考文献 142
第7章 温压-原位反应法制备C/C-SiC摩擦材料 145
7.1 温压-原位反应的理论分析及设计 145
7.1.1 Si ＋C原位反应机理 145
7.1.2 C/C-SiC摩擦材料的设计 147
7.2 C/C-SiC摩擦材料的制备 150
7.2.1 温压-原位反应法的制备工艺 150
7.2.2 C/C-SiC摩擦材料制备的影响因素 153
7.2.3 酚醛树脂的热分解过程及结构 157
7.2.4 C/C-SiC坯体裂纹形成及影响因素 166
7.3 C/C-SiC摩擦材料的微观结构 169
7.3.1 C/C-SiC的微结构 169
7.3.2 C/C-SiC的界面形貌 174
参考文献 176
第8章 基体改性C/C-SiC摩擦材料的制备 179
8.1 Cu改性 179
8.1.1 Cu-Si-C体系热力学分析 179
8.1.2 材料制备及物相组成 181
8.1.3 材料微观结构 182
8.1.4 组元的显微硬度 185
8.2 Cu-Ti改性 186
8.2.1 材料制备及物相组成 186
8.2.2 材料微观结构 186
8.2.3 熔渗过程中的反应机制 188
8.3 Fe改性 189
8.3.1 Fe-Si-C体系热力学分析 189
8.3.2 材料制备及物相组成 191
8.3.3 材料微观结构 192
参考文献 194
第9章 C/C-SiC摩擦材料的热物理性能 195
9.1 LSI-C/C-SiC摩擦材料的热物理性能 195
9.1.1 LSI-C/C-SiC的热扩散率及影响因素 195
9.1.2 LSI-C/C-SiC的热膨胀系数 199
9.2 WCISR-C/C-SiC摩擦材料的热物理性能 201
9.3 CVI-C/C-SiC摩擦材料的热物理性能 203
9.3.1 CVI-C/C-SiC的热扩散率及影响因素 203
9.3.2 CVI-C/C-SiC的热膨胀系数 206
9.4 C/C-SiC在室温～1300℃的导热性能及其导热机制 208
参考文献 212
第10章 C/C-SiC摩擦材料的力学性能及其失效机制 214
10.1 LSI-C/C-SiC的力学性能及影响因素 214
10.1.1 弯曲和压缩性能 214
10.1.2 拉伸性能 224
10.2 WCISR-C/C-SiC的力学性能及失效机制 225
10.2.1 弯曲性能 225
10.2.2 压缩性能 230
10.3 CVI-C/C-SiC的力学性能及失效机制 237
10.3.1 弯曲性能 237
10.3.2 拉伸性能 241
参考文献 245
第11章 C/C-SiC摩擦材料的氧化行为及机制 247
11.1 单一组元的氧化行为 247
11.1.1 组元的TG-DSC分析 247
11.1.2 碳相的氧化 248
11.1.3 SiC的氧化 249
11.1.4 Si的氧化 250
11.2 LSI-C/C-SiC的氧化性能及机制 254
11.2.1 C/C-SiC复合材料的非等温氧化行为 254
11.2.2 C/C-SiC复合材料的等温氧化动力学和机理 257
11.2.3 C/C-SiC复合材料的长时间氧化行为 259
11.3 CVI-C/C-SiC的氧化性能及机制 264
11.3.1 C/C-SiC复合材料的非等温氧化行为 264
11.3.2 C/C-SiC复合材料的等温氧化行为 266
11.4 WCISR-C/C-SiC的氧化行为及机理 270
11.4.1 C/C-SiC的非等温氧化行为 270
11.4.2 C/C-SiC的等温氧化行为 272
11.5 Cu3Si改性C/C-SiC的氧化行为及机理 279
11.5.1 材料的等温氧化行为 279
11.5.2 材料的长时间氧化行为 284
参考文献 286
第12章 C/C-SiC摩擦材料的摩擦磨损行为及机理 289
12.1 LSI-C/C-SiC的摩擦磨损性能及影响因素 289
12.1.1 预制体结构 289
12.1.2 基体炭结构 293
12.2 WCISR-C/C-SiC的摩擦磨损性能 298
12.3 CVI-C/C-SiC的摩擦磨损性能 305
12.3.1 自对偶低载能 305
12.3.2 自身对偶高载能 308
12.3.3 与钢对偶 312
12.4 改性C/C-SiC的摩擦磨损性能 315
12.5 环境对C/C-SiC摩擦磨损性能的影响 319
12.5.1 湿态条件 319
12.5.2 油性环境 321
12.5.3 制动速度 326
12.6 C/C-SiC的摩擦磨损机理 328
12.6.1 摩擦机理 329
12.6.2 磨损机理 331
参考文献 335
第13章 C/C-SiC摩擦材料在不同制动系统上的应用 337
13.1 汽车 337
13.1.1 台架考核 338
13.1.2 应用 347
13.2 高速列车 351
13.3 工程机械 358
13.4 风力发电机组 363
13.5 其他 366
13.5.1 磁悬浮列车 366
13.5.2 重载卡车 367
13.5.3 摩托车 368
13.5.4 特种机械 369
参考文献 371