[发明专利]一种碳纤维耐高温高强度刹车片及其制备方法

说明书

本发明公开了一种碳纤维耐高温高强度刹车片的制备方法，包括如下步骤：提供短切碳纤维，并对其进行热激活；将热激活后的短切碳纤维进行氧化改性，得到改性短切碳纤维；将改性短切碳纤维与酚醛树脂粉末混合，并进行第一球磨，得到第一混合料；将改性短切碳纤维、酚醛树脂粉末、第一类SiC粉末、第二类SiC粉末以及二氧化硅粉末混合，并进行第二球磨，得到第二混合料；对第一混合料进行第一温压成型，得到第一酚醛树脂预成型体；对第二混合料进行第二温压成型，得到第二酚醛树脂预成型体；得到第一多孔炭化酚醛树脂基体和第二多孔炭化酚醛树脂基体；以及在第一多孔炭化酚醛树脂基体与第二多孔炭化酚醛树脂基体之间加入纯硅片，并进行高温处理。

技术领域

本发明是关于碳纤维层状材料，特别是关于一种碳纤维耐高温高强度刹车片及其制备方法。

背景技术

摩擦材料广泛应用于汽车、火车、飞机、轮船等交通运输工具以及动力机械的制动、传动系统。汽车摩擦材料是汽车制动器、离合器和摩擦传动装置中的关键材料，它是将汽车的动能转化为热能和其他形式的能量，从而使汽车减速或停止运动的一种以摩擦为主要功能，兼有结构性能要求的多组分复合材料。近年来，我国的公路、铁路交通发展迅速，大大促进了我国汽车、火车工业的发展，从而对于摩擦材料的性能要求、需求量也增长很快，预计到2010年，我国汽车保有量将达到4500万辆，仅汽车一年需要的摩擦材料就达到45万吨，用量十分巨大。由于石棉纤维影响人体的健康，各国相继开展了新型无石棉刹车片的研制。

半金属摩擦材料是我国目前应用广泛的摩擦材料。半金属摩擦材料采用钢纤维作为增强材料，铜等价格昂贵的金属粉末作为摩擦性能调节剂。金属材料容易生锈，锈蚀后易粘着或损伤对偶，同时摩擦材料锈蚀后强度降低，磨损加剧。金属材料密度高，增大了制动系统的重量。而且，当钢纤维含量超过10wt％时，制动时易引起尖叫、产生振颤等问题。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

本发明的目的在于提供一种碳纤维耐高温高强度刹车片及其制备方法，其能够克服现有技术的缺点。

为实现上述目的，本发明提供了一种碳纤维耐高温高强度刹车片的制备方法，该碳纤维耐高温高强度刹车片的制备方法包括如下步骤：提供短切碳纤维，并对短切碳纤维进行热激活；将热激活后的短切碳纤维进行氧化改性，得到改性短切碳纤维；提供第一类SiC粉末、第二类SiC粉末以及二氧化硅粉末；将改性短切碳纤维与酚醛树脂粉末混合，并进行第一球磨，得到第一混合料；将改性短切碳纤维、酚醛树脂粉末、第一类SiC粉末、第二类SiC粉末以及二氧化硅粉末混合，并进行第二球磨，得到第二混合料；对第一混合料进行第一温压成型，得到第一酚醛树脂预成型体；对第二混合料进行第二温压成型，得到第二酚醛树脂预成型体；对第一酚醛树脂预成型体进行第一烧蚀，得到第一多孔炭化酚醛树脂基体；对第二酚醛树脂预成型体进行第二烧蚀，得到第二多孔炭化酚醛树脂基体；以及在第一多孔炭化酚醛树脂基体与第二多孔炭化酚醛树脂基体之间加入纯硅片，并对所得到的层叠体进行高温处理，得到碳纤维耐高温高强度刹车片。

在一优选的实施方式中，对短切碳纤维进行热激活具体为：对短切碳纤维进行热处理，其中，热处理气氛为氮气气氛，热处理温度为800-950℃，热处理时间为30-60min。

在一优选的实施方式中，将热激活后的短切碳纤维进行氧化改性具体为：在对短切碳纤维进行热处理之后，当热处理炉温度降至400-500℃时，向热处理炉中通入空气，随后使短切碳纤维随炉冷却至50℃。

在一优选的实施方式中，在第一混合料中，以重量份计，改性短切碳纤维占10-20份，酚醛树脂粉末占100-200份，其中，第一球磨具体为：球磨机转速为500-1000rpm，球磨时间为10-20h。