[发明专利]一种夹心结构的炭/陶刹车盘

权利要求书

1.一种夹心结构的炭/陶刹车盘，其特征在于：是由摩擦功能层、力学功能层以及摩擦功能层按顺序组成的夹心结构，且摩擦功能层与力学功能层之间还通过卯榫连接，具体是由炭布复合层、短纤维层、炭布复合层通过模压形成的夹芯结构基体经过高温裂解、硅熔渗反应制备得到的；

炭布复合层是由多层预浸炭布叠加组成的，炭布复合层的表面上加工有用于卯榫连接的连接孔；

短纤维层是由短切炭纤维、树脂以及添加剂配制而成的短纤维预混料，在模压形成夹心结构基体时，短纤维预混料会进入炭布复合层的连接孔中，从而形成卯榫连接；

其中，炭布与短切炭纤维的质量比为1：（1~3），短切炭纤维、树脂以及添加剂的质量比为1：（1~3）：（0.5~2.0），夹芯结构基体的密度为1.2~1.7g/cm³，夹心结构的炭/陶刹车盘的密度为2.0~2.5g/cm³，添加剂为石墨粉、碳粉、硅粉、碳化硅粉、硼粉、铜粉、铁粉、二氧化硅粉、石墨烯、硬脂酸镁和六亚甲基四胺中的至少一种。

2. 根据权利要求1所述的一种夹心结构的炭/陶刹车盘，其特征在于：夹芯结构基体的裂解操作如下：在氮气或惰性气体保护气氛下，将夹芯结构基体置于700~1000℃下高温炭化，得到密度为1.1~1.6g/cm³的炭化基体；在氮气或惰性气体保护气氛下，将炭化基体置于1800~2500 ℃下高温开孔，得到开孔率为15~40%的多孔炭化基体。

3.根据权利要求1所述的一种夹心结构的炭/陶刹车盘，其特征在于：炭布浸渍液态树脂后在70~80℃下烘干形成预浸炭布，炭布选用平纹炭布，液态树脂包括酚醛树脂、环氧树脂、糠酮树脂、氰酸酯树脂、呋喃树脂、乙烯基树脂和苯并噁嗪树脂中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的一种夹心结构的炭/陶刹车盘，其特征在于：短切炭纤维由两种及以上长度不同的短切炭纤维组成，平均长度不超过30mm，且长度最接近的两种短切炭纤维的长度差为5~25mm。

5.根据权利要求1所述的一种夹心结构的炭/陶刹车盘，其特征在于：短纤维层中的树脂包含酚醛树脂、环氧树脂、糠酮树脂、氰酸酯树脂、呋喃树脂、乙烯基树脂和苯并噁嗪树脂中的一种或多种。

6.根据权利要求1所述的一种夹心结构的炭/陶刹车盘，其特征在于：通过模压形成夹芯结构基体的具体操作如下：将炭布复合层、短纤维层、炭布复合层按顺序装入模具中，之后进行热压成型，其中，热压温度为180~220℃，热压压力为28~32MPa，保温保压时间为45~60min，得到夹芯结构基体。

7.根据权利要求1所述的一种夹心结构的炭/陶刹车盘，其特征在于：硅熔渗反应过程中，选用粒径为20~100μm的硅粉，熔渗温度为1450~1800℃。

8.根据权利要求1至7任一项所述的一种夹心结构的炭/陶刹车盘，其特征在于：炭布复合层的表面面积沿厚度方向逐渐缩小，每次缩小比例为5~20%，且每5~20层预浸炭布的尺寸为同一规格，此时炭布复合层形成的梯度斜面以及表面面积最小的表面均与短纤维层相接触。

9.根据权利要求1至7任一项所述的一种夹心结构的炭/陶刹车盘，其特征在于：炭布复合层上的连接孔规则排列或者不规则排列，相邻两个连接孔的间距为10~100mm，所有连接孔的开孔面积之和为与短纤维层相接触的炭布表面面积的3~10%。

10.根据权利要求9所述的一种夹心结构的炭/陶刹车盘，其特征在于：炭布复合层上的连接孔的形状为圆形、椭圆形、三角形、四边形、齿形、月牙形或者其他多边形。