论文部分内容阅读
汽车工业的发展为人们的生活带来便利,使汽车刹车片制造业蓬勃发展,摩擦材料作为制动器中关键材料,必须具备安全可靠、使用寿命长、舒适摩擦性能稳定和无噪音的特点。目前美国部分州出台环保法规,限制制动摩擦材料中铜的用量,因此行业迫切需要研究和开发新型高性能的少金属和无铜陶瓷有机摩擦材料。本论文旨在通过摩擦材料组分优化,制备综合摩擦和噪音性能优异的少金属和无铜陶瓷有机摩擦材料,并研究摩擦磨损过程摩擦膜的微观形貌成分与摩擦系数的关联性,阐述摩擦磨损机理;研究增摩和减摩组分间相互协同作用机理。本论文的主要研究内容和方法包括以下4个方面:(1)通过无机和有机分析,研究传统摩擦材料的化学成分和微观结构特征,为少金属和无铜陶瓷有机摩擦材料组分设计提供参考;(2)通过摩擦材料组分优化,制备性能优异的少金属陶瓷有机摩擦材料,并解释摩擦磨损中引起磨损问题原因;(3)通过摩擦材料组分优化,并建立AKmaster台架实验灰色相关度评价标准,评价摩擦材料综合摩擦性能,筛选出综合性能优异的无铜陶瓷有机摩擦材料。通过胶带转移法简化不同制动初速度和制动压力台架过程下形成的摩擦膜和磨屑的微观形貌、化学成分与摩擦性能的关系研究,解释无铜摩擦材料的摩擦磨损机理;(4)通过X射线和紫外光电子光谱(XPS、UPS)等方法,解释增摩和减摩双重特性的陶瓷摩擦材料性能协同作用的内在机理。通过研究得到如下结论:(1)得到了不同类型传统摩擦材料的组分信息;(2)制备了含铜量低,满足TL110台架标准离散带要求的少金属陶瓷有机摩擦材料;(3)制备了摩擦系数稳定,磨损小,对制动盘友好,噪音小的无铜陶瓷有机摩擦材料;(4)双重特性复合陶瓷摩擦材料组分含量影响摩擦性能和硬度,并通过XPS C1s量化界面电荷转移密度,发现复合陶瓷摩擦材料的耐蚀性较好,主要是由于其具有较大的逸出功和较低的电荷转移密度。