1、一、摩擦材料的演變發展摩擦材料的演變發展，經歷了100多年的歷史。1897年英國人Aerbertfrood發明了制動片，用于馬車和早期的汽車，并建立了世界上第一個生產摩擦材料的Ferodo公司；隨后在1909年該公司發明了世界上第一個固化石綿基剎車片，1968年發明了世界上第一個半金屬基剎車片。鼓式制動器是最早形式的汽車制動器，在盤式制動器出現以前，廣泛用于各類汽車。20世紀50年代早期，美國的Bendix公司用于汽車的盤式制動器獲得了專利，盤式制動器開始大量使用。1942年我國石禮耕先生研制的離合器片標志著中國摩擦材料的誕生。在1999 年法蘭克福國際汽車交易會（IAA）上，碳陶剎車盤首次被

2、揭開了神秘的面紗。高科技材料的使用徹底顛覆了傳統的剎車盤技術：與傳統的灰鑄鐵剎車盤相比，碳陶剎車盤的重量減輕了大約50%，非懸掛質量減輕了近20 千克。碳陶剎車盤更顯著的優點還有：剎車反應速度提高且制動衰減降低、熱穩定性高、無熱振動、踏板感覺極為舒適、操控性能提升、抗磨損性高等等。因此，碳陶剎車盤的使用壽命更長，而且幾乎不會產生灰塵。最初，保時捷公司于2001 年將碳陶剎車盤作為配套設備裝配在911 GT2 型跑車上。此后，其他知名品牌汽車也陸續開始通過采用這一創新型剎車技術來提高車輛安全性并改善踏板舒適度。其中包括汽車制造商生產的奧迪、賓利、布加迪和蘭博基尼等跑車與豪華汽車。二、剎車系統介紹

3、：由剎車系統功能分類：制動系統分為兩套獨立的制動裝置即：行車制動裝置（腳制動）、駐車制動裝置（手制動）三、剎車片性能要求：性能指標 ：剎車片的性能指標很多，同一個剎車片在不同溫度、不同車速、不同制動壓力等情況下的性能有很大不同，主要的性能有以下幾點：1、制動性能：是指在正常制動狀態（也就是制動溫度比較低的情況）下，剎車片的制動能力（摩擦系數）。剎車片的摩擦系數不是越高越好，而是要在綜合性能方面取得平衡，以符合整車的設計要求。2、衰退性能 ：在山路下坡之類的路況下，制動器連續制動，溫度迅速上升，剎車盤可能會達到四、五百甚至七百以上的高溫。剎車片的制動能力會變差，制動距離增加。這種現象叫“衰退”，

4、我們當然希望衰退率越小越好。優質剎車片的衰退率很小，有些甚至不衰退；而某些偽劣產品衰退嚴重，高溫時幾乎喪失制動能力。舉個例子：某外觀極好的雜牌剎車片，在衰退試驗中以最高制動壓力將車速從100km/h制動到停止，用時104秒，制動距離473米，最后竟起火燃燒！3、恢復性能：經過高溫衰退的剎車片，當溫度下降時，是否能盡快恢復原有的制動性能？這也是衡量剎車片好壞的重要指標。4、磨耗：是指剎車片使用時的磨損情況里。剎車效果情況取決于摩擦材料的*和工藝，比如碳纖維剎車片可以用上幾十萬公里無需更換。除了剎車片本身的磨損，還要考慮剎車盤的磨損。在制動過程中，優質的剎車片會在剎車盤摩擦表面生成一層保護膜，減少

5、剎車盤的磨損，而劣質剎車片含有大量硬點和雜質，會在剎車盤表面拉出許多溝槽，加速剎車片和剎車盤的磨損。5、噪音：在崇尚環保的今天，這也是一項重要指標。其實引起制動噪音的因素很多，剎車片只是其中之一。一般認為，剎車片硬度太高的話，就容易產生噪音。6、其它 還有剪切強度、硬度、壓縮率、熱膨脹、吸水率、粘附性等等性能指標。四、摩擦材料的發展趨勢：No.類型 (材料)制動器應用運用特性歷史和使用區域1石棉摩擦材料盤/鼓(F/R)轎車/輕卡/卡車1.歐洲北美等已禁用1.中國AM市場仍在使用（50%）2半金屬摩擦材料盤/(F)轎車/ 輕卡/皮卡/火車/商用車/運動型車輛1.使用中存在一些問題,改進型材料在一

6、些范圍內使用.經濟性,合適的性價比。2.盤片高的壽命，抗熱性，耐久性3.重負荷車輛和苛刻條件。1.有代表性區域在北美，主要在AM.2.在OE車型上已逐步被替代，但改進型的材料仍使用在重負荷和特別要求苛刻的條件。3.通用型在中國AM市場仍在大量使用。3少金屬摩擦材料盤/盤/鼓(F/R/R)轎車/輕卡/商用車1.發展中的材料,廣泛的運用。2.高的性價比.優良的性能，卓越的解決抗衰退和高速性能的運用。3.舒適的腳踏感。1.歐洲風格的典型運用在AM 和OE市場。特別在滿足OE高?*敵蛻系撓茫綈碌稀汲邸懟?2.同樣運用在福特，通用在歐洲的車型。4有機摩擦材料（NAO）NAO-陶瓷摩擦材料盤/盤/鼓(F/

7、R/R)轎車/輕卡/卡車/商用車1.發展中的材料,廣泛的使用,2.少的積塵，盤/片長的壽命，優化的性能,特別適用于解決NVH 噪音方案。1.日本材料的典型風格和運用，但在歐洲和北美突出解決NVH 問題和摩擦副粘附性問題。5粉末冶金摩擦材料疊盤/盤(F/R)賽車/飛機/火車/坦克/軍車/船舶/工程機械1.制動和傳動的高速高溫的穩定性，速度大于250km/h,溫度高于600的條件和高的壽命1、銅基粉末冶金及陶瓷已替代鐵基。運用在高性能制動器。 2、中國引進銅基粉末冶金運用在時速250km/h以上高速列車上，已廣泛使用。6C-C 摩擦材料疊盤/盤(F/R)賽車/飛機1.高模量和強度，卓越的熱傳導和比

8、熱，高的孔隙率。2.高速高溫的穩定性，低溫在800 ，高溫在1000 以上的摩擦穩定性。1、在90年代末已運用在高性能制動器，在世界范圍內廣泛運用在飛機，賽車。如美國：MD-11,Boeing767,777,F-22如法國：Airbus等。7陶瓷摩擦材料金屬陶瓷摩擦材料C-陶瓷摩擦材料盤/盤(F/R)賽/重型車輛/飛機/坦克1、高速高溫苛刻條件下的摩擦穩定性， 使用溫度在800-1000 以上。 2、特定的摩擦副和吸收高的熱能 。 3、高的氣孔率1、新一代材料已運用在高性能制動器，歐美主要運用在航天軍事，如大重型運輸機，新型戰斗機等。2.C-陶材料將優于C-C材料的未來發展。五、剎車材料分類剎

9、車材料是一類結構-功能復合材料復合材料是按基體連續相進行分類材料的特征性能主要由基體材料決定金屬基剎車材料基體連續相為金屬樹脂基剎車材料基體連續相為樹脂陶瓷剎車材料基體連續相為陶瓷炭/炭剎車材料基體連續相為沉積炭六、粉末冶金剎車材料制造工藝混料冷壓成型熱壓燒結機*防銹處理產品特性摩擦系數高而穩定（0.30.4)耐磨性能優良耐熱性能良艱（00800)結構強度高材料硬度大制動噪音高對偶件磨損大容易生銹七、陶瓷剎車材料制造工藝混料、造粒、干燥（關鍵材料預處理、鋼背預處理）熱成型壓制高溫熱處理組合機*表面及防銹處理陶瓷基剎車材料產品特性金屬、陶瓷纖維/陶瓷剎車材料-低金屬陶瓷剎車材料耐熱性能優異（65

10、0）、結構強度高、剎車舒適性好、使用壽命長工藝性能較差陶瓷纖維/陶瓷剎車材料-非金屬陶瓷基剎車材料耐熱性能優異（650）、制動噪音低、剎車舒適性良好、剎車落灰少、使用壽命長工藝性能較差、成本較高八、炭/炭剎車材料制造工藝炭纖維針刺預制體基體炭增密（樹脂浸漬/固化-炭化、化學氣相滲透（CVI） ）高溫熱處理抗氧化涂層炭/炭剎車副組織結構炭/炭復合材料是以炭纖維為增強體、炭為基體的一類先進復合材料。九、制動噪音研究影響因素制動器結構因素鼓式制動器比蹄式制動器更易產生制動噪音剎車副特性因素制動器剛度越大，產生噪音的可能性越少剎車片材料的硬度越高，較易產生制動噪音制動工況因素范圍廣泛500-17000

11、HZ隨著制動壓力的升高而略有增加使用環境因素高溫比低溫產生噪音的可能性小潮濕環境比干燥環境產生噪音的可能性大噪音抑制調節彈性體含量、降低高硬度材料用量、增加材料孔隙度、增加成膜材料用量等剎車片開槽、倒角、加裝消音片、涂敷減振膠等修改制動器部件，如制動襯片和制動蹄的幾何參數和形狀。調節剎車盤/鼓的微觀組織及成分前面兩種方法的結合，改變制動器的振動特性。如優化制動器部件的剛度、阻尼特性等。十、減少剎車黑灰剎車黑灰的主要成因在高溫、高能和氧氣不足下，發生3Fe+2O2Fe3O4,有磁性黑色的Fe3O4粘在剎車盤、鼓和鋼圈上石墨在高于450時快速氧化，脫落并粘在剎車盤、鼓和鋼圈上黑色的硫化銻在550時