毕业论文课题相关文献综述

文 献 综 述

影响复合摩擦材料性能的因素不仅包括原材料及其配方、复合材料的结构设计，还包括复合材料的热压成型工艺。热压成型工艺过程是：在模具中填入粉料或预混材料，在液压机上进行压制并加热固化，保持一定时间后形成制品。热压过程是利用树脂固化反应中的各阶段特性来实现制品的成型过程，热压过程可分为粘流、凝胶和硬固3 个阶段。成型原理主要是利用物料在粘流和凝胶2 个阶段的流动可塑性，使树脂在压力和温度作用下形成交联结构。合理的成型工艺条件不仅有助于改善酚醛树脂基体的流动性，增强树脂粘结剂与纤维及填料间的界面粘结^[1]，而且对降低加工成本也具有重要意义。随着汽车工业的发展和能源的紧缺, 对摩擦材料的制备工艺提出了越来越高的要求，所以对摩擦材料热压工艺的研究具有重要的意义^[2]。

影响磨损的因素很多, 凡是影响摩擦特性的因素, 对磨损也都有影响, 如摩擦件材料、负荷、滑动速度、温度、润滑情况、对摩材料性能、表面粗糙度等。当有机摩擦衬片与灰铸铁对偶件摩擦时，不同温度下其磨损机理不同在制动摩擦初期，表面温度不高且表面较为粗糙，硬质点( 包括衬片中的高硬度填料、对偶件表面的凸峰或外界石粒) 在切向力的作用下，将材料表面划伤或犁出沟槽，表面存在一系列的平行沟槽，试样在磨粒作用下形成许多磨屑，磨耗主要受硬质点的影响。当温度开始升高至树脂、橡胶等有机材料软化点时( 150~ 250℃), 就开始出现粘着磨损。由于接触的不均匀性和分散性，接触点承受高温、高压而形成局部粘着点。当粘着点受剪切所产生的摩擦阻力，大于表面膜与基体材料本身的流动极限时，在法向和切向力的联合作用下，表面膜将破裂、挤出，造成磨损。此时的磨耗，主要受基体材料强度的影响。温度进一步升高后，由于制动过程中表面接触点的分散性，每经一个接触斑点就是一变形波。表面接触处承受循环应力的作用，反复制动时将产生较大的温度梯度，受循环热应力的作用，在有机摩擦衬片的表面或纤维-树脂界面产生裂纹。裂纹扩展至小块磨粒而剥落，产生热疲劳磨损。这种磨耗，将取决于材料界面的结合。最后，温度升高超过树脂基体的分解温度后，有机衬片在高温下产生热氧化分解，在摩擦片表面形成氧化膜，继而破裂而产生磨损。树脂基体的耐热性，将决定摩擦材料的热氧化磨损。总之，摩擦材料的磨损，在低温区主要属于磨粒磨损和粘着磨损；而在高温区，则受磨粒磨损、粘着磨损、热疲劳磨损和热氧化磨损影响，但由于后两者的作用强度远大于前两者，因而高温区磨耗，主要由热疲劳磨损和热氧化磨损控制^[3]。

马云海，佟金等^[1]通过工艺试验研究，探讨成型压力、热压温度和保温时间对摩擦材料磨损性能和物理力学性能影响的规律。结果分析：模压成型工艺是将一定质量的模压料放入金属对模中，在一定温度和压力作用下固化成型的一种方法。压力的作用是使制品密度增加，排除低分子物（如残留溶剂、水等）及气泡，加速和改善树脂对纤维的浸渍，并控制制品的含胶量。在压制过程中，如加压过早，此时树脂流动性大，加压导致树脂流失多，制品贫胶且孔隙率大；如加压过晚，此时树脂已凝胶，无流动性，压力排不掉气泡，导致复合材料坚实度及层间粘接力低。一般希望在树脂即将凝胶但尚未凝胶时加压，利用少量的流胶带走气泡从而压实材料。可见，制定合理的热压工艺至关重要。

目前固化动力学研究普遍采用的方法是唯象法，根据测试条件的不同DSC方法可分为：等温DSC法和非等温DSC法。根据拟合机理的不同可分为：模型拟合法和非模型拟合法（MFK）^[6]。Akbar Shojaei，Farhang Abbasi^[7]还研究了在DSC曲线中根据Ozawa的理论分析反应动力学方程和总热量。

季庆娟, 刘胜平等^[8] 采用DSC方法探讨了酚醛物质的量比( F/ P)为1.3、1.5、1.8的酚醛树脂的固化反应过程。在50~ 300摄氏度温度范围内以不同升温速率(5、10、15、20 e / min)进行动态固化行为分析。运用Kissinger 和Ozawa法进行了动力学研究,得到其固化反应活化能。结果表明: 两种方法计算得到活化能的大小顺序是一致的。

目前，汽车摩擦材料的发展方向是舒适性和功能性并重，尤其是向无噪音化发展。当前国内外就控制摩擦材料噪音进行了大量的研究^[9.10]。文献表明^[11.12]，摩擦材料制动噪音与材料内部的孔隙率有关，高的孔隙率具有声学阻尼功能，可显著降低制动噪音的概率。国内对于摩擦材料孔隙率的测量，目前尚无标准^[13]。张扬波等提出了减压煮沸吸水法。试验装置为减压煮沸装置^[13]。

Gu Yizhuo,Li Min ^[14]等研究了热压工艺中的孔隙形成模型和孔隙成型测定原理。文献中还讲到，树脂的压制压力和固化温度是控制空隙缺陷的两个最关键因素。同时测定了孔隙率和工艺参数之间的关系。得出的结论为随着压力增大，孔隙率降低，且随着压力增大，孔隙率的对压力敏感性逐渐降。当压力增大到某值时，孔隙率不再减小，此时的压力即为最适合压力。文中还研究了树脂存放环境湿度和纤维应力对孔隙率都是有很大影响的。

研究采用温压法的工艺新方法制备制动摩擦材料，为制动摩擦材料生产,探索一种制备具有较高孔隙率、摩擦系数稳定、磨损小、热衰退小以及噪音低等特点的高性能摩擦材料的工艺新方法 ^[15]。

温压法的模压温度，一般控制在100~ 130℃之间。其特点在于, 该温度下模压料能发生一定的固化交联， 同时具有良好的成型效果及一定的力学强度。这就要求所使用的树脂在该温度下，应具有较高的黏度和较快的聚合速度。树脂黏度小或者聚合速度过缓，即体现为树脂的流动性过好，会导致模压料的成型效果差。