纤维增强摩擦复合材料

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石棉作为一种天然矿物纤维，具有质轻、价廉、分散性好、摩擦磨损性能好、增强效果好等特点，因此在摩擦材料中得到了广泛的应用。从上世纪20一80年代，石棉基摩擦材料几乎是一统天下。自从上世纪70年代，石棉及其高温分解物被确认属于致癌物质后，许多国家对石棉的使用都做出了具体的规定。瑞士及德国规定1988年生产的汽车不能使用石棉基摩擦材料。美国也有10年内禁止使用石棉的提案[1]。与此同时，石棉粉尘的严格限制必须对除尘设备进行高额投资，致使石棉摩擦材料价格上升。随着汽车科技的进步，汽车的速度越来越高，制动器更小以及盘式制动器的出现，对摩擦材料的性能提出了更高的要求，使用条件也更为苛刻。如今轿车前轮盘式制动温度可达300－500℃，而石棉在400℃左右将失去结晶水，580－700℃时结晶水将完全丧失，同时也失去弹性和强度，已基本失去增强效果问。石棉脱水后导致摩擦性能不稳定、损伤财偶及出现制动噪声，因此，石棉基摩擦材料显然不能适应汽车工业和现代社会发展需求将逐步被取代。由于我国经济发展水平较低、民众环保意识不强及汽车工业的落后，价格较低、应用范围较广的石棉基摩擦材料至今还在使用。然而随着我国国民经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，人们对环境保护的要求也越来越高。国家有关部门规定，近年石棉基摩擦材料将要被其它纤维增强摩擦复合材料所替代。
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就以上所谈到的石棉缺点，代替石棉基摩擦材料的研究工作已经刻不容缓。通过对实际应用中摩擦材料的研究，纤维增强摩擦材料中增强纤维的作用主要是使材料具有一定的强度和韧性，耐冲击、剪切、拉伸等机械作用而不至于出现裂纹、断裂、崩缺等机械损伤。因此增强纤维应满足以下性能要求：
① 具有足够的强度和模量以及较好的韧性；
3 B  j8 B5 c/ K* f. W* m1 q# X② 良好的摩擦性能，在一定的温度范围内具有稳定的摩擦系数及适当的摩擦损耗；
1 d' D2 \( L2 S4 `, s③ 较高的热分解温度，在～定温度范围内不发生热分解、脱水、相变等和较高的高温分解残碳率；
④ 纤维易于分散且与基体有较好的相溶性；
& Y# |7 N( n; _- L8 L! n$ j5 i3 [( {⑤ 适当的硬度，不产生严重的噪音；
⑥ 量广、价廉、无毒性，不污染环境。

目前，国内外开展了代用增强纤维的研究。主要有钢纤维、玻璃纤维、碳纤维、有机纤维。虽然拥有如此众多的代用增强纤维，但非石棉纤维还存在着许多的不足；①增强纤维与基体的相溶性较差；②价格较石棉基摩擦材料高出很多；③增强纤维摩擦材料的制成品性能并不是很稳定，代用纤维摩擦材料虽然在某些方面已经超越石棉基摩擦材料，但就整体性能而言还存在较大的差距。本文就目前所使用的代用纤维及其摩擦材料性能，给出综合分析，希望能对我国石棉纤维替代材料的应用研究有一定参考作用。
5 g$ m/ P+ ]; J) {/ ~6 I4 o本文转自中国制动器社区：http://brake.jxwy8.cn/read-htm-tid-208.html