一文了解13大摩擦材料用矿物!

2019-10-03 19:27

  矿物材料具有无毒、耐热性及化学稳定性好、无污染等优异的物理化学性质,三合彩开奖结果。且部分材料具有天然的纤维状、层状等特殊形貌结构,对摩擦材料的性能具有显著影响,是当前摩擦科学和工程领域关注的重点对象。

  目前,摩擦材料用矿物材料主要包括:石墨、滑石、云母、硅灰石、重晶石、海泡石、膨胀蛭石、水镁石、锆石、刚玉、沸石、硅藻土、辉钼矿、叶蛇纹石、类水滑石等。

  石墨是摩擦材料中最常用的层状减摩调控矿物材料,是树脂基摩擦材料中必不可少的摩擦性能调节剂,不仅可以维持摩擦材料高而稳定的摩擦系数、良好的导热性能、降低其磨损率,还可以加速分散复合材料表面的摩擦热,提高摩擦材料的热稳定性。石墨与Sb2S3结合使用时,对摩擦材料的摩擦稳定性及抗热衰退性能效果更佳。

  滑石是层状结构的硅酸盐矿物,作为摩擦材料中矿物减摩调控填料,具有明显的减摩效果,另外它与树脂具有良好的粘合能力,也可以提高块状树脂基摩擦材料的强度。

  云母粉在摩擦材料表面易形成润滑性能良好的固体润滑膜,有利于提高材料的耐磨性能。

  硅灰石具有针状特性及低热膨胀性、优良的抗热冲击性,是短纤维石棉的理想代用品。高摩擦系数硅灰石替代石棉制备的摩擦材料主要应用在刹车片、阀塞、汽车离合器等领域。针状硅灰石粉部分取代石棉的制动补片综合性能良好。

  粉末状的硅灰石可以提高复合材料的摩擦系数并降低磨损率,纤维状的硅灰石有助于复合材料形成光滑的接触平台,减少磨损。

  重晶石作为摩擦材料用矿物增摩调控材料,不仅能够提高和稳定摩擦系数,还能降低磨损和制动噪音。重晶石在高温下能够形成相对稳定的摩擦界面,可防止摩擦对制动盘表面的擦伤,使摩擦副表面更加光洁。

  海泡石是一种富镁的纤维状硅酸盐粘土矿物,在摩擦材料中加入海泡石胶体代替石棉作增强基料,可使其具有韧性好,抗拉和抗弯度大,冲击强度高,抗高温衰退性好,磨损小,特别是高温磨损小。

  膨胀蛭石凭借其优异的物理化学性能以及无污染的特点,可以作为降噪减震和环保的矿物调控原料用于摩擦材料中。特别是在盘式制动片中,膨胀蛭石可以明显地降低制动噪声和制品密度,减少摩擦材料制品表面的静电粘结物,并增加制品弹性。

  具有板状晶形的水镁石结构发生畸变时会变成纤维状的水镁石纤维。水镁石纤维具有挠性和柔性,弹性模量为13800MPa,抗拉强度约为900MPa,属于中等强度纤维材料。因其含有一定量的结晶水,在阻燃、抵抗明火和耐高温火焰方面作用显著。水镁石纤维在天然矿物纤维中的抗碱性能最优,但抗酸性能差,易受酸雨等恶劣天气影响。水镁石纤维易研磨成细粒,在摩擦材料中的添加量最多可达40%。并且水镁石纤维的许多物理性能与温石棉类似,作为摩擦材料中的增强和阻燃组分具有良好的表现。

  锆石和刚玉的硬度很大,属于硬质填料,增摩效果良好。在摩擦材料中添加少量锆石或刚玉,就可发挥良好的增摩效果,并且制动噪声也较低。

  作为摩擦材料用矿物摩擦性能调控原料,沸石和硅藻土具有优异的吸附性能,可以充分吸收制品在高温下分解的小分子物质(气态或液态水分子)、制动摩擦时在摩擦副表面产生的热量以及制动噪音,能明显改善热衰退造成的不利影响并降低摩擦噪声。

  辉钼矿是层状结构的硫化物矿物,化学式为MoS2。常温下,辉钼矿的摩擦系数低(0.03~0.15);温度高于350℃时,会在空气氛围中氧化分解生成MoS3和SO2气体,导致摩擦系数增大。因此,辉钼矿常被用作高温增摩调节剂。但是辉钼矿价格昂贵,作为摩擦性能调节剂多用于高档摩擦材料制品中。

  叶蛇纹石在高温下的相变产物镁橄榄石(在793℃)和顽辉石+镁橄榄石(在831℃)在摩擦材料中具有增强和减摩的作用。近年来,叶蛇纹石(含羟基的层状结构硅酸盐矿物)与橡胶或者树脂制成的复合减摩材料开始被尝试用于铁路轮轨减摩-修复领域,效果良好。

  类水滑石作为层状双金属氢氧化物,在对摩擦材料进行减摩调控方面也受到了越来越多的关注。类水滑石具有明显的热失重和吸热反应,可以吸收摩擦热。在高温下,大富翁开奖结果677699类水滑石发生相变,逐渐向尖晶石类矿物转变,对摩擦材料制品的物理力学性能具有增强作用。类水滑石作为润滑减摩、修复调控材料具有良好的应用前景。

  参考资料:[1] 赵晓光,欧阳静,张毅,等.矿物基摩擦材料的研究进展[J].材料导报

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