碳化鎢/碳化矽/碳纖維摩擦材料合成方案

目前主要採用的摩擦材料是碳纖維和碳複合材料，由於碳複合材料的耐磨性能相對較低，且在潮濕的環境中，摩擦性能會降低並給使用帶來嚴重的安全隱患，所以人們正在尋求耐磨性能更高的摩擦材料的製備方法。

有學者研究發現，複合了碳化鎢/碳化矽/碳纖維的摩擦材料具備更高的強度、更高的摩擦性能及能適應各種氣候條件，因此予以了重點研究，其製備過程如下：

（1）將密度為0.1~1.8g/cm³石墨化的碳纖維毯在900~1100℃溫度下通入丙烷氣和氮氣的混合氣體，丙烷氣:氮氣的摩爾比為1:4~6，流量控制在50~600ml/min，滲碳處理10~ 24小時獲得滲碳碳纖維毯；

（2）將滲碳碳纖維毯浸入細微性小於0.3μm含量為5~20%碳化鎢的漿料裡，置於超聲波清洗器中填充碳化鎢處理30~50分鐘，取出乾燥後制得填充碳化鎢碳纖維毯，其中，漿料為含聚丙烯酸銨0.5~1.5%pH值為9~11的水溶液；

（3）將填充碳化鎢碳纖維毯在900~1100℃溫度下通入三氯甲基矽烷氣、氫氣和氬氣的混合氣體，沉積碳化矽處理10~24小時獲得沉積碳化矽碳纖維毯，其中，三氯甲基矽烷氣:氫氣:氬氣的摩爾比為1:3~5:3~5，流量為50~600ml/min；

（4）將沉積碳化矽碳纖維毯埋入滲矽料裡，在真空氣氛中1500~1800℃的溫度下滲矽處理3~5小時制得滲矽碳纖維毯，其中，滲矽料為矽粉30~50%和直徑為0.5~3mm炭粒 50~70%的混合物外加1~3%濃度為0.2~0.6%的聚乙烯醇水溶液均勻混合乾燥後制得；

（5）將滲矽碳纖維毯在1350~1700℃的溫度下氮化處理10~24小時制得超聲波分散碳化鎢/碳化矽/碳纖維摩擦材料。

採用漿料分散碳化鎢填充處理，可以有效提高碳化鎢顆粒懸浮性能，提高填充效率，在氮化過程中生成氮化矽將碳化鎢顆粒牢固地結合在一起,摩擦材料工作面的溫度暫態可達近 2000℃，將金屬矽氮化生成氮化矽，形成微孔結構的摩擦材料，可以大幅度提高摩擦材料工 作面的耐受溫度，提高摩擦材料的性能和使用壽命。