碳化钨/碳化硅/碳纤维摩擦材料合成方案

目前主要采用的摩擦材料是碳纤维和碳复合材料，由于碳复合材料的耐磨性能相对较低，且在潮湿的环境中，摩擦性能会降低并给使用带来严重的安全隐患，所以人们正在寻求耐磨性能更高的摩擦材料的制备方法。

有学者研究发现，复合了碳化钨/碳化硅/碳纤维的摩擦材料具备更高的强度、更高的摩擦性能及能适应各种气候条件，因此予以了重点研究，其制备过程如下：

（1）将密度为0.1~1.8g/cm³石墨化的碳纤维毯在900~1100℃温度下通入丙烷气和氮气的混合气体，丙烷气:氮气的摩尔比为1:4~6，流量控制在50~600ml/min，渗碳处理10~ 24小时获得渗碳碳纤维毯；

（2）将渗碳碳纤维毯浸入粒度小于0.3μm含量为5~20%碳化钨的浆料里，置于超声波清洗器中填充碳化钨处理30~50分钟，取出干燥后制得填充碳化钨碳纤维毯，其中，浆料为含聚丙烯酸铵0.5~1.5%pH值为9~11的水溶液；

（3）将填充碳化钨碳纤维毯在900~1100℃温度下通入三氯甲基硅烷气、氢气和氩气的混合气体，沉积碳化硅处理10~24小时获得沉积碳化硅碳纤维毯，其中，三氯甲基硅烷气:氢气:氩气的摩尔比为1:3~5:3~5，流量为50~600ml/min；

（4）将沉积碳化硅碳纤维毯埋入渗硅料里，在真空气氛中1500~1800℃的温度下渗硅处理3~5小时制得渗硅碳纤维毯，其中，渗硅料为硅粉30~50%和直径为0.5~3mm炭粒 50~70%的混合物外加1~3%浓度为0.2~0.6%的聚乙烯醇水溶液均匀混合干燥后制得；

（5）将渗硅碳纤维毯在1350~1700℃的温度下氮化处理10~24小时制得超声波分散碳化钨/碳化硅/碳纤维摩擦材料。

采用浆料分散碳化钨填充处理，可以有效提高碳化钨颗粒悬浮性能，提高填充效率，在氮化过程中生成氮化硅将碳化钨颗粒牢固地结合在一起,摩擦材料工作面的温度瞬时可达近 2000℃，将金属硅氮化生成氮化硅，形成微孔结构的摩擦材料，可以大幅度提高摩擦材料工 作面的耐受温度，提高摩擦材料的性能和使用寿命。

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