RU2135854C1 - Friction composite material and method of its manufacture - Google Patents

Friction composite material and method of its manufacture Download PDF

Info

Publication number
RU2135854C1
RU2135854C1 RU98106645A RU98106645A RU2135854C1 RU 2135854 C1 RU2135854 C1 RU 2135854C1 RU 98106645 A RU98106645 A RU 98106645A RU 98106645 A RU98106645 A RU 98106645A RU 2135854 C1 RU2135854 C1 RU 2135854C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
friction
composite material
pyrocarbon
pitch
Prior art date
Application number
RU98106645A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
А.М. Бабкин
А.Э. Дворецкий
О.В. Татарников
С.В. Тащилов
А.Н. Тимофеев
И.Ю. Ченцов
Original Assignee
Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Композит"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Композит" filed Critical Открытое акционерное общество Научно-производственное объединение "Композит"
Priority to RU98106645A priority Critical patent/RU2135854C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2135854C1 publication Critical patent/RU2135854C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Ceramic Products (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

FIELD: friction monodisks of aircraft brakes. SUBSTANCE: carbon-carbon composite material has carcass consisting of discrete carbon fibres of more than two standard sizes of length; carbon matrix consists of glass-reinforced carbon, pyrocarbon obtained from gas phase by means of temperature gradient and carbon obtained by heat treatment of coal-tar pitch at the following ratio of components (percent by volume): carbon fibers, 25 to 45; glass-reinforced carbon, 4 to 6; pyrocarbon, 32 to 55 and carbon from pitch coke, remainder. Method of obtaining composite material includes pressure molding of mixture of discrete carbon fibres of more than two standard sizes in length and carbon-containing agents followed by carbonization and graphitization; provision is made for preliminary pressure molding of mixture of discrete carbon fibers and thermosetting resin at pressure of 7 to 14 MPa and temperature of 150 C; mixture thus obtained is hardened, carbonized and saturated with pyrocarbon from gas phase by method of temperature gradient of 1.58 to 1.72 g/cu.cm, after which it is graphitized and finally saturated with carbon from pitch coke by liquid phase method in cycle including saturation by melt of pitch under pressure, carbonization and graphitization. EFFECT: enhanced efficiency of braking due to increased dynamic friction coefficient at retained physico-mechanical, thermophysical, friction wear characteristics and wear resistance of material. 3 cl

Description

Изобретение относится к производству углерод - углеродных композиционных материалов, применяемых в машиностроении, космической и авиационной технике, в частности, для изготовления фрикционных монодисков авиатормозов. The invention relates to the production of carbon - carbon composite materials used in mechanical engineering, space and aviation technology, in particular, for the manufacture of friction monodisk aircraft brakes.

Известен углерод - углеродный композиционный материал на основе каркаса из углеродных тканей, прошитых углеродным волокном, и матрицы из углерода, полученного из газовой фазы в изотермических условиях. Европейский патент N 0223642 B1, МКП F 16 D 69/02. Недостатком известного композиционного материала является анизотропия свойств, обусловленная способом изготовления каркаса, и неравномерная плотность по объему, обусловленная методом насыщения. Это приводит к нежелательному изменению характеристик материала в процессе эксплуатации. Carbon is known - a carbon composite material based on a framework of carbon fabrics stitched with carbon fiber and a matrix of carbon obtained from the gas phase under isothermal conditions. European patent N 0223642 B1, MCP F 16 D 69/02. A disadvantage of the known composite material is the anisotropy of properties due to the method of manufacturing the frame, and the uneven density in volume due to the saturation method. This leads to an undesirable change in the characteristics of the material during operation.

Известен углерод - углеродный композиционный материал - прототип на основе каркаса из дискретных (рубленых) углеродных волокон, и матрицы из углерода, полученного при термообработке пека. Европейский патент N 0238790 B1, МКП F 16 D 69/02. К недостаткам этого материала, обладающего весьма высокой износостойкостью, следует отнести невысокие фрикционные свойства, и прежде всего - низший динамический коэффициент трения. По этой причине данный композиционный материал не удовлетворяет в полной мере требованиям по эксплуатационным характеристикам, предъявляемым к материалу для фрикционных монодисков авиатормозов, в частности по эффективности торможения, которая зависит от величины динамического коэффициента трения. Known carbon - carbon composite material - a prototype based on a framework of discrete (chopped) carbon fibers, and a matrix of carbon obtained by heat treatment of the pitch. European patent N 0238790 B1, MCP F 16 D 69/02. The disadvantages of this material, which has a very high wear resistance, include low frictional properties, and above all, the lowest dynamic coefficient of friction. For this reason, this composite material does not fully meet the performance requirements for the material for friction monodisk aircraft brakes, in particular on braking performance, which depends on the value of the dynamic coefficient of friction.

Известен способ получения углерод - углеродного композиционного материала, заключающийся в изготовлении каркаса из углеродных тканей, прошитых углеродной нитью, и насыщенных углеродом из газовой фазы изотермическим методом. Европейский патент N 0223642 B1, МКП F 16 D 69/02. Недостатком данного способа является наличие высокого уровня анизотроппии свойств материала и их неоднородность по объему детали из материала данного типа, что в процессе эксплуатации приводит к изменению параметров изделия, в составе которого работает материал. A known method of producing carbon - carbon composite material, which consists in the manufacture of a frame made of carbon fabrics stitched with carbon thread, and saturated with carbon from the gas phase by the isothermal method. European patent N 0223642 B1, MCP F 16 D 69/02. The disadvantage of this method is the presence of a high level of anisotropy of the properties of the material and their heterogeneity in the volume of the part from the material of this type, which during operation leads to a change in the parameters of the product in which the material works.

Известен способ-прототип получения углерод - углеродного композиционного материала, заключающийся в формовании под давлением 50 МПа при температуре 600oC смеси из углеродных волокон с порошком кокса, графита и мезофазного пека, с последующей карбонизацией при температуре 1100 - 1200oC и графитацией при температуре 2000 - 2500oC. Европейский патент N 0402915 A2, МКП F 16 D 69/02, C 04 B 35.52. Недостатком данного способа является сложность получения однородной смеси в условиях промышленного производства, а также низкая итоговая плотность готового материала и соответственно невысокий уровень физико-механических характеристик.A known prototype method of producing a carbon - carbon composite material, which consists in molding under pressure of 50 MPa at a temperature of 600 o C a mixture of carbon fibers with coke powder, graphite and mesophase pitch, followed by carbonization at a temperature of 1100 - 1200 o C and graphitization at a temperature 2000 - 2500 o C. European patent N 0402915 A2, MCP F 16 D 69/02, C 04 B 35.52. The disadvantage of this method is the difficulty of obtaining a homogeneous mixture in an industrial environment, as well as the low final density of the finished material and, accordingly, a low level of physical and mechanical characteristics.

Задачей предлагаемой группы изобретений является улучшение фрикционной характеристики углерод-углеродного композиционного материала, определяющей более высокую эффективность торможения, за счет повышения величины динамического коэффициента трения и сохранения при этом требуемого уровня физико-механических, теплофизических, фрикционно-износных характеристик, в частности износостойкости материала. The objective of the proposed group of inventions is to improve the frictional characteristics of the carbon-carbon composite material, which determines higher braking performance, by increasing the dynamic coefficient of friction and maintaining the required level of physicomechanical, thermophysical, friction-wear characteristics, in particular the wear resistance of the material.

Поставленная задача решается тем, что в углерод-углеродном композиционном материале каркас состоит из дискретных углеродных волокон более чем двух типов размеров по длине, которая изменяется в пределах от 0,5 до 35,0 мм, а углеродная матрица состоит из стеклоуглерода, пироуглерода, полученного из газовой фазы методом температурного градиента, и углерода, полученного путем термообработки каменноугольного пека, при следующем соотношении компонентов, об.%:
Углеродное волокно - 25 - 45
Стеклоуглерод - 4 - 6
Пироуглерод - 32 - 55
Углерод из пекового кокса - Остальное
Поставленная задача решается также за счет того, что в способе получения композиционного материала, включающем формование под давлением смеси из дискретных углеродных волокон более чем двух типов размеров по длине и углеродсодержащих веществ, с последующей карбонизацией и графитацией, предусмотрено предварительное формование под давлением 7 - 14 МПа и температуре 150oC смеси из дискретных углеродных волокон и термореактивной смолы, полученная смесь затем отверждается, карбонизуется и насыщается пироуглеродом из газовой фазы методом температурного градиента до плотности 1,58 - 1,72 г/см3, далее графитируется и окончательно насыщается углеродом из пекового кокса жидкофазным методом по циклу, состоящему из пропитки расплавом пека, карбонизации, графитации.
The problem is solved in that in the carbon-carbon composite material, the frame consists of discrete carbon fibers of more than two types of sizes in length, which varies from 0.5 to 35.0 mm, and the carbon matrix consists of glassy carbon, pyrocarbon obtained from the gas phase by the temperature gradient method, and carbon obtained by heat treatment of coal tar pitch, in the following ratio of components, vol.%:
Carbon Fiber - 25 - 45
Glass Carbon - 4 - 6
Pyrocarbon - 32 - 55
Pitch Coke Carbon - Else
The problem is also solved due to the fact that in the method for producing a composite material, including molding under pressure a mixture of discrete carbon fibers of more than two types of lengths and carbon-containing substances, followed by carbonization and graphitization, preliminary molding under pressure of 7-14 MPa is provided and a temperature of 150 o C a mixture of discrete carbon fibers and a thermosetting resin, the resulting mixture is then cured, carbonized and saturated with pyrocarbon from the gas phase by temperature gradient to a density of 1.58 - 1.72 g / cm 3 , then graphitized and finally saturated with pitch coke carbon by the liquid-phase method according to a cycle consisting of pitch melt impregnation, carbonization, and graphitization.

Проведенные авторами исследования показали, что углерод-углеродный композиционный материал удовлетворяет современным техническим требованиям, предъявляемым, в частности, к материалу фрикционных монодисков колесных авиатормозов, если содержащиеся в нем компоненты находятся в отношении (об.%), приведенном выше. The studies conducted by the authors showed that the carbon-carbon composite material meets modern technical requirements, in particular, for the material of friction monodisk of wheel aircraft brakes, if the components contained in it are in the ratio (vol.%) Given above.

С целью обеспечения оптимального сочетания фрикционно-износных, физико-механических и теплофизических характеристик материала, а также для решения задачи, связанной с обеспечением повышенного, по сравнению с существующим уровнем, динамического коэффициента трения, предложен каркас материала, основанный на сочетании более чем двух разных фракций дискретных волокон, различающихся длиной, которая составляет от 0,5 мм до 35,0 мм. In order to ensure the optimal combination of friction-wear, physicomechanical and thermophysical characteristics of the material, as well as to solve the problem of providing an increased dynamic friction coefficient compared to the existing level, a material skeleton based on a combination of more than two different fractions is proposed discrete fibers, varying in length, which is from 0.5 mm to 35.0 mm.

Оказалось, что при общем содержании углеродного волокна в материале более 45 об.% и менее 25 об.% не обеспечивается необходимый уровень эксплуатационных характеристик фрикционного материала. В первом случае - по причине образования мелких пор, что не позволяет насыщать каркас углеродом из газовой фазы до необходимой доли и затрудняет дальнейшее приращение плотности в ходе проведения циклов пропитка - карбонизация - графитация, а во втором случае - по причине низкого уровня физико-механических характеристик получаемого композиционного материала, среди которых наиболее существенными являются прочность при сжатии и при изгибе. Было установлено, что введение в каркас материала фракций волокон с длиной от 0,5 до 5,0 мм обеспечивает высокий уровень его износостойкости, наличие остальных фракций, длиной от 5 до 35 мм, позволяет получить фрикционный материал с требуемым уровнем прочностных характеристик и повышенным коэффициентом трения. Было установлено также, что при наличии в каркасе материала фракцией волокон с длиной менее 0,5 мм снижается его изгибная прочность, а наличие фракций с длиной более 35 мм ведет к снижению износостойкости материала. It turned out that with a total carbon fiber content of more than 45 vol.% And less than 25 vol.%, The necessary level of friction material performance is not provided. In the first case, due to the formation of small pores, which does not allow the carcass to be saturated with carbon from the gas phase to the required fraction and complicates further density increment during the impregnation – carbonization – graphitization cycles, and in the second case, due to the low level of physicomechanical characteristics the resulting composite material, among which the most significant are compressive and bending strength. It was found that the introduction of fractions of fibers with a length of 0.5 to 5.0 mm into the frame of the material provides a high level of its wear resistance, the presence of the remaining fractions, with a length of 5 to 35 mm, allows to obtain a friction material with the required level of strength characteristics and an increased coefficient friction. It was also found that if there is a fraction of fibers with a length of less than 0.5 mm in the frame of the material, its flexural strength decreases, and the presence of fractions with a length of more than 35 mm leads to a decrease in the wear resistance of the material.

Определено, что при содержании стеклоуглерода менее 4 об.% не обеспечивается прочность каркаса, который в этом случае при газофазном насыщении разрушается, а при содержании более 6 об.% начинает в существенной мере проявляться эффект высокотемпературной усадки, присущий данной форме углерода, что ведет к значительному отклонению геометрических размеров заготовки от исходных и соответственно к увеличению производственных отходов материала. It was determined that when the content of glassy carbon is less than 4 vol.%, The strength of the carcass is not ensured, which in this case is destroyed by gas-phase saturation, and when it contains more than 6 vol.%, The effect of high-temperature shrinkage inherent in this carbon form begins to manifest itself, which leads to a significant deviation of the geometric dimensions of the workpiece from the original and, accordingly, to an increase in production waste material.

Установлено, что при содержании пироуглерода менее 32 об.% ухудшаются эксплуатационные характеристики фрикционного материала, а именно его износостойкость; при торможении фрикционных монодисков из указанного материала линейный износ возрастает. Установлено далее, что при содержании пироуглерода выше 55 об.% имеет место снижение стабильности тормозного момента. It was found that when the content of pyrocarbon is less than 32 vol.%, The operational characteristics of the friction material deteriorate, namely its wear resistance; when braking frictional monodisk from the specified material, linear wear increases. It was further established that when the content of pyrocarbon is higher than 55 vol.%, There is a decrease in the stability of the braking torque.

Введение во фрикционный углерод-углеродный композиционный материал углерода, полученного при термообработке пекового кокса, позволяет снизить уровень открытой пористости с 8 - 10% до 3 - 5%, что способствует возрастанию окислительной стойкости фрикционного материала в процессе эксплуатации, поскольку снижается скорость его объемного окисления по причине меньшего притока кислорода внутрь материала через открытые поры. Оказалось далее, что данная технологическая операция способствует повышению коэффициента стабильности тормозного момента и стабилизации величины динамического коэффициента трения. The introduction of carbon obtained during heat treatment of pitch coke into the friction carbon-carbon composite material allows to reduce the level of open porosity from 8 - 10% to 3 - 5%, which contributes to an increase in the oxidation resistance of the friction material during operation, since its volumetric oxidation rate decreases the reason for less oxygen flow into the material through open pores. It turned out further that this technological operation contributes to an increase in the coefficient of stability of the braking torque and stabilization of the dynamic coefficient of friction.

Ниже приведены конкретные примеры получения фрикционного композиционного материала предложенным способом с соотношением входящих компонентов, приведенным в табл.1. The following are specific examples of the preparation of the friction composite material by the proposed method with the ratio of the components included in Table 1.

Пример 1. Технологический процесс изготовления фрикционного углерод-углеродного композиционного материала и соответственно фрикционных монодисков авиатормозов из него состоит из двух этапов. Example 1. The manufacturing process of the friction carbon-carbon composite material and, accordingly, the friction monodisk of aircraft brakes from it consists of two stages.

Этап 1. Формование каркаса:
- приготовление углеволоконной пульпы-препрега путем перемешивания смеси термореактивной фенолформальдегидной смолы с растворителем и дискретных фрагментов углеродного волокна более чем двух типов, различающихся длиной, которая составляет от 0,5 до 35,0 мм, при этом фракции коротких волокон длиной 0,5 - 5,0 мм смешиваются с фракциями длинных волокон размером 5 - 35 мм; перемешивание осуществляется таким образом, что на волокнах образуется покрытие из термореактивной смолы толщиной 20 - 60 мкм;
- формование и отверждение заготовок фрикционных монодисков в пресс-форме при температуре 150oC и давлении 7 МПа;
- карбонизация заготовок при атмосферном давлении и температуре 850oC.
Stage 1. The formation of the frame:
- preparation of carbon fiber pulp prepreg by mixing a mixture of thermosetting phenol-formaldehyde resin with a solvent and discrete fragments of carbon fiber of more than two types, differing in length, which is from 0.5 to 35.0 mm, while fractions of short fibers with a length of 0.5 - 5 , 0 mm are mixed with fractions of long fibers with a size of 5 - 35 mm; mixing is carried out in such a way that a coating of thermosetting resin with a thickness of 20-60 microns is formed on the fibers;
- molding and curing blanks of friction monodisk in a mold at a temperature of 150 o C and a pressure of 7 MPa;
- carbonization of the workpieces at atmospheric pressure and a temperature of 850 o C.

Этап 2. Насыщение каркаса углеродной матрицей:
- осаждение пиролитической матрицы из газовой фазы (метан) методом температурного градиента до плотности 1,70 - 1,72 г/см3 в установке газофазного насыщения при температуре 1000oC;
- высокотемпературная обработка в среде аргона при 2400 - 2700oC;
- три цикла жидкофазного уплотнения; каждый цикл включает операции пропитки пеком под давлением 3 МПа и температуре 250 - 270oC, термообработки под давлением 40 - 60 МПа и температуре 1000oC в среде азота, высокотемпературной обработки в среде аргона при 2400 - 2700oC.
Stage 2. Saturation of the frame with a carbon matrix:
- deposition of the pyrolytic matrix from the gas phase (methane) by the temperature gradient method to a density of 1.70 - 1.72 g / cm 3 in a gas-phase saturation apparatus at a temperature of 1000 o C;
- high temperature treatment in argon at 2400 - 2700 o C;
- three cycles of liquid-phase compaction; each cycle includes operations of impregnation with pitch under a pressure of 3 MPa and a temperature of 250 - 270 o C, heat treatment under a pressure of 40 - 60 MPa and a temperature of 1000 o C in nitrogen, high-temperature treatment in argon at 2400 - 2700 o C.

Пример 2. Технологический процесс изготовления фрикционного углерод-углеродного композиционного материала и соответственно фрикционных монодисков авиатормозов из него в целом аналогичен описанному в вышеприведенном примере 1; при этом необходимо отметить следующие отличия: формование заготовок фрикционных монодисков в пресс-форме производится под давлением 10 МПа;
- осаждение пиролитической матрицы из газовой фазы осуществляется до плотности 1,65 - 1,67 г/см3.
Example 2. The manufacturing process of a friction carbon-carbon composite material and, accordingly, friction monodisk of aircraft brakes from it is generally similar to that described in the above example 1; it should be noted the following differences: the molding of blanks of friction monodisk in the mold is performed under a pressure of 10 MPa;
- deposition of the pyrolytic matrix from the gas phase is carried out to a density of 1.65 - 1.67 g / cm 3 .

Пример 3. Технологический процесс изготовления фрикционного углерод-углеродного композиционного материала и соответственно фрикционных монодисков авиатормозов из него имеет следующие особенности:
- формование заготовок фрикционных монодисков в пресс-форме производится под давлением 14 МПа;
- осаждение пиролитической матрицы из газовой фазы осуществляется до плотности 1,58 - 1,72 г/см3.
Example 3. The manufacturing process of the friction carbon-carbon composite material and, accordingly, the friction monodisk of aircraft brakes from it has the following features:
- forming blanks of friction monodisk in a mold is carried out under a pressure of 14 MPa;
- deposition of the pyrolytic matrix from the gas phase is carried out to a density of 1.58 - 1.72 g / cm 3 .

Пример 4. Технологический процесс изготовления фрикционного углерод-углеродного композиционного материала, объемное содержание компонентов которого выходит за предложенные пределы, имеет следующие особенности:
- формование заготовок фрикционных монодисков в пресс-форме производится под давлением 5 МПа;
- осаждение пиролитической матрицы из газовой фазы осуществляется до плотности 1,73 - 1,75 г/см3.
Example 4. The manufacturing process of the friction carbon-carbon composite material, the volumetric content of which is beyond the proposed limits, has the following features:
- forming blanks of friction monodisk in a mold is carried out under a pressure of 5 MPa;
- deposition of the pyrolytic matrix from the gas phase is carried out to a density of 1.73 - 1.75 g / cm 3 .

Пример 5. Технологический процесс изготовления фрикционного углерод-углеродного композиционного материала, объемное содержание компонентов которого выходит за предложенные пределы, имеет следующие особенности:
- формование заготовок фрикционных монодисков в пресс-форме производится под давлением 20 МПа;
- осаждение пиролитической матрицы из газовой фазы осуществляется до плотности 1,45 - 1,50 г/см3.
Example 5. The manufacturing process of the friction carbon-carbon composite material, the volumetric content of which is beyond the proposed limits, has the following features:
- forming blanks of friction monodisk in a mold is carried out under a pressure of 20 MPa;
- deposition of the pyrolytic matrix from the gas phase is carried out to a density of 1.45 - 1.50 g / cm 3 .

В табл. 2 приведены основные физико-механические, теплофизические и фрикционно-износные характеристики материала, изготовленного в соответствии с вышеописанными технологическими процессами. Данные характеристики получены из испытаний, аналогичных по условиям тем испытаниям, в ходе которых определены таковые для материала-прототипа и материала-аналога. In the table. 2 shows the main physical-mechanical, thermal and friction-wear characteristics of a material manufactured in accordance with the above technological processes. These characteristics are obtained from tests similar in terms of those tests during which those are determined for the prototype material and the analog material.

Сопоставляя данные табл. 2 для всех приведенных примеров, следует отметить, что повышение объемного содержания волокна с 25 до 45% и,
соответственно снижение объемной доли пироуглерода с 55 до 32% обеспечивает в рамках патентуемого способа получения композиционного материала повышение его прочностных характеристик, коэффициентов теплопроводности и стабильности тормозного момента (в рассматриваемых условиях торможения); при этом износостойкость материала снижается.
Comparing the data table. 2 for all the above examples, it should be noted that the increase in the volumetric fiber content from 25 to 45% and,
accordingly, a decrease in the volume fraction of pyrocarbon from 55 to 32% provides, within the framework of the patented method for producing composite material, an increase in its strength characteristics, thermal conductivity coefficients, and braking torque stability (under the considered braking conditions); while the wear resistance of the material is reduced.

Из приведенных выше примеров 1, 2, 3, а также данных табл. 2 следует, что предложенный материал и способ его получения позволяют обеспечить повышенную, по сравнению с материалом-аналогом и материалом-прототипом, величину динамического коэффициента трения в сочетании с уровнем износостойкости, сопоставимым с ними; этим достигается повышенная эффективность торможения при работе фрикционных монодисков из предложенного материала в составе авиатормоза. From the above examples 1, 2, 3, as well as the data in table. 2 it follows that the proposed material and the method of its production allow to provide increased, in comparison with the analog material and the prototype material, the value of the dynamic coefficient of friction in combination with the level of wear resistance comparable to them; this achieves increased braking performance during operation of friction monodisk from the proposed material as part of an aircraft brake.

В целом, по совокупности основных физико-механических, теплофизических и фрикционно-износных характеристик, полученных в результате испытаний, предложенный композиционный материал полностью соответствует требованиям, предъявляемым к фрикционным материалам указанного назначения. In general, in terms of the set of basic physical, mechanical, thermophysical, and friction-wear characteristics obtained as a result of tests, the proposed composite material fully complies with the requirements for friction materials of the indicated purpose.

Claims (1)

1. Композиционный материал, включающий каркас из дискретных углеродных волокон более чем двух типов размеров по длине и матрицу из углерода, отличающийся тем, что размеры волокон составляют 0,5 - 35,0 мм, а матрица состоит из стеклоуглерода, пироуглерода, осажденного из газовой фазы методом температурного градиента, и углерода, полученного при термообработке каменноугольного пека, при этом содержащиеся компоненты находятся в следующем соотношении, об.%:
Углеродное волокно - 25 - 45
Стеклоуглерод - 4 - 6
Пироуглерод - 32 - 55
Углерод из пекового кокса - Остальное
2. Способ получения композиционного материала, включающий формование под давлением смеси из углеродных волокон более чем двух типов размеров по длине и углеродсодержащих веществ с последующими карбонизацией и графитацией, отличающийся тем, что смесь из дискретных углеродных волокон, на которые предварительно нанесены покрытия из термореактивной смолы толщиной 20 - 60 мкм, формуется под давлением 7 - 14 МПа, затем отверждается, карбонизуется и насыщается углеродом из газовой фазы методом температурного градиента до плотности 1,58 - 1,72 г/см3, далее графитируется и окончательно насыщается жидкофазным методом по циклу, состоящему из пропитки расплавом пека под давлением, карбонизации и графитации, до плотности 1,75 - 1,85 г/см3.
1. A composite material comprising a frame of discrete carbon fibers of more than two types of lengths and a carbon matrix, characterized in that the fiber sizes are 0.5 - 35.0 mm, and the matrix consists of glassy carbon, pyrocarbon deposited from gas phase by the method of temperature gradient, and carbon obtained by heat treatment of coal tar pitch, while the components contained are in the following ratio, vol.%:
Carbon Fiber - 25 - 45
Glass Carbon - 4 - 6
Pyrocarbon - 32 - 55
Pitch Coke Carbon - Else
2. A method of producing a composite material, comprising molding under pressure a mixture of carbon fibers of more than two types of lengths and carbon-containing substances, followed by carbonization and graphitization, characterized in that the mixture of discrete carbon fibers, which are previously coated with a thermosetting resin with a thickness 20-60 μm, molded under pressure of 7-14 MPa, then cured, carbonized and saturated with carbon from the gas phase by the temperature gradient method to a density of 1.58-1.72 g / cm 3 , yes then it is graphitized and finally saturated with the liquid-phase method according to a cycle consisting of impregnation of the pitch with a melt under pressure, carbonization and graphitization, to a density of 1.75 - 1.85 g / cm 3 .
RU98106645A 1998-04-01 1998-04-01 Friction composite material and method of its manufacture RU2135854C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98106645A RU2135854C1 (en) 1998-04-01 1998-04-01 Friction composite material and method of its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU98106645A RU2135854C1 (en) 1998-04-01 1998-04-01 Friction composite material and method of its manufacture

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2135854C1 true RU2135854C1 (en) 1999-08-27

Family

ID=20204538

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU98106645A RU2135854C1 (en) 1998-04-01 1998-04-01 Friction composite material and method of its manufacture

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2135854C1 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100348791C (en) * 2006-02-05 2007-11-14 太原理工大学 Method for preparing carbon fiber using de-oiled asphalt as raw material
CN100451375C (en) * 2003-12-03 2009-01-14 李海 Brake block and its manufacturing method
RU2493935C1 (en) * 2012-04-18 2013-09-27 Открытое акционерное общество "Авиационная корпорация "Рубин" (ОАО "АК "Рубин") Method of producing brake plate blanks of composite carbon-carbon materials and unit to this end
RU2510387C1 (en) * 2012-11-22 2014-03-27 Открытое акционерное общество "Авиационная корпорация "Рубин" (ОАО "АК "Рубин") Method of producing frictional carbon-carbon composite material and material
RU2781577C1 (en) * 2021-12-30 2022-10-14 Акционерное общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Braking device and method for manufacturing its elements

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100451375C (en) * 2003-12-03 2009-01-14 李海 Brake block and its manufacturing method
CN100348791C (en) * 2006-02-05 2007-11-14 太原理工大学 Method for preparing carbon fiber using de-oiled asphalt as raw material
RU2493935C1 (en) * 2012-04-18 2013-09-27 Открытое акционерное общество "Авиационная корпорация "Рубин" (ОАО "АК "Рубин") Method of producing brake plate blanks of composite carbon-carbon materials and unit to this end
RU2510387C1 (en) * 2012-11-22 2014-03-27 Открытое акционерное общество "Авиационная корпорация "Рубин" (ОАО "АК "Рубин") Method of producing frictional carbon-carbon composite material and material
RU2781577C1 (en) * 2021-12-30 2022-10-14 Акционерное общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Braking device and method for manufacturing its elements

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1744974B (en) Carbon/carbon composites by hot pressing
US7575799B2 (en) Carbon fiber containing ceramic particles
EP0968150B1 (en) Fibre-reinforced composite ceramics and method of producing the same
EP1008569B1 (en) Method of making a short carbon fibre-reinforced silicon carbide composite material
US20060261504A1 (en) Carbon-carbon composite preform made with carbon fiber and pitch binder
US5665464A (en) Carbon fiber-reinforced carbon composite material and process for the preparation thereof
EP1494980B1 (en) Composite ceramic body and method for producing the same
US10336655B2 (en) Process for producing shaped bodies of carbon fiber reinforced carbon
DE60010845T3 (en) Shaped composite material for brakes and method for its manufacture
RU2135854C1 (en) Friction composite material and method of its manufacture
EP1518016B1 (en) Isotropic pitch-based materials for thermal insulation
JPH069270A (en) Preparation of carbon/carbon composite material part using mesophase powder
DE68919060T2 (en) Manufacture of refractory materials.
EP2058545B1 (en) Method for producing friction discs from fibre-reinforced ceramic materials
JPH04321559A (en) Composition for carbon material, composite carbon material and their production
JP3138718B2 (en) Method for producing carbon fiber reinforced carbon material
JPS62138361A (en) Manufacture of high density formed body from carbon material
JPH0456788B2 (en)
KR970008693B1 (en) Process for the preparation of carbon composite material
JPS63112463A (en) Manufacture of carbon fiber/carbon composite material
KR950011212B1 (en) Caron composite material for friction article
JPH0455991B2 (en)
KR20000046418A (en) Manufacturing method of brake disc
JPH01145375A (en) Production of carbon fiber-reinforced carbonaceous composite
JPH03247565A (en) Production of carbon fiber-reinforced carbon material