RU2184715C2 - Армированный волокном композиционный керамический материал и способ его изготовления - Google Patents

Армированный волокном композиционный керамический материал и способ его изготовления Download PDF

Info

Publication number
RU2184715C2
RU2184715C2 RU99122165/03A RU99122165A RU2184715C2 RU 2184715 C2 RU2184715 C2 RU 2184715C2 RU 99122165/03 A RU99122165/03 A RU 99122165/03A RU 99122165 A RU99122165 A RU 99122165A RU 2184715 C2 RU2184715 C2 RU 2184715C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
bundles
paragraphs
pyrolysis
fibrous material
silicon
Prior art date
Application number
RU99122165/03A
Other languages
English (en)
Other versions
RU99122165A (ru
Inventor
Герд ДИТРИХ
Тильманн ХАУГ
Андреас Кинцле
Кристиан ШВАРЦ
Хайке ШТЕВЕР
Карл ВАЙССКОПФ
Райнер ГАДОВ
Original Assignee
Сгл Карбон Аг
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 Сгл Карбон Аг filed Critical Сгл Карбон Аг
Publication of RU99122165A publication Critical patent/RU99122165A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2184715C2 publication Critical patent/RU2184715C2/ru

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02Composition of linings ; Methods of manufacturing
    • F16D69/023Composite materials containing carbon and carbon fibres or fibres made of carbonizable material
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/515Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics
    • C04B35/56Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides
    • C04B35/565Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide
    • C04B35/573Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on non-oxide ceramics based on carbides or oxycarbides based on silicon carbide obtained by reaction sintering or recrystallisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/622Forming processes; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/626Preparing or treating the powders individually or as batches ; preparing or treating macroscopic reinforcing agents for ceramic products, e.g. fibres; mechanical aspects section B
    • C04B35/628Coating the powders or the macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/62844Coating fibres
    • C04B35/62857Coating fibres with non-oxide ceramics
    • C04B35/6286Carbides
    • C04B35/62863Silicon carbide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/71Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents
    • C04B35/78Ceramic products containing macroscopic reinforcing agents containing non-metallic materials
    • C04B35/80Fibres, filaments, whiskers, platelets, or the like
    • C04B35/83Carbon fibres in a carbon matrix
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D69/00Friction linings; Attachment thereof; Selection of coacting friction substances or surfaces
    • F16D69/02Composition of linings ; Methods of manufacturing
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817Carbides
    • C04B2235/3821Boron carbides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/30Constituents and secondary phases not being of a fibrous nature
    • C04B2235/38Non-oxide ceramic constituents or additives
    • C04B2235/3817Carbides
    • C04B2235/3839Refractory metal carbides
    • C04B2235/3843Titanium carbides
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208Fibers
    • C04B2235/5216Inorganic
    • C04B2235/524Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
    • C04B2235/5244Silicon carbide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208Fibers
    • C04B2235/5216Inorganic
    • C04B2235/524Non-oxidic, e.g. borides, carbides, silicides or nitrides
    • C04B2235/5248Carbon, e.g. graphite
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208Fibers
    • C04B2235/526Fibers characterised by the length of the fibers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/52Constituents or additives characterised by their shapes
    • C04B2235/5208Fibers
    • C04B2235/5264Fibers characterised by the diameter of the fibers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/02Composition of constituents of the starting material or of secondary phases of the final product
    • C04B2235/50Constituents or additives of the starting mixture chosen for their shape or used because of their shape or their physical appearance
    • C04B2235/54Particle size related information
    • C04B2235/5418Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof
    • C04B2235/5436Particle size related information expressed by the size of the particles or aggregates thereof micrometer sized, i.e. from 1 to 100 micron
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2235/00Aspects relating to ceramic starting mixtures or sintered ceramic products
    • C04B2235/60Aspects relating to the preparation, properties or mechanical treatment of green bodies or pre-forms
    • C04B2235/616Liquid infiltration of green bodies or pre-forms

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Ceramic Products (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Предложен армированный волокном композиционный керамический материал с высокожаропрочными волокнами, на основе Si/C/B/N, реакционно связанный с матрицей на кремниевой основе, который изготавливают, пропитывая пучки волокнистого материала из Si/C/B/N-волокон способным к пиролизу вяжущим средством и отверждая вяжущее средство, затем кондиционируя пучки волокнистого материала способным к пиролизу защитным слоем, например, фенольной смолы или поликарбосилана, затем приготавливая смесь из пучков волокнистого материала, наполнителей, например SiC и углерода в виде графита или сажи, смесь прессуют для изготовления сырца, затем пиролизируют в вакууме или в атмосфере защитного газа для изготовления пористой формованной заготовки, которую затем инфильтруют предпочтительно в вакууме расплавом кремния. Таким способом можно экономично изготавливать армированный волокном композиционный керамический материал, пригодный для крупносерийного производства, который по сравнению с традиционными композиционными, керамическими материалами имеет значительно улучшенные свойства. Материал может быть использован для изготовления тормозных дисков с высокими эксплуатационными свойствами. 2 с. и 17 з.п. ф-лы, 4 ил.

Description

Изобретение относится к армированному волокном композиционному керамическому материалу с высокожаропрочными волокнами на основе Si/C/B/N, реакционно связанными с матрицей на кремниевой основе.
Подобный способ и такой композиционный керамический материал известен из выложенного описания к немецкой заявке DE-A-4438455.
Армированный углеродными волокнами углерод (С-С, обозначаемый также как CFRC или по-немецки CFC) относится к успешно применяемым с давних пор композиционным керамическим материалам.
Однако разработанные в последнее время тормозные системы с высокими эксплуатационными свойствами на основе тормозных дисков из CFC со специально разработанными фрикционными накладками, применяемыми в гоночных автомобилях, могут быть изготовлены только за несколько циклов пропитки, карбонизации и графитирования, поэтому речь идет о способе изготовления, требующем чрезвычайно высоких затрат времени, энергии и материальных средств, причем процесс изготовления может продолжаться несколько недель или месяцев. Кроме того, тормозные диски из CFC обладают совершенно недостаточными тормозными качествами для применения в нормально нагруженных серийных автомобилях при воздействии влажности и условиях эксплуатации при низких температурах. В частности, это выражается в четко выраженном непостоянстве коэффициентов трения в зависимости от рабочей температуры и поверхностного распределения, что чрезвычайно затрудняет или даже делает невозможным регулирование, как это принято в 4-канальных системах противоблокировочных устройств (ABS). Исходя из этого, делается попытка разработать улучшенные армированные волокном композиционные керамические материалы, которые могут применяться, например, в качестве тормозных дисков для тормозных систем с высокими эксплуатационными свойствами в автомобилях или рельсовых транспортных средствах. Кроме того, подобные армированные волокном композиционные керамические материалы представляют интерес и для других областей применения, например, в качестве материалов для турбин или подшипников скольжения.
Правда, с 60-х годов известен и введен на рынке для разнообразного применения в области теплотехники фильтрованный кремнием реакционно связанный карбид кремния (SiSiC) с массовыми долями кремния (свободный кремний) от 2% до 15%.
Однако производство SiSiC-материалов также очень трудоемкое и дорогостоящее.
Из вышеуказанного выложенного описания к немецкой заявке DE-A-4438455 известен способ изготовления армированного волокном композиционного керамического C-SiC-материала, согласно которому сырец образован из пропитанных смолой тканей.
Недостаток этого способа заключается в том, что с подобными, не совсем дешевыми исходными продуктами создание или получение сложных структур затруднено и связано с большими отходами материала. Вследствие этого известный способ не подходит для серийного применения в крупносерийном производстве деталей, например тормозных дисков. Кроме того, слоистая структура приводит к сильной анизотропии изготовленной таким образом заготовки в отношении различных свойств, что сказывается особенно отрицательно на отводе тепла от тормозного диска. Кроме того, подобные тормозные диски при износе имеют склонность к деламинации, что особенно опасно.
В соответствии с этим задача изобретения заключается в том, чтобы создать улучшенный армированный волокном композиционный керамический материал с высокожаропрочными волокнами и способ его изготовления, обеспечивающий возможность простого и не связанного с затратами крупносерийного производства деталей, например тормозных дисков, и улучшения свойств.
В соответствии с изобретением данная задача решается с помощью способа изготовления армированного волокном композиционного керамического материала с высокожаропрочными волокнами, в частности на основе Si/C/B/N, реакционно связанными с матрицей на кремниевой основе, который включает в себя следующие операции:
- пропитку пучков волокнистого материала, в частности из волокон Si/C/B/N, способным к пиролизу вяжущим материалом и упрочнение вяжущего материала;
- приготовление смеси из пучков волокнистого материала, наполнителей и вяжущих материалов;
- прессование смеси для получения сырца;
- пиролиз сырца в вакууме или в атмосфере защитного газа для получения пористой формованной заготовки;
- инфильтрацию формованной заготовки расплавом кремния.
Кроме того, данная задача решается с помощью армированного волокном композиционного керамического материала с высокожаропрочными волокнами, в частности на основе Si/C/B/N, реакционно связанными с матрицей на кремниевой основе, причем в матрицу впрессованы статистически распределенные коротковолокнистые пучки, состоящие из составленных в пучки отдельных волокнистых элементарных нитей со значительным содержанием отдельных нитей, причем коротковолокнистые пучки окружены по меньшей мере по краям слоем углерода, полностью или частично вступившего в реакцию с металлическим или полуметаллическим материалом матрицы.
В соответствии с изобретением было обнаружено, что вследствие применения коротковолокнистых пучков для упрочнения композиционного материала изготовление значительно упрощается, так как можно предварительно перемешивать различные отдельные компоненты и прессовать в сырцы, которые затем необходимо только подвергнуть пиролизу и инфильтрировать расплавом. Тем самым значительно упрощается процесс изготовления, пригодный для крупносерийного производства.
Кроме того, при этом было обнаружено, что при изготовлении посредством инфильтрирования расплавом кремния хорошие свойства, например квазипластичные свойства, достигаемые в основном путем армирования волокнистым материалом, можно получить только тогда, когда для армирования волокнистым материалом применяются пучки волокон, связанные соответствующим вяжущим материалом и защищенные от агрессивного воздействия расплава кремния. В соответствии с изобретением это достигается путем пропитки пучков волокон способным к пиролизу вяжущим веществом и последующего упрочнения вяжущего вещества. Благодаря этой операции пропитки обеспечивается надежное сцепление отдельных нитей в пучке волокнистого материала и достаточная механическая устойчивость пучка волокнистого материала для того, чтобы эффективно предотвратить механическое повреждение чувствительных отдельных нитей при последующем перемешивании остальных составных частей для изготовления сырца.
В готовом керамическом материале защита пучков волокнистого материала от воздействия расплава кремния заключается в том, что пучки волокнистого материала по меньшей мере по краям окружены слоем углерода, полностью или частично вступившего в реакцию с материалом матрицы (то есть, кремнием или соединениями кремния).
В целом таким относительно простым и недорогостоящим способом можно изготовить армированный волокном композиционный керамический материал, который имеет значительно улучшенные свойства по сравнению с традиционными композиционными керамическими материалами и пригоден также для применения в качестве тормозных элементов или тормозных дисков в тормозных системах с высокими эксплуатационными свойствами для серийных автомобилей или рельсовых транспортных средств.
Разумеется, понятие расплав кремния охватывает не только чистые расплавы кремния, но и расплавы технического кремния, которые содержат обычные загрязнения и присадки легирующих элементов.
Для армирования волокнистыми материалами предпочтительно применяют углеродистые волокна или при необходимости SiC-волокна, хотя в принципе возможно применение других высокожаропрочных волокнистых материалов на основе Si/C/B/N, которые частично уже разрабатываются, что в зависимости от свойств примененных волокнистых материалов даже имеет дополнительные преимущества. Для особо недорогостоящих изделий возможно применять также волокнистые материалы из оксида алюминия.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения пучки волокнистого материала изготавливают путем связывания отдельных элементарных нитей с добавкой шлихты.
Изготовитель пучков волокнистого материала связывание посредством шлихты производит, как правило, непосредственно после изготовления отдельных нитей с помощью фильер. Затем пучки волокнистого материала в большинстве случаев сразу же разделяют ("разрезают") на требуемую длину.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения пучки волокнистого материала после пропитки и упрочнения вяжущего вещества дополнительно кондиционируют способным к пиролизу силицированным защитным слоем.
Благодаря этому дополнительному нанесению способного к пиролизу защитного слоя на пучки волокнистого материала достигается дополнительное обволакивание пучков волокнистого материала на их наружных краях, в результате чего, с одной стороны, уменьшается опасность механического повреждения пучков волокнистого материала в процессе перемешивания и прессования для изготовления сырца, и, с другой стороны, обеспечивается сохранение отдельных элементарных нитей в готовом конечном материале, причем химическое воздействие жидкого расплава кремния, приводящее при применении углеродистых волокон к реакции с карбидом кремния, воспринимается образовавшимся при пиролизе защитным слоем из углерода или керамического материала так, что, во всяком случае, небольшое количество отдельных элементарных нитей на краевых участках пучков волокнистого материала вступает в реакцию с кремнием для образования карбида кремния.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения пучки волокнистого материала кондиционируют высокоуглеродистым полимерным материалом, который при пиролизе образует твердый углерод, пропитывают предпочтительно смолой или смесью смол из группы фенольных смол. Благодаря этому образуется высокоэффективный силицированный защитный слой.
В соответствии с другим вариантом выполнения изобретения пропитку осуществляют разбавленным или растворенным вяжущим материалом, предпочтительно в мешалке или смесителе таким образом, чтобы после испарения или осушения образовались стержни волокнистого материала, не склеивающиеся между собой, но при этом сохранялась сцепленность волокон отдельных пучков волокнистого материала.
Данная мера имеет то преимущество, что пучки волокнистого материала можно переработать простым способом в стержни волокнистого материала, не склеивающиеся между собой, так, чтобы сохранялась сыпучесть, имеющая преимущество и большое техническое значение для последующего процесса перемешивания.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения для пропитки применяют образующий при пиролизе твердый углерод материал, предпочтительно пек или термопласт.
В частности, при комбинировании этой пропитки с последующим кондиционированием смолой или подобным материалом создается еще один улучшенный допуск на повреждение композиционного керамического материала. В принципе возможны сначала пропитка смолой и последующее кондиционирование пеком.
В соответствии с другим вариантом выполнения изобретения в качестве силицированного защитного слоя применяют образующий при пиролизе карбид кремния материал, предпочтительно из группы кремнийорганических полимеров, в частности поликарбосилан.
Таким же образом можно добиться эффективной защиты пучков волокнистого материала от воздействия расплава кремния во время инфильтрации, так как уже образованный при пиролизе SiC препятствует продолжению реакции волокон с кремнием.
В соответствии с другим вариантом выполнения изобретения в качестве силицированного защитного слоя применяют спекаемый при пиролизе материал на основе Si-B-C-N, предпочтительно из группы кремнийборорганических полимеров, в частности полиборсилазан, благодаря чему также можно добиться улучшенной защиты от химического воздействия расплава кремния.
В дополнительном варианте выполнения изобретения применяют пучки волокнистого материала, состоящие из 1000-14000 отдельных элементарных нитей со средним диаметром 5-10 мкм и имеющие длину около 1-30 мм, предпочтительно 3-16 мм.
Таким образом, можно применять имеющиеся на рынке ровинги (напр., так называемые 12К-связки), что удешевляет изготовление.
В предпочтительном варианте выполнения изобретения для изготовления смеси применяют около 20-50 об. %, предпочтительно около 30-40 об. % пучков волокнистого материала.
Обнаружилось, что при таком объемном соотношении можно добиться дальнейшей оптимизации механических и тепловых свойств.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения в смесь для изготовления сырца добавляют содержащие углерод наполнители, предпочтительно сажу или графит.
Благодаря подобным наполнителям обеспечивается сцепление при изготовлении и последующем пиролизе сырца, ускоряется пиролиз и снижаются изменения объема материала при пиролизе.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения в смесь для изготовления сырца или в примененные для пропитки или для кондиционирования пучков волокнистого материала материалы добавляют наполнители в виде кремния, карбидов, нитридов или боридов огнеупорных металлов, предпочтительно карбид кремния, карбид титана или борид титана в порошкообразной форме.
Добавка подобных твердых наполнителей повышает износостойкость композиционных керамических материалов.
Смесь отдельных компонентов изготавливают в смесителе или мешалке с добавкой термически отверждаемых вяжущих материалов, затем прессуют в форме и отверждают в сырец.
При этом сырец до или после пиролиза можно дополнительно механически обрабатывать до желаемой призонной формы перед инфильтрацией расплавом кремния.
Таким образом, можно значительно сократить затраты на дополнительную обработку, так как сырцы имеют лишь незначительную прочность на истирание, и могут быть дополнительно обработаны без больших затрат даже после пиролиза.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения смесь готовят путем выбора материалов и их долей так, чтобы образованная при пиролизе сырца формованная заготовка имела пористость около 20-50%.
Так как на пористость можно легко повлиять путем выбора добавок и их количества, то можно отрегулировать оптимальное объемное соотношение между инфильтрованным в расплавленном состоянии металлом и остальными компонентами композиционного материала, пучками волокнистого материала, наполнителями и углеродистыми предшественниками для получения оптимальных механических и тепловых свойств.
В другом предпочтительном варианте выполнения изобретения в смесь вместо термопластов или реактопластов добавляют вяжущие материалы, обладающие хорошей кинетикой пиролиза, как, например, поливинилспиртовое волокно (PVA) или метилцеллюлозу, благодаря чему облегчается комбинирование пиролиза и силицирования.
Путем ускорения операции пиролиза можно комбинировать его с инфильтрацией расплавом, что значительно повышает экономичность.
Разумеется, что вышеназванные и поясняемые ниже признаки применимы не только в указанной комбинации, но и в других комбинациях или отдельно, не выходя за пределы настоящего изобретения.
Другие признаки и преимущества изобретения вытекают из нижеследующего описания предпочтительных примеров выполнения со ссылкой на чертеж, где показано:
фиг. 1 - технологический маршрут (слева направо) прессованного сырца в качестве остова CFK, а также свежеобработанного и окончательно обработанного тормозного диска из C/Si-SiC;
фиг. 2 - микроскопический шлиф матрицы изготовленного керамического материала после пиролиза и инфильтрации расплавом жидкого кремния в 200-кратном увеличении;
фиг. 3 - поперечный шлиф полученных пучков волокнистого материала после инфильтрации расплавом, причем видно, что пучки волокнистого материала практически полностью сохраняются благодаря двойному слою, и
фиг. 4 - снимок границы раздела волокно-матрица с помощью растрового электронного микроскопа, на котором видно, что керамический материал выполнен квазипластичным вследствие эффекта вытяжки волокнистого материала (Faser-Pull-Out-Effekt).
На фиг. 1 изображен первый пример выполнения тормозного диска, причем слева показана изготовленная при прессовании при высокой температуре около 150oС недеформируемая заготовка из CFK, в которой затем было выполнено сверление и которая была подвергнута пиролизу (центр), после пиролиза еще раз произведена дополнительная обработка (фиг. справа) и только после этого - инфильтрация расплавом технического кремния.
Полученную после инфильтрации расплавом структуру можно видеть на фиг.2.
Пример 1.
Пучки углеродистого волокна длиной 3 мм и неопределенной толщиной были пропитаны путем погружения пучков волокнистого материала в раствор пека и затем высушены. После этого было произведено кондиционирование путем погружения в раствор фенольной смолы и последующая сушка. Волокна с нанесенным таким образом слоем составили основу для изготовления пресс-массы, приготовленной с добавкой порошка углерода и фенольной смолы в смесительной установке. Во время перемешивания непрерывно добавлялась смесь TiC и В4С в порошкообразной форме со средними размерами частиц D50 3 мкм или D50 5,5 мкм. При прессовании приготовленной таким образом массы была использована пресс-шайба, близкая к окончательной форме, в которой масса отверждалась при температуре не менее 150oС в недеформируемые диски CFK. После этого был проведен пиролиз при температуре около 800oС в пиролизной печи в атмосфере защитного газа.
На этой стадии необходимая окончательная обработка возможна очень простыми и недорогостоящими традиционными способами, например обточкой на токарном станке (см. фиг.1).
После этой чистовой обработки материал был инфильтрован в вакууме жидким расплавом кремния при температуре выше температуры плавления кремния Si, около 1600oС.
После этого произведено охлаждение до комнатной температуры.
Как видно на рисунке шлифа по отдельным пучкам углеродистого волокнистого материала в соответствии с фиг.3, пучки углеродистого волокнистого материала сохраняются практически полностью в течение всего процесса изготовления и по краю в достаточной степени защищены от реакционного воздействия расплавом кремния двойным слоем фенольной смолы и пека.
На REM-снимке границы раздела волокно-матрица согласно фиг.4 видно, что изготовленный керамический материал выполнен квазипластичным вследствие эффекта вытяжки волокнистого материала (Faser-Pull-Out-Effekt).

Claims (19)

1. Способ изготовления армированного волокном композиционного керамического материала с высокожаропрочными волокнами, в частности, на основе Si/C/B/N, реакционно связанными с матрицей на кремниевой основе, включающий операции пропитки пучков волокнистого материала, состоящих из 1000-14000 отдельных нитей, в частности, из волокон Si/C/B/N, способным к пиролизу связующим материалом и отверждение связующего материала, изготовление смеси из пучков волокнистого материала, наполнителей и способных к пиролизу связующих, прессование смеси для получения заготовки, проведение пиролиза заготовки в вакууме или в атмосфере защитного газа для получения пористого армированного углеродом формованного изделия и затем проведение инфильтрации формованного изделия расплавом кремния.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве волокнистого материала применяют углеродистые волокна или SiC-волокна.
3. Способ по любому из п. 1 или 2, отличающийся тем, что пучки волокнистого материала изготавливают путем связывания отдельных элементарных нитей добавкой шлихты.
4. Способ по любому из пп. 1, 2 или 3, отличающийся тем, что пучки волокнистого материала после пропитки дополнительно кондиционируют путем покрытия способным к пиролизу слоем, защищающим от расплава кремния.
5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что для пропитки применяют образующий при пиролизе твердый углерод материал, предпочтительно пек.
6. Способ по любому из пп. 1-5, отличающийся тем, что пучки волокнистого материала для защиты от расплава кремния кондиционируют высокоуглеродистым полимерным материалом, который при пиролизе образует углерод, предпочтительно смолой или смесью смол из группы фенольных смол.
7. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что в качестве слоя для защиты от расплава кремния применяют материал, образующий при пиролизе карбид кремния, предпочтительно из группы кремнийорганических полимеров, в частности, поликарбосилан.
8. Способ по любому из пп. 1-6, отличающийся тем, что в качестве слоя для защиты от расплава кремния применяют спекаемый при пиролизе материал на основе Si-B-C-N, предпочтительно из группы кремнийборорганических полимеров, в частности, полиборсилазан.
9. Способ по любому из пп. 1-8, отличающийся тем, что пропитку осуществляют разбавленным или растворенным связующим, предпочтительно в мешалке или смесителе, таким образом, чтобы при испарении или сушки образовались стержни волокнистого материала, не склеивающиеся между собой, но при этом сохранялась сцепляемость отдельных пучков волокнистого материала.
10. Способ по любому из пп. 1-9, отличающийся тем, что применяют пучки волокнистого материала со средним диаметром отдельных нитей около 5-10 мкм.
11. Способ по любому из пп. 1-10, отличающийся тем, что применяют пучки волокнистого материала, имеющие длину около 1-30 мм, предпочтительно около 3-16 мм.
12. Способ по любому из пп. 1-11, отличающийся тем, что для приготовления смеси применяют около 20-50 об. %, предпочтительно 30-40 об. %, пучков волокнистого материала.
13. Способ по любому из пп. 1-12, отличающийся тем, что в смесь для изготовления заготовки добавляют содержащие углерод наполнители, предпочтительно сажу или графит.
14. Способ по любому из пп. 1-13, отличающийся тем, что в смесь для изготовления заготовки или в примененные для пропитки или для кондиционирования пучков волокна материалы добавляют наполнители в виде кремния, карбидов, нитридов или боридов огнеупорных металлов, предпочтительно карбид кремния, карбид титана или борид титана, в порошкообразном виде.
15. Способ по любому из пп. 1-14, отличающийся тем, что смесь приготавливают в смесителе или мешалке с добавкой термически отверждаемых связующих и затем прессуют в форме и отверждают до получения заготовки.
16. Способ по любому из пп. 1-15, отличающийся тем, что заготовку перед инфильтрацией расплавом кремния до или после пиролиза дополнительно механически обрабатывают до получения заданной формы.
17. Способ по любому из пп. 1-16, отличающийся тем, что смесь приготавливают путем выбора материалов и их долей так, чтобы образованное при пиролизе заготовки формованное изделие имело пористость около 20-50%.
18. Способ по любому из пп. 1-17, отличающийся тем, что в смесь добавляют связующие материалы, предпочтительно поливинилацетат (PVA) или метилцеллюлозу, обладающие хорошей кинетикой пиролиза, с целью комбинирования пиролиза и силицирования.
19. Армированный волокном композиционный керамический материал с высокожаропрочными волокнами, в частности, на основе Si/C/B/N, реакционно связанными с матрицей на кремниевой основе, причем в матрицу впрессованы пучки из 1000-14000 отдельных волокон длиной от 1 до 30 мм, которые остаются разрозненными, причем пучки из коротких волокон окружены по меньшей мере в поверхностной зоне слоем углерода, полностью или частично вступившего в реакцию с материалом матрицы.
RU99122165/03A 1997-03-21 1998-02-24 Армированный волокном композиционный керамический материал и способ его изготовления RU2184715C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19711829.1 1997-03-21
DE19711829A DE19711829C1 (de) 1997-03-21 1997-03-21 Verfahren zur Herstellung einer faserverstärkten Verbundkeramik

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU99122165A RU99122165A (ru) 2001-09-10
RU2184715C2 true RU2184715C2 (ru) 2002-07-10

Family

ID=7824131

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99122165/03A RU2184715C2 (ru) 1997-03-21 1998-02-24 Армированный волокном композиционный керамический материал и способ его изготовления

Country Status (13)

Country Link
US (1) US6261981B1 (ru)
EP (1) EP0968150B1 (ru)
JP (1) JP3502395B2 (ru)
KR (1) KR100346256B1 (ru)
CN (1) CN1155539C (ru)
BR (1) BR9808032A (ru)
CA (1) CA2284617C (ru)
CZ (1) CZ299421B6 (ru)
DE (2) DE19711829C1 (ru)
ES (1) ES2162431T3 (ru)
PL (1) PL191605B1 (ru)
RU (1) RU2184715C2 (ru)
WO (1) WO1998042635A1 (ru)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2531503C1 (ru) * 2013-04-24 2014-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Керамет-Пермь" Способ изготовления изделий из композиционного материала
RU2555714C1 (ru) * 2014-01-09 2015-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ изготовления изделий из композиционного материала
RU2555715C1 (ru) * 2014-01-09 2015-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ изготовления изделий из композиционного материала
RU2559251C1 (ru) * 2014-07-31 2015-08-10 Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Способ изготовления изделий из керамоматричного композиционного материала
RU2572851C2 (ru) * 2014-03-20 2016-01-20 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" Способ изготовления изделий из углеродкерамического композиционного материала
US10011902B1 (en) 2013-07-23 2018-07-03 Herakles Process for fabricating composite parts by low melting point impregnation
RU2663146C1 (ru) * 2017-09-19 2018-08-01 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) Материал шпонки для высокотемпературных применений
US10662117B2 (en) 2016-02-18 2020-05-26 Safran Ceramics Method of fabricating a part out of ceramic matrix composite material
RU2730718C1 (ru) * 2017-02-24 2020-08-25 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Графитсодержащий огнеупорный материал и способ получения графитсодержащего огнеупорного материала
RU2784696C1 (ru) * 2021-12-30 2022-11-29 Акционерное общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Тормозное устройство из композиционного материала и способ изготовления его элементов силицированием углеродсодержащего материала

Families Citing this family (114)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR876M (ru) 1960-10-12 1961-10-16
DE29724077U1 (de) 1997-06-28 1999-11-11 DaimlerChrysler AG, 70567 Stuttgart Bremseinheit
DE19727587C2 (de) 1997-06-28 2002-10-24 Daimler Chrysler Ag Bremseinheit aus Bremsscheibe und Bremsbelag
DE19727586C2 (de) * 1997-06-28 2002-10-24 Daimler Chrysler Ag Bremseinheit aus Bremsscheibe und Bremsbelag
JP2000081062A (ja) 1998-09-08 2000-03-21 Ngk Insulators Ltd ブレーキ用部材
DE19805608C2 (de) * 1998-02-12 2000-05-11 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung von endformnahen Formkörpern aus Preßmassen sowie danach erhältlicher Formkörper
DE19805868C2 (de) * 1998-02-13 2002-09-12 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffs
DE19815309C2 (de) * 1998-04-06 2002-10-31 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffes
DE19861035C2 (de) * 1998-04-06 2000-11-30 Daimler Chrysler Ag Faserverbundwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
DE19834571C2 (de) 1998-07-31 2001-07-26 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung von Körpern aus faserverstärkten Verbundwerkstoffen und Verwendung des Verfahrens
DE19834542C5 (de) * 1998-07-31 2004-07-01 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Herstellung von Verstärkungsfasern enthaltenden Körpern, danach erhältliche Körper, Verfahren zum Fügen der so erhaltenen Körper, gefügte Körper und Anwendung des Fügeverfahrens
ES2185099T3 (es) 1998-09-15 2003-04-16 Daimler Chrysler Ag Unidad de freno consistente en disco de freno y forro de freno.
DE19842926B4 (de) * 1998-09-18 2009-07-09 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Elektromagnetische Notbremse
DE19856597B4 (de) * 1998-10-14 2004-07-08 Industrieanlagen-Betriebsgesellschaft Mbh Schutzpanzerung
DE19856721A1 (de) * 1998-12-09 2000-06-15 Ecm Ingenieur Unternehmen Fuer Verfahren zur Herstellung eines mittels Kohlenstoffkurzfasern verstärkten Siliciumcarbid-Verbundwerkstoffes
DE19859840B4 (de) 1998-12-23 2006-01-12 Daimlerchrysler Ag Bremseinheit
DE19859839A1 (de) 1998-12-23 2000-07-06 Daimler Chrysler Ag Bremseinheit
DE19859617C1 (de) 1998-12-23 2000-05-25 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Betätigung einer Bremseinheit
DE19901215B4 (de) * 1999-01-14 2004-02-19 Menzolit-Fibron Gmbh Scheibenbremse, Preßwerkzeug und Verfahren zur Herstellung einer Bremsscheibe
JP3096716B1 (ja) * 1999-03-01 2000-10-10 工業技術院長 繊維強化炭化ケイ素複合材の製造方法
DE19929358A1 (de) * 1999-06-25 2000-12-28 Sgl Technik Gmbh Verfahren zur Herstellung von Bremsscheiben aus Keramikteilen mit Metallnaben
US20050181209A1 (en) * 1999-08-20 2005-08-18 Karandikar Prashant G. Nanotube-containing composite bodies, and methods for making same
US7244034B1 (en) 1999-08-20 2007-07-17 M Cubed Technologies, Inc. Low CTE metal-ceramic composite articles, and methods for making same
US7169465B1 (en) 1999-08-20 2007-01-30 Karandikar Prashant G Low expansion metal-ceramic composite bodies, and methods for making same
DE19944345A1 (de) * 1999-09-16 2001-03-22 Sgl Technik Gmbh Mit Fasern und/oder Faserbündeln verstärkter Verbundwerkstoff mit keramischer Matrix
DE19953259C2 (de) * 1999-11-04 2003-05-28 Sgl Carbon Ag Verbunde aus einem mit Fasern verstärkten Verbundwerkstoff mit keramischer Matrix und einem Backing und Verwendung der Verbunde
US6537654B1 (en) 1999-11-04 2003-03-25 Sgl Technik Gmbh Protection products and armored products made of fiber-reinforced composite material with ceramic matrix
DE19962548C2 (de) * 1999-12-23 2003-06-12 Daimler Chrysler Ag Verfahren zur Herstellung einer faserverstärkten Verbundkeramik
DE10000915C2 (de) * 2000-01-12 2002-11-07 Daimler Chrysler Ag Bremsvorrichtung für ein Fahrzeug
DE60010845T3 (de) 2000-02-09 2011-05-05 Freni Brembo S.P.A., Curno Geformtes Verbundmaterial für Bremsen und Verfahren zu seiner Herstellung
DE10014418C5 (de) * 2000-03-24 2006-05-04 Daimlerchrysler Ag Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Strukturbauteils und danach hergestellte Bremsscheibe
DE10048012A1 (de) 2000-09-26 2002-04-11 Sgl Carbon Ag Reib- oder Gleitkörper aus mit Faserbündeln verstärkten Verbundwerkstoffen mit keramischer Matrix
DE50112343D1 (de) * 2000-09-29 2007-05-24 Menzolit Fibron Gmbh Verfahren zur herstellung von keramikbremsscheiben aus bmc
JP2004510674A (ja) 2000-09-29 2004-04-08 グッドリッチ・コーポレイション 炭化ホウ素をベースとしたセラミックマトリックス複合材料
DE10066044B4 (de) * 2000-12-01 2005-08-18 Dr.Ing.H.C. F. Porsche Ag Verfahren zum Herstellen eines Reibkörpers aus siliziumfiltriertem, Kohlenstofffaser verstärktem porösen Kohlenstoff und Verwendung eines solchen Reibkörpers
DE10101650C1 (de) * 2001-01-16 2002-08-29 Daimler Chrysler Ag Verstärktes Strukturelement
DE10131758A1 (de) * 2001-06-30 2003-01-16 Sgl Carbon Ag Faserverstärkter, wenigstens im Randbereich aus einer Metall-Verbundkeramik bestehender Werkstoff
DE10131769C5 (de) * 2001-06-30 2010-02-18 Audi Ag Bremssystem mit Verbundwerkstoff-Bremsscheibe
DE10133635A1 (de) 2001-07-11 2003-02-06 Sgl Carbon Ag Mehrschichtiger Keramik-Verbund
DE10146573C1 (de) * 2001-09-21 2003-06-18 Sgl Carbon Ag Innenbelüftete Bremsscheibe aus faserverstärkten keramischen Verbundwerkstoffen mit Durchgängen
DE10148658C1 (de) * 2001-10-02 2003-02-06 Sgl Carbon Ag Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus faserverstärkten keramischen Materialien
DE10148659C1 (de) 2001-10-02 2003-02-06 Sgl Carbon Ag Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus faserverstärkten keramischen Materialien und Verwendung dieser Hohlkörper
DE10157483C2 (de) 2001-11-23 2003-10-16 Sgl Carbon Ag Formkörper aus faserverstärkten Verbundwerkstoffen mit segmentierter Deckschicht, seine Herstellung und seine Verwendung
DE10157583C1 (de) * 2001-11-23 2002-12-19 Sgl Carbon Ag Reibkörper aus faserverstärkten Keramik-Verbundwerkstoffen
GB0130608D0 (en) * 2001-12-21 2002-02-06 Psimedica Ltd Medical fibres and fabrics
DE10164229B4 (de) 2001-12-31 2006-03-09 Sgl Carbon Ag Reibscheiben, Verfahren zu ihrer Herstellung und ihre Verwendung
DE10164627C1 (de) 2001-12-31 2003-02-06 Sgl Carbon Ag Verfahren zur Herstellung von Hohlkörpern aus faserverstärkten keramischen Materialien, Verwendung der Hohlkörper und Formkerne zur Herstellung der Hohlkörper
DE10164226C5 (de) * 2001-12-31 2011-04-14 Audi Ag Formkörper aus faserverstärkten keramischen Verbundwerkstoffen, Verfahren zu deren Herstellung und seine Verwendung
DE10164231B4 (de) 2001-12-31 2005-11-10 Sgl Carbon Ag Verfahren zur Herstellung von Formkörpern aus faserverstärkten keramischen Materialien und deren Verwendung
WO2003071154A1 (en) * 2002-02-19 2003-08-28 Freni Brembo S.P.A. Pad for calipers of disk brakes
US6749937B2 (en) * 2002-03-19 2004-06-15 Honeywell International Inc. Melt-infiltrated pitch-pan preforms
AU2002253522A1 (en) * 2002-03-21 2003-10-08 Freni Brembo S.P.A. Disk brake caliper
DE10212486A1 (de) * 2002-03-21 2003-10-16 Sgl Carbon Ag Verbundwerkstoff mit Verstärkungsfasern aus Kohlenstoff
JP3414391B1 (ja) 2002-05-24 2003-06-09 三菱化学産資株式会社 摺動材
DE10225954A1 (de) * 2002-06-11 2003-12-24 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Faserverbundbauteil
KR100491022B1 (ko) * 2002-06-29 2005-05-24 한국기계연구원 미세다공질 세라믹스 소재 및 그 제조방법
DE10230231B4 (de) * 2002-07-04 2007-07-05 Sgl Carbon Ag Mehrschichtiger Verbundwerkstoff
DE10233729B4 (de) 2002-07-24 2006-01-26 Sgl Carbon Ag Faserverstärkte keramische Bremsbeläge
US20060004169A1 (en) * 2003-01-10 2006-01-05 Sherwood Walter J Jr Ceramic-forming polymer material
US20040138046A1 (en) * 2003-01-10 2004-07-15 Sherwood Walter J. Ceramic forming polymer derived ceramic composite and methods
DE10321797B4 (de) * 2003-05-14 2008-02-07 Daimler Ag Bremsscheibe mit keramischem Reibring
DE10324691A1 (de) * 2003-05-30 2004-12-16 Sgl Carbon Ag Reibkörper aus metallinfiltriertem, mit Fasern verstärktem porösem Kohlenstoff
DE10338199B4 (de) 2003-08-20 2006-06-08 Audi Ag Kupplungsbeläge aus faserverstärkten keramischen Werkstoffen
DE10338200B4 (de) * 2003-08-20 2006-06-29 Audi Ag Kupplungsbeläge aus faserverstärkten keramischen Werkstoffen
DE10338201C5 (de) * 2003-08-20 2008-11-13 Audi Ag Reibpaarung für Kupplungssysteme
DE10341734A1 (de) * 2003-09-08 2005-04-07 Sgl Carbon Ag Zylinderringförmige Körper aus mit Kurzfasern verstärktem keramischen Verbundmaterial
KR100588342B1 (ko) * 2003-11-26 2006-06-12 주식회사 데크 동력전달용 클러치
US20060062985A1 (en) * 2004-04-26 2006-03-23 Karandikar Prashant G Nanotube-containing composite bodies, and methods for making same
EP1645671B2 (de) 2004-10-08 2019-10-23 SGL Carbon SE Polymergebundene fasergelege
US7708851B2 (en) * 2005-10-25 2010-05-04 General Electric Company Process of producing a ceramic matrix composite article and article formed thereby
DE102005052802A1 (de) * 2005-11-05 2007-05-10 Audi Ag Bremsscheibe mit Zwischenschicht
ATE486828T1 (de) * 2006-04-11 2010-11-15 Sgl Carbon Se Verfahren zum imprägnieren von kurzfaserbündeln aus carbonfasern
US7628942B1 (en) * 2006-04-25 2009-12-08 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Resin infiltration transfer technique
EP1864958B1 (de) * 2006-06-08 2018-12-26 Audi Ag Verfahren zur Herstellung von Reibscheiben aus keramischen Werkstoffen mit verbesserter Reibschicht
DE102006026549A1 (de) 2006-06-08 2007-12-13 Audi Ag Verfahren zur Herstellung von Reibscheiben aus keramischen Werkstoffen mit verbesserter Reibschicht
DE102006026550A1 (de) 2006-06-08 2007-12-13 Audi Ag Keramische Werkstoffe enthaltend Kohlenstoff-Teilchen mit kugelförmiger Gestalt
DE102006057939A1 (de) * 2006-12-08 2008-06-12 Audi Ag Friktionsbelastbare Scheiben aus faservertärkter Keramik
DE102007040128B4 (de) 2007-08-24 2014-11-06 Freni Brembo S.P.A. Scheibenbremse mit zwei Keramikbremsscheiben
EP2147776A1 (de) 2008-07-23 2010-01-27 SGL Carbon SE Verfahren zur Herstellung eines Fasergelege-verstärkten Verbundwerkstoffs, sowie Fasergelege-verstärkte Verbundwerkstoffe und deren Verwendung
FR2939430B1 (fr) * 2008-12-04 2011-01-07 Snecma Propulsion Solide Procede pour le lissage de la surface d'une piece en materiau cmc
EP2213902B1 (de) * 2009-02-02 2016-07-06 SGL Carbon SE Reibscheiben mit strukurierter Reibschicht
US8465825B1 (en) 2009-05-29 2013-06-18 Hrl Laboratories, Llc Micro-truss based composite friction-and-wear apparatus and methods of manufacturing the same
DE102009047491A1 (de) 2009-12-04 2011-06-09 Sgl Carbon Se Herstellung einer 3D-Textilstruktur und Faserhalbzeug aus Faserverbundstoffen
DE102009047514A1 (de) 2009-12-04 2011-07-07 Sgl Carbon Se, 65203 Fasern zur Herstellung von Verbundwerkstoffen
US20120259036A1 (en) * 2009-12-22 2012-10-11 Akebono Brake Industry Co., Ltd. Friction material and method for producing friction material
DE102009060827A1 (de) 2009-12-29 2011-06-30 SMS Siemag Aktiengesellschaft, 40237 Lanzenkopf für eine Blaslanze mit einem keramischen Düseneinsatz
CN101885618B (zh) * 2010-08-19 2013-03-06 哈尔滨工业大学 反应烧结碳化硅陶瓷件的连接方法
JP5769519B2 (ja) * 2011-06-30 2015-08-26 コバレントマテリアル株式会社 強化用繊維材料と強化用繊維材料を用いた繊維強化セラミックス複合材料及びこれらの製造方法
JP5916088B2 (ja) * 2012-01-18 2016-05-11 国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構 セラミック繊維強化複合材料の製造方法およびセラミック繊維強化複合材料
JP5868336B2 (ja) * 2012-02-29 2016-02-24 クアーズテック株式会社 炭素繊維強化炭化珪素系複合材及び制動材
DE202012013596U1 (de) * 2012-08-13 2018-03-05 Schunk Kohlenstofftechnik Gmbh Bauteilverbindung mit zumindest zwei CFC-Komponenten
KR101334736B1 (ko) * 2012-10-09 2013-12-05 한국에너지기술연구원 탄소 섬유 강화 탄화규소 복합소재 및 이의 제조 방법
CN103770195B (zh) * 2012-10-17 2017-04-12 上海久牵实业有限公司 纤维陶瓷粉末压制成型工艺
DE102013103944A1 (de) * 2013-04-18 2014-10-23 Benteler Defense Gmbh & Co. Kg Panzerungsbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Panzerungsbauteils
WO2014174540A1 (en) 2013-04-26 2014-10-30 Petroceramics S.P.A. Method for making brake discs in fiber reinforced material and brake disc made with such method
CN103396125B (zh) * 2013-08-01 2014-07-02 哈尔滨工业大学(威海) 一种硼碳氮多孔陶瓷的制备方法
RU2558053C1 (ru) * 2014-07-21 2015-07-27 Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Способ изготовления изделий из керамоматричного композиционного материала
RU2570075C1 (ru) * 2014-07-31 2015-12-10 Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Способ изготовления изделий из керамоматричного композиционного материала
KR101575902B1 (ko) 2014-07-31 2015-12-09 한국세라믹기술원 섬유강화 세라믹 기지 복합체 및 그 제조방법
EP3056756B1 (de) 2015-02-13 2019-08-21 Schunk Carbon Technology GmbH Reibbelagwerkstoff
ITUB20152386A1 (it) * 2015-07-22 2017-01-22 Freni Brembo Spa Materiale sagomato e procedimento di fabbricazione
US20170029340A1 (en) * 2015-07-30 2017-02-02 General Electric Company Uniformity of fiber spacing in cmc materials
EP3124814B1 (en) * 2015-07-31 2018-08-15 Brembo SGL Carbon Ceramic Brakes GmbH Ceramic material for brake discs
CN106286657A (zh) * 2016-11-10 2017-01-04 无锡市明盛强力风机有限公司 一种3d打印制备制动器衬片工艺
CN106830967B (zh) * 2016-12-30 2020-08-14 烟台凯泊复合材料科技有限公司 一种耐热高强度炭/陶材料的紧固件及其制备方法
CZ307596B6 (cs) * 2017-05-17 2019-01-02 Vysoké Učení Technické V Brně Metoda výroby samostatně stojících ultratenkých dutých keramických vláken využívající obětovaných šablon
IT201700089398A1 (it) * 2017-08-03 2019-02-03 Freni Brembo Spa Preforma per la realizzazione di un componente di impianto frenante, costituita in un materiale composito ceramico fibro-rinforzato ottenuto per formatura e pirolisi di un pre-preg
CN108315837B (zh) * 2018-03-19 2020-07-10 武汉科技大学 一种硼掺杂碳化硅纤维及其制备方法
CN110407597B (zh) * 2018-04-28 2021-05-25 中国科学院上海硅酸盐研究所 一种稀土氧化物改性碳化硅陶瓷基复合材料及其制备方法
CN108530097A (zh) * 2018-05-31 2018-09-14 中国建筑材料科学研究总院有限公司 SiCf/SiC复合材料及其制备方法
US11046620B2 (en) * 2018-10-18 2021-06-29 Rolls-Royce Corporation Method of processing a ceramic matrix composite (CMC) component
US10752556B2 (en) 2018-10-18 2020-08-25 Rolls-Royce High Temperature Composites Inc. Method of processing a ceramic matrix composite (CMC) component
DE102019212441A1 (de) * 2019-08-20 2021-02-25 BKRZ GmbH Verfahren zum Recyceln von Dämmwolle, Vorrichtung zum Aufarbeiten von Dämmwolle, Faserverstärkter Schaum, Brennwiderstandsfähiger Holzwerkstoff sowie Verfahren zum Herstellen eines brennwiderstandsfähigen Holzwerkstoffs
US20210238097A1 (en) * 2020-02-03 2021-08-05 Goodrich Corporation Boron/boron carbide powder, chopped carbon fiber and carbon based composites for heat sinks

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE541971C (de) 1932-01-16 Otto Steinebrunner Tuerband mit die Tuer hebender, schraubengangartiger Gleitbahn
JPS57135776A (en) * 1981-02-12 1982-08-21 Ngk Spark Plug Co Manufacture of sic sintered body
JPH0788500B2 (ja) * 1986-06-13 1995-09-27 株式会社曙ブレ−キ中央技術研究所 摩擦材料
DE3774939D1 (de) 1986-06-17 1992-01-16 Toyoda Chuo Kenkyusho Kk Fasern fuer verbundwerkstoffe, verbundwerkstoffe unter verwendung derartiger fasern und verfahren zu ihrer herstellung.
US5015540A (en) * 1987-06-01 1991-05-14 General Electric Company Fiber-containing composite
JPH02205640A (ja) * 1989-02-06 1990-08-15 Mitsubishi Kasei Corp 繊維強化金属複合材用の予備成形体
DE3933039A1 (de) * 1989-10-04 1991-04-18 Sintec Keramik Gmbh Verfahren zur herstellung von oxidationsgeschuetzten cfc-formkoerpern
JPH03177384A (ja) * 1989-12-06 1991-08-01 Toshiro Yamashina 耐酸化性材料及びその製造法
JPH04358031A (ja) * 1991-06-04 1992-12-11 Hitachi Chem Co Ltd セラミック繊維織布強化複合材料及びその製造法
DE4136880C2 (de) * 1991-11-09 1994-02-17 Sintec Keramik Gmbh Verfahren zur Herstellung eines oxidationsbeständigen Bauteils auf CFC-Basis und dessen Anwendung
DE4438455C1 (de) * 1994-10-28 1996-05-02 Deutsche Forsch Luft Raumfahrt Verfahren zur Herstellung einer Reibeinheit mittels Infiltration eines porösen Kohlenstoffkörpers mit flüssigem Silizium
DE4438456C2 (de) * 1994-10-28 2002-07-11 Deutsch Zentr Luft & Raumfahrt Reibeinheit
US5955391A (en) * 1996-03-29 1999-09-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Ceramic matrix composite and method of manufacturing the same
US6024898A (en) * 1996-12-30 2000-02-15 General Electric Company Article and method for making complex shaped preform and silicon carbide composite by melt infiltration

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2531503C1 (ru) * 2013-04-24 2014-10-20 Общество с ограниченной ответственностью "Керамет-Пермь" Способ изготовления изделий из композиционного материала
RU2668431C2 (ru) * 2013-07-23 2018-10-01 Эракль Способ получения деталей из композитного материала путем пропитки композицией с низкой температурой плавления
US10011902B1 (en) 2013-07-23 2018-07-03 Herakles Process for fabricating composite parts by low melting point impregnation
RU2555714C1 (ru) * 2014-01-09 2015-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ изготовления изделий из композиционного материала
RU2555715C1 (ru) * 2014-01-09 2015-07-10 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский национальный исследовательский политехнический университет" Способ изготовления изделий из композиционного материала
RU2572851C2 (ru) * 2014-03-20 2016-01-20 Акционерное общество "Научно-исследовательский институт конструкционных материалов на основе графита "НИИграфит" Способ изготовления изделий из углеродкерамического композиционного материала
RU2559251C1 (ru) * 2014-07-31 2015-08-10 Открытое Акционерное Общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Способ изготовления изделий из керамоматричного композиционного материала
RU2728791C2 (ru) * 2016-02-18 2020-07-31 Сафран Серамикс Способ изготовления детали из композиционного материала с керамической матрицей
US10662117B2 (en) 2016-02-18 2020-05-26 Safran Ceramics Method of fabricating a part out of ceramic matrix composite material
RU2730718C1 (ru) * 2017-02-24 2020-08-25 ДжФЕ СТИЛ КОРПОРЕЙШН Графитсодержащий огнеупорный материал и способ получения графитсодержащего огнеупорного материала
US11156403B2 (en) 2017-02-24 2021-10-26 Jfe Steel Corporation Graphite-containing refractory and method of producing graphite-containing refractory
US11629916B2 (en) 2017-02-24 2023-04-18 Jfe Steel Corporation Graphite-containing refractory and method of producing graphite-containing refractory
RU2663146C1 (ru) * 2017-09-19 2018-08-01 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики твердого тела Российской академии наук (ИФТТ РАН) Материал шпонки для высокотемпературных применений
RU2784696C1 (ru) * 2021-12-30 2022-11-29 Акционерное общество "Уральский научно-исследовательский институт композиционных материалов" Тормозное устройство из композиционного материала и способ изготовления его элементов силицированием углеродсодержащего материала
RU2828381C1 (ru) * 2023-12-20 2024-10-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики и твердого тела имени Ю.А. Осипьяна Российской академии наук (ИФТТ РАН) Способ получения композитного материала с многокомпонентными силицидами

Also Published As

Publication number Publication date
DE19711829C1 (de) 1998-09-03
WO1998042635A1 (de) 1998-10-01
JP2000512257A (ja) 2000-09-19
PL191605B1 (pl) 2006-06-30
KR20000076058A (ko) 2000-12-26
CA2284617A1 (en) 1998-10-01
CN1251083A (zh) 2000-04-19
CZ299421B6 (cs) 2008-07-23
DE59801312D1 (de) 2001-10-04
EP0968150A1 (de) 2000-01-05
CN1155539C (zh) 2004-06-30
JP3502395B2 (ja) 2004-03-02
EP0968150B1 (de) 2001-08-29
KR100346256B1 (ko) 2002-07-26
CA2284617C (en) 2002-11-05
PL335684A1 (en) 2000-05-08
CZ333599A3 (cs) 2000-08-16
US6261981B1 (en) 2001-07-17
BR9808032A (pt) 2000-03-08
ES2162431T3 (es) 2001-12-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2184715C2 (ru) Армированный волокном композиционный керамический материал и способ его изготовления
US6703117B2 (en) Friction body or sliding body formed from composite materials reinforced with fiber bundles and containing a ceramics matrix and process for the production of a friction or sliding body
JP4226100B2 (ja) 炭素繊維強化複合材料及びその製造方法
US7445095B2 (en) Brake system having a composite-material brake disc
US9046138B2 (en) Friction discs having a structured ceramic friction layer and method of manufacturing the friction discs
RU99122165A (ru) Армированный волокном композиционный керамический материал и способ его изготовления
JP3309225B2 (ja) 溶融物浸透された繊維強化複合セラミック
EP0827445B1 (en) Method for rapid fabrication of fiber preforms and structural composite materials
US6716376B1 (en) Method for producing a fiber composite
US20090148699A1 (en) Carbon fiber containing ceramic particles
JP2006511417A (ja) 複合セラミック体およびその製造方法
EP1930619B1 (de) Frikionsbelastbare Scheiben aus faserverstärkter Keramik
CN105541364B (zh) 一种一步致密化生产碳陶汽车制动盘的方法
JP2003238265A (ja) 繊維強化セラミック材料からなる中空体の製造方法
KR100307509B1 (ko) 세라믹 함유 탄소/탄소 복합재료 및 그의 제조 방법
GB2475233A (en) Process for forming carbon fibre reinforced ceramic composite
CN109336633A (zh) 一种碳/碳-碳化硅-碳化锆刹车盘的制备工艺
US20070284773A1 (en) Method for manufacturing friction disks with ceramic materials with improved friction layer
EP4405314A1 (en) Method for manufacturing a brake pad preform and a brake pad, and related brake pad
WO2008093078A1 (en) Improvements in or relating to brake and clutch discs
LERNER AND GREENBERG et al. I lllll llllllll II llllll lllll lllll lllll lllll lllll lllll lllll 111111111111111111111111111111111