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眾所周知，剎車片的性能直接影響到駕駛員和乘客的生命安全。從初期的石棉纖維填充酚醛樹脂剎車片發(fā)展到第二代半金屬石墨復(fù)合材料剎車片，至20世紀(jì)80年代的無石棉有機(jī)物NAO型剎車片，剎車片已歷經(jīng)三代發(fā)展變革。

然而目前使用的剎車片，在高速高溫下會(huì)出現(xiàn)熱脹、熱裂、安全穩(wěn)定性差，使用壽命短的問題。碳纖維復(fù)合材料因具有一系列獨(dú)特的力學(xué)、熱學(xué)及摩擦磨損系統(tǒng)而成為替代金屬復(fù)合基材料的新一代剎車片材料。短切碳纖維剎車片，是采用碳纖維為增強(qiáng)材料制成的一類摩擦材料，充分利用了碳纖維強(qiáng)度大、模量高、密度低、導(dǎo)熱好、耐熱、耐摩擦等優(yōu)異的物理性能特點(diǎn)。

研制短切碳纖維復(fù)合材料不僅具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，而且還有極大的推廣價(jià)值。短切碳纖維剎車片原理及性能特點(diǎn)碳纖維復(fù)合材料剎車片是將短切碳纖維材料經(jīng)過表面處理，通過高溫高壓將短切碳纖維變成含有樹脂的新材料制成的摩擦制品。

其充分利用了碳纖維優(yōu)異的物理性能。特別是碳纖維復(fù)合摩擦材料，其動(dòng)摩擦因數(shù)大于靜摩擦因數(shù)。短切碳纖維剎車片具有以下特點(diǎn)：

(1)密度小。碳纖維剎車片密度在1.8g/cm3左右，僅為金屬基復(fù)合材料的1/3到1/4。由短切碳纖維制成的剎車片意味著更加輕便。這對(duì)于高端汽車、火車而言，除了提高汽車的有效載荷外，還可以減重節(jié)省燃料。因此其節(jié)約使用成本效果十分顯著。

(2)良好的制動(dòng)性能。由短切碳纖維制成的剎車片有一個(gè)平穩(wěn)的制動(dòng)曲線，也可以接受更多的制動(dòng)摩擦熱沖擊。

(3)低磨損率。結(jié)果表明，在干磨條件下，以鋼/碳纖維復(fù)合材料的相對(duì)磨耗量為1的話，則碳纖維復(fù)合材料的磨耗/鋼為10，而鋼/鋼復(fù)合材料的磨耗為5000。因此碳纖維剎車片的自身耐磨性以及對(duì)摩擦偶材料的磨損低于鋼纖維剎車片，不僅延長了剎車片的壽命，而且減少了剎車片組件的維修次數(shù)。

（4） ** 動(dòng)噪音。目前的剎車片，在剎車時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一種刺耳的噪音，特別是在高速剎車時(shí)。碳纖維的聲波振動(dòng)衰減的損耗因子為0.024±0.008,這是處于剎車過程中的緩沖狀態(tài)，無任何噪音。

（5）耐環(huán)境能力突出。不論在潮濕、酸性的環(huán)境中，碳纖維剎車片不易引起腐蝕和生銹問題，也不會(huì)發(fā)生力學(xué)性能衰減，所以碳纖維剎車片的耐腐蝕性能優(yōu)于半金屬材料。短切碳纖維剎車片應(yīng)用領(lǐng)域短切碳纖維剎車片在汽車上的應(yīng)用碳纖維作為一種高強(qiáng)度、高模量、耐腐蝕、耐高溫等優(yōu)良性能的新型非金屬材料，由于過去碳纖維復(fù)合材料產(chǎn)品價(jià)格昂貴，過去主要用于軍工領(lǐng)域。隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，短切碳纖維剎車片已進(jìn)入高端轎車和世界名車等民用領(lǐng)域。短切碳纖維制動(dòng)襯片摩擦系數(shù)穩(wěn)定、磨損率低、良好的沖擊強(qiáng)度和硬度、良好的制動(dòng)無噪聲，有利于環(huán)境保護(hù)，在剎車溫度高于200℃以上時(shí)，不僅可以無熱裂解、無熱膨脹、無熱衰退現(xiàn)象，反而由于摩擦系數(shù)的增高，使轎車在快速行駛中剎車更具有平穩(wěn)性、安全性、舒適性。2003年十月，我國自行研制的GD-1碳纖維復(fù)合材料汽車制動(dòng)盤在吉林省成功問世。該產(chǎn)品的成功被譽(yù)為是摩擦材料產(chǎn)業(yè)的一次飛躍。剎車片作為車輛常用的易損件，車輛的生產(chǎn)和社會(huì)保有量不斷增加也為剎車片行業(yè)得后續(xù)發(fā)展提供了保證。隨著碳纖維生產(chǎn)技術(shù)的不斷提高完善、產(chǎn)能擴(kuò)大、質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格降低，短切碳纖維剎車片在汽車產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用市場將十分廣闊。短切碳纖維剎車片在列車上的應(yīng)用隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，高速列車是大勢(shì)所趨，高速列車用剎車片的要求與需求量也會(huì)越來越大。而短切碳纖維剎車片，其摩擦性能穩(wěn)定、剎車制動(dòng)好、彈性模量適中、磨損小、發(fā)熱度低、膨脹系數(shù)小、剎車噪音低，能大大減輕鑄鐵的重量，不僅節(jié)約了能源，而且使用壽命比鑄鐵剎車片高幾倍以上。所有性能都是高速列車的必要性能。因此，碳纖維剎車片的市場前景良好，這反應(yīng)了我國鐵路事業(yè)對(duì)高性能制動(dòng)片的迫切需求。短切碳纖維剎車片在飛機(jī)上的應(yīng)用在飛機(jī)工業(yè)領(lǐng)域，從最初的僅適用于高性能軍用飛機(jī)到如今的商用飛機(jī)，碳纖維復(fù)合材料的應(yīng)用逐步擴(kuò)大，碳纖維飛機(jī)剎車片材料也逐漸應(yīng)用于一系列軍用飛機(jī)和商用飛機(jī)上。短切碳纖維剎車片密度小、比熱容大、熱穩(wěn)定性好和一系列獨(dú)特的機(jī)械、熱學(xué)和摩擦磨損性能特別適合于飛機(jī)剎車片的生產(chǎn)，將替代金屬基復(fù)合材料成為飛機(jī)工業(yè)的新一代剎車材料。短切碳纖維剎車片技術(shù)分析技術(shù)工藝采用短切碳纖維和摩擦改性劑、填料和輔助樹脂進(jìn)行表面處理并進(jìn)行壓制處理，可制成碳纖維剎車片。具體如下：混料過程：混料是一個(gè)非常重要的工序。其目的是均勻分散配方中的所有物料，并獲得性質(zhì)相對(duì)均勻的材料。剎車皮是由碳纖維、鋼纖、耐磨劑、礦物綿、樹脂等化學(xué)物質(zhì)組成的。而摩擦系數(shù)、耐磨指數(shù)和噪音值的大小就是通過這些原料的比例來進(jìn)行調(diào)整分布的。熱成型階段：將混合好的原料倒入模具里，并重壓成型。板材處理：不同型號(hào)的鐵材料經(jīng)過切割后，還需透過珠擊表面硬化處理后才能上膠準(zhǔn)備黏上剎車片雛形。熱壓成型階段：使用機(jī)械將板材與剎車片在高熱下加壓，使兩者間更緊密地結(jié)合，制造出來的成品稱為剎車片厚胚。后處理階段：將壓制品從模具中取出后，在較高的溫度下進(jìn)行一段時(shí)間的熱處理，通常稱為后處理過程。其目的有兩個(gè)：其一，確保產(chǎn)品完全固化；其二，消除產(chǎn)品在熱成型過程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力集中。磨料切割階段：經(jīng)過熱處理后的剎車片表面仍然有許多毛邊，研磨切割可以使其剎車片更為平整光滑。噴漆階段：避免板材生銹，達(dá)到剎車片的美觀效果?？酒犭A段：用 170℃的溫度烘烤剎車片上的噴漆，不但色澤較佳，還具有高溫下不易褪色的優(yōu)點(diǎn)。安裝附件階段：烘烤完漆后，可以將警示器或固定器加工固定在剎車片上，并準(zhǔn)備包裝。包裝完成后就可以發(fā)送進(jìn)倉庫。生產(chǎn)工藝流程混料→冷壓熱壓→熱處理→加工成型→后處理→質(zhì)檢→印標(biāo)→包裝→入庫 雖然碳纖維剎車片在制造成本上略高于鋼纖維，但是從碳纖維剎車片性能提高、噪音下降、使用壽命延長等方面考慮，其綜合效益顯著，在國外，碳纖維剎車片的市場已被大力開發(fā)。隨著我國碳纖維研發(fā)技術(shù)的不斷完善，生產(chǎn)能力的的提高，價(jià)格的逐步降低，我國也將大力發(fā)展碳纖維剎車片產(chǎn)業(yè)。特別在我國路況日益好轉(zhuǎn)，公路鐵路事業(yè)迅猛發(fā)展，卡車、火車、汽車、摩托車、出租車等重型、高速行駛、制動(dòng)頻繁的車型對(duì)于制動(dòng)性能的要求日益提高。因此，發(fā)展碳纖維剎車片勢(shì)在必行。