复合材料及其制备方法、制动衬片、刹车片、制动系统和交通工具与流程

本发明涉及制动，尤其是涉及一种复合材料及其制备方法、制动衬片、刹车片、制动系统和交通工具。

背景技术：

1、刹车片通常由制动衬片和背板等部分组成。当驾驶员踩下制动踏板时，刹车片向碳陶盘靠近，以使制动衬片紧紧压在旋转的碳陶盘上，使刹车片与碳陶盘的摩擦表面紧密接触，通过摩擦力来阻止碳陶盘的旋转，从而实现车辆的制动。

2、相关技术中，用以匹配碳陶盘使用的刹车片中，通常采用半金属或少金属树脂基制动衬片。然而，若制动衬片中金属纤维含量过高时，易出现金属纤维裸露划盘而导致噪音较大，并且金属纤维裸露也会划伤碳陶盘，从而出现碳陶盘表面涂层脱落现象，影响碳陶盘的正常使用。若制动衬片中金属纤维含量过低时，会增加陶瓷颗粒含量，易出现陶瓷颗粒脱落，产生噪音的同时会损伤碳陶盘表面，且摩擦系数可能无法满足使用需求。因此，如何得到具有较优的制动性能的同时也具有低噪音的制备制动衬片的材料是面临的一个挑战。

技术实现思路

1、本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种复合材料，能够保证摩擦系数能满足使用需求的同时，有效地降低制动噪音。

2、本发明的第二个目的在于提出一种上述复合材料的制备方法。

3、本发明的第三个目的在于提出一种采用上述复合材料的制动衬片。

4、本发明的第四个目的在于提出一种采用上述复合材料或制动衬片的刹车片。

5、本发明的第五个目的在于提出一种采用上述复合材料、制动衬片或刹车片的制动系统。

6、本发明的第六个目的在于提出一种采用上述复合材料、制动衬片、刹车片或制动系统的交通工具。

7、根据本发明第一方面实施例的复合材料，包括：纤维材料，所述纤维材料上包覆有氧化膜层，所述氧化膜层上包覆有粘结层。

8、根据本发明实施例的复合材料，具有纤维材料-氧化膜层-粘结层的包裹结构。氧化膜层和粘结层的包裹，使得在不改变纤维材料的含量的同时，增加了复合材料表面的耐磨性，同时使其具有合适的摩擦系数，用于制动衬片时保证了制动衬片的制动性能，也提升了复合材料的使用性能。此外，还增加了复合材料的整体厚度，使得纤维材料在使用过程中不易裸露，有效地降低了制动过程中制动衬片与碳陶盘接触产生的噪音，提升了制动衬片的使用性能。

9、根据本发明的一些实施例，所述氧化膜层上形成有多个微孔，所述粘结层的至少部分填充在多个所述微孔内。

10、根据本发明的一些实施例，所述氧化膜层上的孔隙率为n，所述n满足：80%≤n≤95%。

11、根据本发明的一些实施例，所述n进一步满足：85%≤n≤90%。

12、根据本发明的一些实施例，所述微孔的深度为h，所述微孔的孔径为w，其中，所述h、w分别满足：2μm≤h≤5μm，0.5μm≤w≤1.5μm。

13、根据本发明的一些实施例，所述h进一步满足：2μm≤h≤3μm。

14、根据本发明的一些实施例，所述氧化膜层的厚度为d，其中，所述d满足：10μm≤d≤20μm。

15、根据本发明的一些实施例，所述d进一步满足：12μm≤d≤15μm。

16、根据本发明的一些实施例，所述纤维材料包括钢纤维和/或铜纤维，所述氧化膜层为所述纤维材料的氧化物。

17、根据本发明的一些实施例，所述纤维材料包括钢纤维时，所述钢纤维的长度为l1，所述钢纤维的直径为d1，所述l1、d1分别满足：3.0mm≤l1≤5.0mm，150μm≤d1≤200μm；和/或，所述纤维材料包括铜纤维时，所述铜纤维的长度为l2，所述铜纤维的直径为d2，所述l2、d2分别满足：2.5mm≤l2≤3.5mm，100μm≤d2≤200μm。

18、根据本发明的一些实施例，所述粘接层由树脂材料形成，所述树脂材料选自酚醛树脂、环氧树脂、聚氨酯树脂和聚酰亚胺树脂中的至少一种。

19、根据本发明第二方面实施例的复合材料的制备方法，包括以下步骤：

20、通过阳极氧化的方式在纤维材料表面形成氧化膜层；

21、将具有所述氧化膜层的所述纤维材料放入粘结剂溶液中，在所述氧化膜层的表面形成粘结层，得到根据上述第一方面实施例所述的复合材料。

22、根据本发明的一些实施例，所述通过阳极氧化的方式在纤维材料表面形成氧化膜层具体包括：以所述纤维材料作为阳极，以第一材料作为阴极，以第一溶液作为电解液，在第一电压p0下，氧化第一时间t0，以在所述纤维材料表面形成具有微孔的所述氧化膜层。

23、根据本发明的一些实施例，所述第一材料为惰性材料；和/或，所述第一溶液为醇类和氟化物的混合液；和/或，所述p0满足：20v≤p0≤30v；和/或，所述t0满足：30min≤t0≤60min。

24、根据本发明的一些实施例，所述醇类选自乙醇、乙二醇、丙二醇和甘油中的至少一种；和/或，所述氟化物选自氟化铵、氟化氢铵、氟化钠、氟化钾、氟硼酸铵、氟硅酸铵、氟钛酸铵和四丁基氟化铵中的至少一种。

25、根据本发明的一些实施例，所述醇类的浓度为0.1mol/l-1mol/l；和/或，所述氟化物的浓度为0.1mol/l-1mol/l。

26、根据本发明的一些实施例，所述将具有所述氧化膜层的所述纤维材料放入粘结剂溶液中之后还包括：在预设压力p下，搅拌预设时间t后，以形成所述粘结层。

27、根据本发明的一些实施例，所述p满足：1mpa≤p≤5mpa；和/或，所述t满足：10min≤t≤30min。

28、根据本发明的一些实施例，所述p进一步满足：2mpa≤p≤3mpa。

29、根据本发明第三方面实施例的制动衬片，包括根据上述第一方面实施例所述的复合材料，或根据上述第二方面实施例所述的制备方法制得的复合材料。

30、根据本发明的一些实施例，所述复合材料在所述制动衬片中的质量占比为m，其中，所述m满足：40%≤m≤50%。

31、根据本发明的一些实施例，所述m进一步满足：43%≤m≤45%。

32、根据本发明的一些实施例，按重量份计，所述制动衬片包括：40份-50份所述复合材料、6份-10份粘结剂、1份-3份增强纤维、10份-15份陶瓷粉、15份-20份减磨填料和10份-15份增磨填料。

33、根据本发明的一些实施例，所述制动衬片的平均摩擦系数为μmon，其中，所述μmon满足：0.417＜μmon≤0.460；和/或，所述制动衬片的最小摩擦系数为μmin，其中，所述μmin满足：0.303＜μmin≤0.360。

34、根据本发明的一些实施例，所述制动衬片的制动噪音为d，70dba≤d＜80dba时的发生率为n1，所述n1满足：1.9%≤n1≤7.8%；和/或，所述制动衬片的制动噪音为d，80dba≤d＜90dba时的发生率为n2，所述n2满足：n2≤4.7%；和/或，所述制动衬片的制动噪音为d，90dba≤d≤100dba时的发生率为n3，所述n3满足：n3≤1.1%。

35、根据本发明第四方面实施例的刹车片，包括根据上述第一方面实施例所述的复合材料，或根据上述第二方面实施例所述的制备方法制得的复合材料，或根据上述第三方面实施例所述的制动衬片。

36、根据本发明第五方面实施例的制动系统，包括根据上述第一方面实施例所述的复合材料，或根据上述第二方面实施例所述的制备方法制得的复合材料，或根据上述第三方面实施例所述的制动衬片，或根据上述第四方面实施例所述的刹车片。

37、根据本发明第六方面实施例的交通工具，包括根据上述第一方面实施例所述的复合材料，或根据上述第二方面实施例所述的制备方法制得的复合材料，或根据上述第三方面实施例所述的制动衬片，或根据上述第四方面实施例所述的刹车片，或根据上述第五方面实施例所述的制动系统。

38、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。