生物纖維增強低樹脂摩擦材料的結構仿生及摩擦學行為

《生物纖維增強低樹脂摩擦材料的結構仿生及摩擦學行為》是依託吉林大學，由馬雲海擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：生物纖維增強低樹脂摩擦材料的結構仿生及摩擦學行為
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：馬雲海
• 依託單位：吉林大學

項目摘要

以螺旋型、啞鈴型及念珠型（啞鈴型與螺旋型的耦合）三種仿生結構的麻、棉、竹、羊毛等生物纖維和碳纖維混雜增強酚醛樹脂，通過混料造粒技術和第二粘結劑技術製備出低含量酚醛樹脂摩擦材料。主要研究顆粒內部結構對於調節和控制摩擦材料的物理、機械性能的影響，探討纖維仿生結構與造粒結構及其二者的耦合作用對於摩擦材料性能的影響機理；探索第一、第二粘結劑在摩擦制動條件下的作用機制及其對摩擦材料力學性能和摩擦學性能的影響機理，使粘結劑由結構功能元素轉變為結構與工藝介質元素的耦合；仿真分析摩擦材料的摩擦學行為，研究結構仿生纖維與基體的界面結合性質以及對力學和摩擦學性能的影響機制；探索結構仿生化的生物纖維與短碳纖維對摩擦材料的摩擦學性能、機械性能、高溫性能影響的協同效應及機理；綜合決策生物纖維增強低樹脂摩擦材料的設計原則與方案，為研製摩擦因數穩定、硬度低、樹脂含量低和耐熱性高的摩擦材料製品奠定理論基礎和提供技術支撐。

結題摘要

本項目瞄準汽車摩擦制動材料的現狀和發展趨勢，開展生物纖維和碳纖維等多元纖維增強低樹脂摩擦材料的結構仿生及摩擦學行為研究。以碳纖維和螺旋型、啞鈴型及念珠型的棉纖維、麻纖維、羊毛纖維和竹纖維等結構仿生化的生物纖維為增強纖維，以酚醛樹脂為第一粘結劑，利用仿生纖維編織機製備螺旋型、啞鈴型及念珠型生物纖維並對其進行表面改性處理。通過混料造粒技術進行顆粒料內部結構設計，調節和控制摩擦材料的物理性能(摩擦材料的密度、氣孔率、可壓縮性、導熱性、固有頻率)。尋找單一的或多種物質混合併且能在摩擦制動溫度條件下反應並將摩擦材料粉體包容，發揮粘結劑作用的第二粘結劑材料。採用造粒技術、顆粒包覆和利用第二粘結劑等手段，獲得具有穩定摩擦因數、低硬度、低樹脂含量和良好耐熱性能的摩擦材料。使摩擦材料由單純材料設計向材料與結構耦合設計發展，使粘結劑由結構功能元素轉變為結構與工藝介質元素的耦合。探索多元纖維(碳纖維與生物纖維)增強對摩擦學性能、機械性能、耐熱性及導熱性等主要性能的互動作用的細觀與微觀機制和協同效應及機理，探討第一粘結劑（酚醛樹脂）和第二粘結劑對摩擦材料性能的影響規律，探索第二粘結劑在摩擦材料中的摩擦學行為。