本發(fā)明涉及摩擦材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料及其制備方法。

背景技術(shù)：

電機(jī)行業(yè)是一個傳統(tǒng)的行業(yè)，經(jīng)過200多年的發(fā)展，它已經(jīng)成為現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中不可或缺的核心、基礎(chǔ)，是國民經(jīng)濟(jì)中重要的一環(huán)。作為勞動密集型產(chǎn)業(yè)，我國發(fā)展電機(jī)制造業(yè)有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢，使用金屬纖維作為電機(jī)制動器摩擦片的增強(qiáng)纖維，普遍存在強(qiáng)度較差、產(chǎn)品磨損量大、噪音嚴(yán)重、抗沖擊強(qiáng)度較差，而且還具有摩擦系數(shù)不平穩(wěn)、熱衰退大和高溫磨損大等缺點(diǎn)，因此，將會給電機(jī)不能夠安全可靠地工作，增加了其危害性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供種一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料及其制備方法，本發(fā)明的摩擦材料具有較高的耐磨性、承壓性，同時硬度適中，材料的制備時間短，生產(chǎn)效率高，并能較好地保護(hù)纖維的力學(xué)性能，為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料，所述維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料包括以下質(zhì)量百分比的原料：碳纖維2％～8％、礦物纖維15％～23％、芳綸1％～4％、丁腈膠粉4％～7％、硫酸鋇9％～14％、高鋁礬土11％～17％、摩擦粉4％～7％、氧化鋁0.5％～2.5％、白炭黑5.5％～9％、塑膠粒3％～7％、白云母4％～7％、石墨7％～12％、樹脂7％～11％。

優(yōu)選的，所述維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料包括以下質(zhì)量百分比的原料：碳纖維2％～5％、礦物纖維17％～22％、芳綸1％～3％、丁腈膠粉5％～6％、硫酸鋇10％～11％、高鋁礬土12％～14％、摩擦粉5％～6％、氧化鋁1％～2％、白炭黑6％～7％、塑膠粒4％～6％、白云母5％～6％、石墨9％～10％、樹脂8％～9％。

優(yōu)選的，所述維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料包括以下質(zhì)量百分比的原料：碳纖維4％、礦物纖維20％、芳綸3％、丁腈膠粉6％、硫酸鋇11％、高鋁礬土14％、摩擦粉6％、氧化鋁2％、白炭黑7％、塑膠粒5％、白云母5％、石墨9％、樹脂8％。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，本發(fā)明提供一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

a.原料準(zhǔn)備：按照質(zhì)量百分比稱取碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料：碳纖維、礦物纖維、芳綸、丁腈膠粉、硫酸鋇、高鋁礬土、摩擦粉、氧化鋁、白炭黑、塑膠粒、白云母、石墨、樹脂；

b.碳纖維預(yù)處理：分別對碳纖維進(jìn)行表面氧化和烘干處理，去除表面雜質(zhì)，使碳纖維表面形成微孔；

c.機(jī)械攪拌：將芳綸和礦物纖維放入攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌混合，攪拌速度為1900r/min～2200r/min，攪拌時長為30s～50s，得到芳綸和礦物纖維混合物，然后將芳綸和礦物纖維混合物加入經(jīng)步驟b進(jìn)行過預(yù)處理的碳纖維；

d.二次機(jī)械攪拌：在步驟c的混合物中加入丁腈膠粉、硫酸鋇、高鋁礬土、摩擦粉、氧化鋁、白炭黑、塑膠粒、白云母、石墨、樹脂，然后用攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌速度為1900r/min～2200r/min，攪拌時長為50s～70s；

e.熱壓成型：將經(jīng)步驟d后的混合物放到恒溫鼓風(fēng)干燥箱里在60℃～85℃進(jìn)行一次預(yù)熱，將一次預(yù)熱后的混合物裝于硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱，然后熱壓成型；

f.固化熱處理：將熱壓成型后的混合物放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，設(shè)定鼓風(fēng)干燥箱的當(dāng)前溫度為70℃～90℃，設(shè)置程序?yàn)?0℃～90℃保溫0.5～2.5h，95℃～110℃保溫1.5h～3h，110℃～135℃保溫3h～5h，130℃～150℃保溫1.5h～3.5h，150℃～170℃保溫4h～6h后取出，得到碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料。

優(yōu)選的，所述步驟e中將混合物裝于硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱的預(yù)熱溫度為160℃～175℃、預(yù)壓時間為35s～50s，卸壓時間為7s～12s、排氣次數(shù)為3次～6次、熱壓壓力為10mpa～16mpa、壓制時間為6min～12min。

優(yōu)選的，：所述硫化機(jī)的型號是25t型硫化機(jī)。

優(yōu)選的，所述步驟b中的碳纖維預(yù)處理是將碳纖維浸泡于濃度為99.5％的丙酮溶液中20h～40h后取出，將其置于60℃～80℃干燥箱中干燥4h～8h，再將干燥后的碳纖維置入濃度為65％～68％的硝酸溶液中浸泡2h～5h后，取出用清水洗至中性并置于60℃～80℃的干燥箱中干燥3h～6h。

優(yōu)選的，所述步驟b中的碳纖維預(yù)處理采用馬弗爐氧化處理，所述馬弗爐氧化處理是將碳纖維浸泡于丙酮溶液中20h～40h后取出，將其置于60℃～80℃干燥箱中干燥5h～10h，再將干燥后的碳纖維置于馬弗爐中保溫3h～6h后停止保溫，便隨馬弗爐冷卻至250℃～300℃，再在室溫中進(jìn)行空冷至常溫。

優(yōu)選的，再將干燥后的碳纖維置于500℃～600℃的馬弗爐中保溫3h～6h后停止保溫。

本發(fā)明由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有如下顯著效果：

(1)、利用碳纖維材料本身的優(yōu)異性能，具有在高溫工作環(huán)境中制動平穩(wěn)、摩擦系數(shù)穩(wěn)定、磨損率低、制動無噪音的優(yōu)點(diǎn)，提高了材料的耐磨性、承壓性，同時硬度適中，更能滿足摩擦材料的要求；

(2)、本發(fā)明采用常規(guī)的干式制備法，具有制備時間短，生產(chǎn)效率高，并能較好地保護(hù)纖維的力學(xué)性能。

(3)、本發(fā)明的摩擦材料中所添加的碳纖維和礦物纖維對摩擦系數(shù)影響較大，由于碳纖維的價格比較昂貴，所添加的碳纖維比例又不能太多，因此為減少碳纖維使用的比例，進(jìn)而添加了礦物纖維的比例，以增強(qiáng)礦物纖維的比例以提高電機(jī)的摩擦系數(shù)，在本發(fā)明中，通過對摩擦材料材料及制備過程的改進(jìn)，從而提高了摩擦材料的力學(xué)性能。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的熱壓成型時的樣品圖；

圖2是本發(fā)明的試驗(yàn)機(jī)所需的樣品圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下參照附圖并舉出優(yōu)選實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)說明。然而，需要說明的是，說明書中列出的許多細(xì)節(jié)僅僅是為了使讀者對本發(fā)明的一個或多個方面有一個透徹的理解，即便沒有這些特定的細(xì)節(jié)也可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的這些方面。

實(shí)施例1：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料，所述維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料包括以下質(zhì)量百分比的原料：所述維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料包括以下質(zhì)量百分比的原料：碳纖維2％、礦物纖維23％、芳綸1％、丁腈膠粉4％、硫酸鋇13％、高鋁礬土17％、摩擦粉7％、氧化鋁2.5％、白炭黑5.5％、塑膠粒3％、白云母7％、石墨8％、樹脂7％。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

a.原料準(zhǔn)備：按照質(zhì)量百分比稱取碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料：碳纖維2％、礦物纖維23％、芳綸1％、丁腈膠粉4％、硫酸鋇13％、高鋁礬土17％、摩擦粉7％、氧化鋁2.5％、白炭黑5.5％、塑膠粒3％、白云母7％、石墨8％、樹脂7％；

b.碳纖維預(yù)處理：分別對碳纖維進(jìn)行表面氧化和烘干處理，去除表面雜質(zhì)，使碳纖維表面形成微孔；在該實(shí)施例中，碳纖維預(yù)處理是將碳纖維浸泡于濃度為99.5％的丙酮溶液中20h后取出，然后將其置于60℃干燥箱中干燥8h，再將干燥后的碳纖維置入濃度為65％硝酸溶液中浸泡5h后，取出用清水洗至中性并置于60℃的干燥箱中干燥6h；

c.機(jī)械攪拌：將芳綸和礦物纖維放入攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌混合，攪拌速度為2200r/min，攪拌時長為30s，得到芳綸和礦物纖維混合物，然后將芳綸和礦物纖維混合物加入經(jīng)步驟b進(jìn)行過預(yù)處理的碳纖維；

d.二次機(jī)械攪拌：在步驟c的混合物中加入丁腈膠粉、硫酸鋇、高鋁礬土、摩擦粉、氧化鋁、白炭黑、塑膠粒、白云母、石墨、樹脂，然后用攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌速度為2200r/min，攪拌時長為50s；

e.熱壓成型：將經(jīng)步驟d后的混合物放到恒溫鼓風(fēng)干燥箱里在80℃進(jìn)行一次預(yù)熱，將一次預(yù)熱后的混合物裝入硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱，然后熱壓成型；該實(shí)施例中，將混合物裝入硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱的預(yù)熱溫度為160℃、預(yù)壓時間35s，卸壓時間為7s、排氣次數(shù)為3次、熱壓壓力為11mpa、壓制時間為6min，所述硫化機(jī)的型號是25t型硫化機(jī)；

f.固化熱處理：將熱壓成型后的混合物放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，設(shè)定鼓風(fēng)干燥箱的當(dāng)前溫度為80℃，設(shè)置程序?yàn)?0℃保溫0.5h，100℃保溫1.5h，110℃保溫5h，130℃保溫2.5h，150℃保溫6h后取出，得到碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料。

實(shí)施例2：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料，所述維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料包括以下質(zhì)量百分比的原料：碳纖維4％、礦物纖維20％、芳綸3％、丁腈膠粉6％、硫酸鋇11％、高鋁礬土14％、摩擦粉6％、氧化鋁2％、白炭黑7％、塑膠粒5％、白云母5％、石墨9％、樹脂8％。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

a.原料準(zhǔn)備：按照質(zhì)量百分比稱取碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料：碳纖維4％、礦物纖維20％、芳綸3％、丁腈膠粉6％、硫酸鋇11％、高鋁礬土14％、摩擦粉6％、氧化鋁2％、白炭黑7％、塑膠粒5％、白云母5％、石墨9％、樹脂8％；

b.碳纖維預(yù)處理：分別對碳纖維進(jìn)行表面氧化和烘干處理，去除表面雜質(zhì)，使碳纖維表面形成微孔；在該實(shí)施例中，碳纖維預(yù)處理是將碳纖維浸泡于濃度為99.5％的丙酮溶液中30h后取出，然后將其置于70℃干燥箱中干燥6h，再將干燥后的碳纖維置入濃度為67％的硝酸溶液中浸泡3h后，取出用清水洗至中性并置于70℃的干燥箱中干燥5h；

c.機(jī)械攪拌：將芳綸和礦物纖維放入攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌混合，攪拌速度為2060r/min，攪拌時長為40s，得到芳綸和礦物纖維混合物，然后將芳綸和礦物纖維混合物加入經(jīng)步驟b進(jìn)行過預(yù)處理的碳纖維；

d.二次機(jī)械攪拌：在步驟c的混合物中加入丁腈膠粉、硫酸鋇、高鋁礬土、摩擦粉、氧化鋁、白炭黑、塑膠粒、白云母、石墨、樹脂，然后用攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌速度為2060r/min，攪拌時長為60s；

e.熱壓成型：將經(jīng)步驟d后的混合物放到恒溫鼓風(fēng)干燥箱里在80℃進(jìn)行一次預(yù)熱，將一次預(yù)熱后的混合物裝于硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱，然后熱壓成型；該實(shí)施例中，將混合物裝于硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱的預(yù)熱溫度為165℃、預(yù)壓時間45s，卸壓時間為10s、排氣次數(shù)為5次、熱壓壓力為14mpa、壓制時間為8min，所述硫化機(jī)的型號是25t型硫化機(jī)；

f.固化熱處理：將熱壓成型后的混合物放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，設(shè)定鼓風(fēng)干燥箱的當(dāng)前溫度為80℃，設(shè)置程序?yàn)?0℃保溫1h，100℃保溫2h，120℃保溫4h，140℃保溫2h，160℃保溫5h后取出，得到碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料。

實(shí)施例3：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料，所述維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料包括以下質(zhì)量百分比的原料：碳纖維5％、礦物纖維22％、芳綸4％、丁腈膠粉5％、硫酸鋇14％、高鋁礬土11％、摩擦粉5％、氧化鋁2％、白炭黑7％、塑膠粒5％、白云母4％、石墨7％、樹脂9％。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

a.原料準(zhǔn)備：按照質(zhì)量百分比稱取碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料：碳纖維5％、礦物纖維22％、芳綸4％、丁腈膠粉5％、硫酸鋇14％、高鋁礬土11％、摩擦粉5％、氧化鋁2％、白炭黑7％、塑膠粒5％、白云母4％、石墨7％、樹脂9％；

b.碳纖維預(yù)處理：分別對碳纖維進(jìn)行表面氧化和烘干處理，去除表面雜質(zhì)，使碳纖維表面形成微孔；在該實(shí)施例中，碳纖維預(yù)處理是將碳纖維浸泡于濃度為99.5％(w/％)的丙酮溶液中40h后取出，然后將其置于80℃干燥箱中干燥4h，再將干燥后的碳纖維置入濃度為68％(w/％)的硝酸溶液中浸泡2h后，取出用清水洗至中性并置于80℃的干燥箱中干燥3h；

c.機(jī)械攪拌：將芳綸和礦物纖維放入攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌混合，攪拌速度為1900r/min，攪拌時長為50s，得到芳綸和礦物纖維混合物，然后將芳綸和礦物纖維混合物加入經(jīng)步驟b進(jìn)行過預(yù)處理的碳纖維；

d.二次機(jī)械攪拌：在步驟c的混合物中加入丁腈膠粉、硫酸鋇、高鋁礬土、摩擦粉、氧化鋁、白炭黑、塑膠粒、白云母、石墨、樹脂，然后用攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌速度為1900r/min，攪拌時長為70s；

e.熱壓成型：將經(jīng)步驟d后的混合物放到恒溫鼓風(fēng)干燥箱里在80℃進(jìn)行一次預(yù)熱，將一次預(yù)熱后的混合物裝于硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱，然后熱壓成型；該實(shí)施例中，將混合物裝于硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱的預(yù)熱溫度為165℃、預(yù)壓時間50s，卸壓時間為12s、排氣次數(shù)為6次、熱壓壓力為16mpa、壓制時間為10min，所述硫化機(jī)的型號是25t型硫化機(jī)；

f.固化熱處理：將熱壓成型后的混合物放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，設(shè)定鼓風(fēng)干燥箱的當(dāng)前溫度為80℃，設(shè)置程序?yàn)?0℃保溫1.5h，100℃保溫2.5h，130℃保溫3h，150℃保溫2.5h，170℃保溫4h后取出，得到碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料。

實(shí)施例4：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料，所述維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料包括以下質(zhì)量百分比的原料：所述維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料包括以下質(zhì)量百分比的原料：碳纖維6％、礦物纖維19％、芳綸3％、丁腈膠粉6％、硫酸鋇9％、高鋁礬土13％、摩擦粉6％、氧化鋁2％、白炭黑8％、塑膠粒6％、白云母5％、石墨9％、樹脂8％。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

a.原料準(zhǔn)備：按照質(zhì)量百分比進(jìn)行稱取碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料：碳纖維6％、礦物纖維19％、芳綸3％、丁腈膠粉6％、硫酸鋇9％、高鋁礬土13％、摩擦粉6％、氧化鋁2％、白炭黑8％、塑膠粒6％、白云母5％、石墨9％、樹脂8％；

b.碳纖維預(yù)處理：分別對碳纖維進(jìn)行表面氧化和烘干處理，去除表面雜質(zhì)，使碳纖維表面形成微孔；在該實(shí)施例中，碳纖維預(yù)處理是將碳纖維浸泡于濃度為99.5％(w/％)的丙酮溶液中35h后取出，然后將其置于80℃干燥箱中干燥5h，再將干燥后的碳纖維置入濃度為66％(w/％)的硝酸溶液中浸泡4h后，取出用清水洗至中性并置于65℃的干燥箱中干燥4h；

c.機(jī)械攪拌：將芳綸和礦物纖維放入攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌混合，攪拌速度為2100r/min，攪拌時長為45s，得到芳綸和礦物纖維混合物，然后將芳綸和礦物纖維混合物加入經(jīng)步驟b進(jìn)行過預(yù)處理的碳纖維；

d.二次機(jī)械攪拌：在步驟c的混合物中加入丁腈膠粉、硫酸鋇、高鋁礬土、摩擦粉、氧化鋁、白炭黑、塑膠粒、白云母、石墨、樹脂，然后用攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌速度為2100r/min，攪拌時長為65s；

e.熱壓成型：將經(jīng)步驟d后的混合物放到恒溫鼓風(fēng)干燥箱里在60℃進(jìn)行一次預(yù)熱，將一次預(yù)熱后的混合物裝于硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱，然后熱壓成型；該實(shí)施例中，將混合物裝于硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱的預(yù)熱溫度為175℃、預(yù)壓時間40s，卸壓時間為8s、排氣次數(shù)為4次、熱壓壓力為13mpa、壓制時間為8min，所述硫化機(jī)的型號是25t型硫化機(jī)；

f.固化熱處理：將熱壓成型后的混合物放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，設(shè)定鼓風(fēng)干燥箱的當(dāng)前溫度為70℃，設(shè)置程序?yàn)?0℃保溫2.5h，95℃保溫3h，110℃保溫3h，140℃保溫3.5h，165℃保溫5h后取出，得到碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料。

實(shí)施例5：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料，所述維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料包括以下質(zhì)量百分比的原料：碳纖維8％、礦物纖維17％、芳綸2％、丁腈膠粉5％、硫酸鋇11％、高鋁礬土12％、摩擦粉6％、氧化鋁1％、白炭黑9％、塑膠粒4％、白云母6％、石墨10％、樹脂9％。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

a.原料準(zhǔn)備：按照質(zhì)量百分比稱取碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料：碳纖維8％、礦物纖維17％、芳綸2％、丁腈膠粉5％、硫酸鋇11％、高鋁礬土12％、摩擦粉6％、氧化鋁1％、白炭黑9％、塑膠粒4％、白云母6％、石墨10％、樹脂9％；

b.碳纖維預(yù)處理：分別對碳纖維進(jìn)行表面氧化和烘干處理，去除表面雜質(zhì)，使碳纖維表面形成微孔；在該實(shí)施例中，碳纖維預(yù)處理是將碳纖維浸泡于濃度為99.5％(w/％)的丙酮溶液中25h后取出，將其置于72℃干燥箱中干燥7h，再將干燥后的碳纖維置入濃度為66％(w/％)的硝酸溶液中浸泡4.5h后，用清水洗至中性并置于68℃的干燥箱中干燥4h；

c.機(jī)械攪拌：將芳綸和礦物纖維放入攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌混合，攪拌速度為2000r/min，攪拌時長為40s，得到芳綸和礦物纖維混合物，然后將芳綸和礦物纖維混合物加入經(jīng)步驟b進(jìn)行過預(yù)處理的碳纖維；

d.二次機(jī)械攪拌：在步驟c的混合物中加入丁腈膠粉、硫酸鋇、高鋁礬土、摩擦粉、氧化鋁、白炭黑、塑膠粒、白云母、石墨、樹脂，然后用攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌速度為2000r/min，攪拌時長為65s；

e.熱壓成型：將經(jīng)步驟d后的混合物放到恒溫鼓風(fēng)干燥箱里在85℃進(jìn)行一次預(yù)熱，將一次預(yù)熱后的混合物裝于硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱，然后熱壓成型；該實(shí)施例中，將混合物裝于硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱的預(yù)熱溫度為160℃、預(yù)壓時間40s，卸壓時間為8s、排氣次數(shù)為4次、熱壓壓力為10mpa、壓制時間為7min，所述硫化機(jī)的型號是25t型硫化機(jī)；

f.固化熱處理：將熱壓成型后的混合物放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，設(shè)定鼓風(fēng)干燥箱的當(dāng)前溫度為85℃，設(shè)置程序?yàn)?5℃保溫0.8h，105℃保溫2.5h，135℃保溫3h，145℃保溫2h，165℃保溫4h后取出，得到碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料。

實(shí)施例6：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料，所述維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料包括以下質(zhì)量百分比的原料：碳纖維7％、礦物纖維15％、芳綸1.5％、丁腈膠粉7％、硫酸鋇10％、高鋁礬土15％、摩擦粉4％、氧化鋁0.5％、白炭黑6％、塑膠粒7％、白云母4％、石墨12％、樹脂11％。

根據(jù)本發(fā)明的另一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料的制備方法，包括以下步驟：

a.原料準(zhǔn)備：按照質(zhì)量百分比稱取碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料：碳纖維7％、礦物纖維15％、芳綸1.5％、丁腈膠粉7％、硫酸鋇10％、高鋁礬土15％、摩擦粉4％、氧化鋁0.5％、白炭黑6％、塑膠粒7％、白云母4％、石墨12％、樹脂11％；

b.碳纖維預(yù)處理：分別對碳纖維進(jìn)行表面氧化和烘干處理，去除表面雜質(zhì)，使碳纖維表面形成微孔；在該實(shí)施例中，碳纖維預(yù)處理是將碳纖維浸泡于濃度為99.5％(w/％)的丙酮溶液中28h后取出，將其置于67℃干燥箱中干燥6h，再將干燥后的碳纖維置入濃度為66％(w/％)的硝酸溶液中浸泡2.5h后，取出用清水洗至中性并置于65℃的干燥箱中干燥5.5h；

c.機(jī)械攪拌：將芳綸和礦物纖維放入攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌混合，攪拌速度為2100r/min，攪拌時長為40s，得到芳綸和礦物纖維混合物，然后將芳綸和礦物纖維混合物加入經(jīng)步驟b進(jìn)行過預(yù)處理的碳纖維；

d.二次機(jī)械攪拌：在步驟c的混合物中加入丁腈膠粉、硫酸鋇、高鋁礬土、摩擦粉、氧化鋁、白炭黑、塑膠粒、白云母、石墨、樹脂，然后用攪拌機(jī)進(jìn)行機(jī)械攪拌，攪拌速度為2100r/min，攪拌時長為65s；

e.熱壓成型：將經(jīng)步驟d后的混合物放到恒溫鼓風(fēng)干燥箱里在70℃進(jìn)行一次預(yù)熱，將一次預(yù)熱后的混合物裝于硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱，然后熱壓成型；該實(shí)施例中，將混合物裝于硫化機(jī)中進(jìn)行二次預(yù)熱的預(yù)熱溫度為170℃、預(yù)壓時間50s，卸壓時間為12s、排氣次數(shù)為6次、熱壓壓力為10mpa、壓制時間為12min，所述硫化機(jī)的型號是25t型硫化機(jī)；

f.固化熱處理：將熱壓成型后的混合物放入電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱中，設(shè)定鼓風(fēng)干燥箱的當(dāng)前溫度為90℃，設(shè)置程序?yàn)?0℃保溫0.6h，110℃保溫1.5h，125℃保溫3h，145℃保溫1.5h，155℃保溫4.5h后取出，得到碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料。

實(shí)施例7：

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，該實(shí)施例提供了一種碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料，所述維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料包括以下質(zhì)量百分比的原料：碳纖維12％、礦物纖維25％、芳綸3％、丁腈膠粉6％、硫酸鋇11％、高鋁礬土14％、摩擦粉6％、氧化鋁2％、白炭黑7％、塑膠粒5％、白云母4％、石墨9％、樹脂8％。

該實(shí)施例的制備方法與實(shí)施例4相似，其區(qū)別在于碳纖維預(yù)處理：分別對碳纖維進(jìn)行表面氧化和烘干處理，去除表面雜質(zhì)，使碳纖維表面形成微孔；在該實(shí)施例中，碳纖維預(yù)處理是將碳纖維浸泡于度為99.5％(w/％)的丙酮溶液中28h后取出，將其置于70℃干燥箱中干燥7h，再將干燥后的碳纖維置入濃度為68％(w/％)的硝酸溶液中浸泡3h后，取出用清水洗至中性并置于750℃的干燥箱中干燥5h；

實(shí)施例8：

該實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于碳纖維預(yù)處理，分別對碳纖維進(jìn)行表面氧化和烘干處理，去除表面雜質(zhì)，使碳纖維表面形成微孔，在該實(shí)施例中，所述碳纖維預(yù)處理為馬弗爐氧化處理，所述馬弗爐氧化處理是將碳纖維浸泡于濃度為99.5％(w/％)的丙酮溶液中20h后取出，將其置于60℃干燥箱中干燥10h，再將干燥后的碳纖維置于500℃的馬弗爐中保溫6h后停止保溫，便隨馬弗爐冷卻至250℃，再在室溫中進(jìn)行空冷至常溫。

實(shí)施例9：

該實(shí)施例與實(shí)施例3的區(qū)別在于碳纖維預(yù)處理，分別對碳纖維進(jìn)行表面氧化和烘干處理，去除表面雜質(zhì)，使碳纖維表面形成微孔，在該實(shí)施例中，所述碳纖維預(yù)處理為馬弗爐氧化處理，所述馬弗爐氧化處理是將碳纖維浸泡于濃度為99.5％(w/％)的丙酮溶液中40h后取出，將其置于80℃干燥箱中干燥5h，再將干燥后的碳纖維置于600℃的馬弗爐中保溫3h后停止保溫，便隨馬弗爐冷卻至300℃，再在室溫中進(jìn)行空冷至常溫。

實(shí)施例10：

該實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于碳纖維預(yù)處理，分別對碳纖維進(jìn)行表面氧化和烘干處理，去除表面雜質(zhì)，使碳纖維表面形成微孔，在該實(shí)施例中，所述碳纖維預(yù)處理為馬弗爐氧化處理，所述馬弗爐氧化處理是將碳纖維浸泡于濃度為99.5％(w/％)的丙酮溶液中30h后取出，將其置于70℃干燥箱中干燥8h，再將干燥后的碳纖維置于560℃的馬弗爐中保溫5h后停止保溫，便隨馬弗爐冷卻至280℃，再在室溫中進(jìn)行空冷至常溫。

實(shí)施例11：

該實(shí)施例與實(shí)施例2的區(qū)別在于碳纖維預(yù)處理，在該實(shí)施例中，碳纖維不作任何處理，而是將碳纖維預(yù)處理是直接用清水洗凈后置于70℃的干燥箱中干燥5h，然后在按照實(shí)施例2中所制備的過程依次進(jìn)行機(jī)械攪拌、二次機(jī)械攪拌、熱壓成型、固化熱處理。

實(shí)施例12：碳纖維的性能測試與測樣品的制備

碳纖維，是一種含碳量在95％以上的高強(qiáng)度、高模量纖維的新型纖維材料。它是由片狀石墨微晶等有機(jī)纖維沿纖維軸向方向堆砌而成，經(jīng)碳化及石墨化處理而得到的微晶石墨材料。碳纖維"外柔內(nèi)剛"，質(zhì)量比金屬鋁輕，但強(qiáng)度卻高于鋼鐵，在國防軍工和民用方面都是重要材料，碳纖維具有許多優(yōu)良性能，碳纖維的軸向強(qiáng)度和模量高，密度低、比性能高，無蠕變，非氧化環(huán)境下耐超高溫，耐疲勞性好，比熱及導(dǎo)電性介于非金屬和金屬之間，熱膨脹系數(shù)小且具有各向異性，耐腐蝕性好，x射線透過性好。它不僅具有碳材料的固有本征特性，又兼?zhèn)浼徔椑w維的柔軟可加工性，是新一代增強(qiáng)纖維。

本發(fā)明碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料實(shí)驗(yàn)研究，目前來說，碳纖維最大的不足之處就在于混料過程中分散性不好?；炝线^程中會出現(xiàn)碳纖維不均勻的情況從而影響到摩擦材料的各種性能。對碳纖維進(jìn)行表面處理也是提高其分散性的一種方法，表面處理后，纖維表面的保護(hù)膠層會被除掉，使得碳纖維出現(xiàn)一定的親水性能，其活性比表面積增大，利于與其他物質(zhì)均勻混合。本實(shí)驗(yàn)通過制備碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料樣品，研究了摩擦材料樣品組織形貌以及碳纖維的表面改性對硬度和摩擦磨損性能的影響。實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備：實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備如下表1所示

表1：實(shí)驗(yàn)用儀器設(shè)備

在本實(shí)驗(yàn)中的性能測試中，摩擦材料經(jīng)熱壓成型后壓制出來的樣品為圓柱體，且底面直徑為90mm，如圖1，而試驗(yàn)機(jī)需要的樣品尺寸為25m×m25mm×10mm樣品(如圖2)，故而要對壓制的樣品進(jìn)行加工；加工方法是：首先，在圓柱體上勾勒出四個邊長為25mm的正方形，相鄰正方形間留出加工余量，然后用鋼鋸把其切割出來，切割得到的樣品邊緣還不是很平整，因此切割出來的樣品需用砂輪初略打磨切割處，再經(jīng)粗砂紙打磨后使其剛好能夠嵌入試驗(yàn)機(jī)的樣品槽中即可。

摩擦試驗(yàn)機(jī)每次測試三塊樣品，用于摩擦實(shí)驗(yàn)的面需要進(jìn)行更細(xì)致的打磨，首先用粗砂紙將測試面磨平，盡量使三塊樣品在同一個水平面上且每塊樣品的摩擦面平整，再用細(xì)砂紙打磨，以求獲得更便于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的樣品。

3)測試項(xiàng)目

a.硬度：使用xhr-150塑料洛氏硬度計(jì)測量樣品的硬度；

b.摩擦磨損試驗(yàn)：本試驗(yàn)采用mm1000-ⅲ型摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)，將試驗(yàn)參數(shù)設(shè)置為壓力0.75mpa，慣量為0.400kgxm²樣品面積為18.75cm²，樣品半徑為5cm后，分別用2000r/min、2500r/min和3000r/min的轉(zhuǎn)速對樣品進(jìn)行摩擦磨損試驗(yàn)。

c.壓縮試驗(yàn)：本次壓縮試驗(yàn)所采用設(shè)備為微機(jī)控制電子式萬能試驗(yàn)機(jī)。

4)各樣品性能測試結(jié)果及分析，實(shí)施例1至實(shí)施例7中各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)表如表2所示，性能測試結(jié)果如表3所示。

表2：實(shí)例1至實(shí)施例7中各組分的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)

表3：性能測試結(jié)果

(1)總體上看，不同處理方式的碳纖維對樣品密度有波動但是變化不大，較平穩(wěn)；

(2)在不同樣品中，發(fā)現(xiàn)經(jīng)丙酮浸泡的碳纖維材料摩擦性能最好，是因?yàn)樘祭w維經(jīng)過了表面處理，使其與基體的結(jié)合性好，經(jīng)過氣相氧化的碳纖維因有燒損的情況，碳纖維含量有所下降從而影響了碳纖維增強(qiáng)樹脂基摩擦材料的摩擦性能。

(3)無處理的碳纖維復(fù)合摩擦材料的壓縮強(qiáng)度最高,與丙酮與氣相處理的碳纖維復(fù)合摩擦材料的抗壓強(qiáng)度相差不大，壓縮是一種力學(xué)性能，不同的碳纖維長度、直徑、模量等都會對其摩擦材料的力學(xué)性能產(chǎn)生影響，無處理的碳纖維表面較光滑不易產(chǎn)生應(yīng)力集中，經(jīng)過表面處理的碳纖維表面粗糙度增大，直徑長度均變小易產(chǎn)應(yīng)力集中。

以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以作出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。