The tribological and wear behavior of aluminum matrix composites
1
1998
... 在“双碳”目标背景下，轻量化是轨道交通装备发展的必然趋势.制动盘作为轨道交通车辆的关键部件，其轻量化备受业界关注[1,2].铝基复合材料具有轻质、高比强度、高比模量、高热导率、高耐磨性等特点，是制动盘的理想材料[3,4].SiCp具有硬度高、密度低、导热性好、成本低等特点，是铝基复合材料增强相的首选材料.相较于传统的铸铁制动盘，SiCp增强铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，还可改善轮轨关系，从而降低能耗和维护成本.国内北京、上海、广州、深圳、武汉等多个城市的部分地铁线路已经采用进口铝基复合材料制动盘，应用效果良好.近年来，国内相关单位在SiCp增强铝基复合材料制动盘的研发及应用上取得了较大进展，其强度等关键性能指标大幅提升，划痕等问题得到显著改善，现已逐步完成自主化研发与装车考核，并实现批量化应用. ...
铝基复合材料的摩擦磨损性能
1
1998
... 在“双碳”目标背景下，轻量化是轨道交通装备发展的必然趋势.制动盘作为轨道交通车辆的关键部件，其轻量化备受业界关注[1,2].铝基复合材料具有轻质、高比强度、高比模量、高热导率、高耐磨性等特点，是制动盘的理想材料[3,4].SiCp具有硬度高、密度低、导热性好、成本低等特点，是铝基复合材料增强相的首选材料.相较于传统的铸铁制动盘，SiCp增强铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，还可改善轮轨关系，从而降低能耗和维护成本.国内北京、上海、广州、深圳、武汉等多个城市的部分地铁线路已经采用进口铝基复合材料制动盘，应用效果良好.近年来，国内相关单位在SiCp增强铝基复合材料制动盘的研发及应用上取得了较大进展，其强度等关键性能指标大幅提升，划痕等问题得到显著改善，现已逐步完成自主化研发与装车考核，并实现批量化应用. ...
Effects of Cu content on the wear properties of Al2O3·SiO2sf/Al-Cu composites
1
2013
... 在“双碳”目标背景下，轻量化是轨道交通装备发展的必然趋势.制动盘作为轨道交通车辆的关键部件，其轻量化备受业界关注[1,2].铝基复合材料具有轻质、高比强度、高比模量、高热导率、高耐磨性等特点，是制动盘的理想材料[3,4].SiCp具有硬度高、密度低、导热性好、成本低等特点，是铝基复合材料增强相的首选材料.相较于传统的铸铁制动盘，SiCp增强铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，还可改善轮轨关系，从而降低能耗和维护成本.国内北京、上海、广州、深圳、武汉等多个城市的部分地铁线路已经采用进口铝基复合材料制动盘，应用效果良好.近年来，国内相关单位在SiCp增强铝基复合材料制动盘的研发及应用上取得了较大进展，其强度等关键性能指标大幅提升，划痕等问题得到显著改善，现已逐步完成自主化研发与装车考核，并实现批量化应用. ...
Cu含量对Al2O3·SiO2sf/Al-Cu复合材料耐磨性能的影响
1
2013
... 在“双碳”目标背景下，轻量化是轨道交通装备发展的必然趋势.制动盘作为轨道交通车辆的关键部件，其轻量化备受业界关注[1,2].铝基复合材料具有轻质、高比强度、高比模量、高热导率、高耐磨性等特点，是制动盘的理想材料[3,4].SiCp具有硬度高、密度低、导热性好、成本低等特点，是铝基复合材料增强相的首选材料.相较于传统的铸铁制动盘，SiCp增强铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，还可改善轮轨关系，从而降低能耗和维护成本.国内北京、上海、广州、深圳、武汉等多个城市的部分地铁线路已经采用进口铝基复合材料制动盘，应用效果良好.近年来，国内相关单位在SiCp增强铝基复合材料制动盘的研发及应用上取得了较大进展，其强度等关键性能指标大幅提升，划痕等问题得到显著改善，现已逐步完成自主化研发与装车考核，并实现批量化应用. ...
Research progress on particle reinforced aluminum matrix composites for brake discs in rail transit
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2022
... 在“双碳”目标背景下，轻量化是轨道交通装备发展的必然趋势.制动盘作为轨道交通车辆的关键部件，其轻量化备受业界关注[1,2].铝基复合材料具有轻质、高比强度、高比模量、高热导率、高耐磨性等特点，是制动盘的理想材料[3,4].SiCp具有硬度高、密度低、导热性好、成本低等特点，是铝基复合材料增强相的首选材料.相较于传统的铸铁制动盘，SiCp增强铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，还可改善轮轨关系，从而降低能耗和维护成本.国内北京、上海、广州、深圳、武汉等多个城市的部分地铁线路已经采用进口铝基复合材料制动盘，应用效果良好.近年来，国内相关单位在SiCp增强铝基复合材料制动盘的研发及应用上取得了较大进展，其强度等关键性能指标大幅提升，划痕等问题得到显著改善，现已逐步完成自主化研发与装车考核，并实现批量化应用. ...
轨道交通制动盘用颗粒增强铝基复合材料研究及进展
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2022
... 在“双碳”目标背景下，轻量化是轨道交通装备发展的必然趋势.制动盘作为轨道交通车辆的关键部件，其轻量化备受业界关注[1,2].铝基复合材料具有轻质、高比强度、高比模量、高热导率、高耐磨性等特点，是制动盘的理想材料[3,4].SiCp具有硬度高、密度低、导热性好、成本低等特点，是铝基复合材料增强相的首选材料.相较于传统的铸铁制动盘，SiCp增强铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，还可改善轮轨关系，从而降低能耗和维护成本.国内北京、上海、广州、深圳、武汉等多个城市的部分地铁线路已经采用进口铝基复合材料制动盘，应用效果良好.近年来，国内相关单位在SiCp增强铝基复合材料制动盘的研发及应用上取得了较大进展，其强度等关键性能指标大幅提升，划痕等问题得到显著改善，现已逐步完成自主化研发与装车考核，并实现批量化应用. ...
Influence of aging temperatures on precipitation behaviors of SiC/Al-Zn-Mg-Cu composites
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2024
... 在“双碳”目标背景下，轻量化是轨道交通装备发展的必然趋势.制动盘作为轨道交通车辆的关键部件，其轻量化备受业界关注[1,2].铝基复合材料具有轻质、高比强度、高比模量、高热导率、高耐磨性等特点，是制动盘的理想材料[3,4].SiCp具有硬度高、密度低、导热性好、成本低等特点，是铝基复合材料增强相的首选材料.相较于传统的铸铁制动盘，SiCp增强铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，还可改善轮轨关系，从而降低能耗和维护成本.国内北京、上海、广州、深圳、武汉等多个城市的部分地铁线路已经采用进口铝基复合材料制动盘，应用效果良好.近年来，国内相关单位在SiCp增强铝基复合材料制动盘的研发及应用上取得了较大进展，其强度等关键性能指标大幅提升，划痕等问题得到显著改善，现已逐步完成自主化研发与装车考核，并实现批量化应用. ...
时效温度对SiC/Al-Zn-Mg-Cu复合材料时效析出行为的影响
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2024
... 在“双碳”目标背景下，轻量化是轨道交通装备发展的必然趋势.制动盘作为轨道交通车辆的关键部件，其轻量化备受业界关注[1,2].铝基复合材料具有轻质、高比强度、高比模量、高热导率、高耐磨性等特点，是制动盘的理想材料[3,4].SiCp具有硬度高、密度低、导热性好、成本低等特点，是铝基复合材料增强相的首选材料.相较于传统的铸铁制动盘，SiCp增强铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，还可改善轮轨关系，从而降低能耗和维护成本.国内北京、上海、广州、深圳、武汉等多个城市的部分地铁线路已经采用进口铝基复合材料制动盘，应用效果良好.近年来，国内相关单位在SiCp增强铝基复合材料制动盘的研发及应用上取得了较大进展，其强度等关键性能指标大幅提升，划痕等问题得到显著改善，现已逐步完成自主化研发与装车考核，并实现批量化应用. ...
A review on the production of metal matrix composites through stir casting—Furnace design, properties, challenges, and research opportunities
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2019
... 搅拌铸造法是将经过预处理的增强体颗粒加入熔融或半固态的金属熔体中，通过机械搅拌、超声搅拌或电磁搅拌使增强体颗粒在金属基体熔体中均匀分散，随后浇注凝固，最终获得符合性能要求的复合材料及其制品.图2a[5]为搅拌铸造设备的示意图.搅拌铸造法具有操作简便、工艺流程短、生产成本低等优势，能够制备大尺寸、复杂结构的复合材料零部件，在轨道交通装备制造领域具有广阔的应用前景[6].图2b和c分别为某型号搅拌铸造SiCp增强铝基复合材料制动盘实物图及其金相组织.搅拌铸造铝基复合材料中SiCp呈不规则多角状，分布不均、局部团聚，呈网状分布于Al基体上. ...
... [
5]、搅拌铸造铝基复合材料制动盘实物图及金相组织
Schematic of the stir-casting apparatus<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R5">5</xref>]</sup> (a); photo (b) and OM image (c) of stir-cast aluminum-based composite brake discFig.2![]()
搅拌铸造法制备铝基复合材料的工艺过程仍面临一些技术挑战.例如，搅拌过程中SiCp易带入气体而在基体中形成气孔[7]，且熔炼温度较高，SiCp易与Al基体发生反应，生成脆硬的Al4C3相，影响材料的力学性能.此外，由于增强相与基体之间的润湿性较差，细小颗粒易发生团聚，从而限制了增强相的添加量[8,9].潘利科等[10]采用真空半固态搅拌铸造法制备出40%SiCp/A356 (体积分数，下同)复合材料，然后采用“稀释法”分别制备出SiCp体积分数为10%、20%和30%的衍生SiCp/A356复合材料，其力学性能优于直接搅拌铸造法制备的复合材料，但是随着SiCp含量增多，孔隙率会增加，从而影响材料的力学性能.张桢林等[11]采用桨栅复合搅拌器和双级机械搅拌铸造工艺，研究了SiCp/A357铝基复合材料的制备工艺，并成功获得了组织均匀的复合材料.国外对搅拌铸造制备铝基复合材料的研究起步较早，已取得一系列成果.力拓集团(原加拿大铝业Alcan)、美国CPS Technologies公司、美国DWA Aluminum Composites公司等企业，已实现(10%~55%)SiCp颗粒增强铝基复合材料的工业化批量生产.其中，力拓集团旗下的Duralcan®系列复合材料生产线，集成了颗粒精准计量、连续搅拌分散、连铸及连轧等核心单元，凭借成熟的工艺稳定性与规模化生产能力，成为搅拌铸造法制备铝基复合材料的行业标杆. ...
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5] (a); photo (b) and OM image (c) of stir-cast aluminum-based composite brake disc
Fig.2![]()
搅拌铸造法制备铝基复合材料的工艺过程仍面临一些技术挑战.例如，搅拌过程中SiCp易带入气体而在基体中形成气孔[7]，且熔炼温度较高，SiCp易与Al基体发生反应，生成脆硬的Al4C3相，影响材料的力学性能.此外，由于增强相与基体之间的润湿性较差，细小颗粒易发生团聚，从而限制了增强相的添加量[8,9].潘利科等[10]采用真空半固态搅拌铸造法制备出40%SiCp/A356 (体积分数，下同)复合材料，然后采用“稀释法”分别制备出SiCp体积分数为10%、20%和30%的衍生SiCp/A356复合材料，其力学性能优于直接搅拌铸造法制备的复合材料，但是随着SiCp含量增多，孔隙率会增加，从而影响材料的力学性能.张桢林等[11]采用桨栅复合搅拌器和双级机械搅拌铸造工艺，研究了SiCp/A357铝基复合材料的制备工艺，并成功获得了组织均匀的复合材料.国外对搅拌铸造制备铝基复合材料的研究起步较早，已取得一系列成果.力拓集团(原加拿大铝业Alcan)、美国CPS Technologies公司、美国DWA Aluminum Composites公司等企业，已实现(10%~55%)SiCp颗粒增强铝基复合材料的工业化批量生产.其中，力拓集团旗下的Duralcan®系列复合材料生产线，集成了颗粒精准计量、连续搅拌分散、连铸及连轧等核心单元，凭借成熟的工艺稳定性与规模化生产能力，成为搅拌铸造法制备铝基复合材料的行业标杆. ...
Research progress on casting Al matrix composites
1
2020
... 搅拌铸造法是将经过预处理的增强体颗粒加入熔融或半固态的金属熔体中，通过机械搅拌、超声搅拌或电磁搅拌使增强体颗粒在金属基体熔体中均匀分散，随后浇注凝固，最终获得符合性能要求的复合材料及其制品.图2a[5]为搅拌铸造设备的示意图.搅拌铸造法具有操作简便、工艺流程短、生产成本低等优势，能够制备大尺寸、复杂结构的复合材料零部件，在轨道交通装备制造领域具有广阔的应用前景[6].图2b和c分别为某型号搅拌铸造SiCp增强铝基复合材料制动盘实物图及其金相组织.搅拌铸造铝基复合材料中SiCp呈不规则多角状，分布不均、局部团聚，呈网状分布于Al基体上. ...
铸造铝基复合材料的研究进展
1
2020
... 搅拌铸造法是将经过预处理的增强体颗粒加入熔融或半固态的金属熔体中，通过机械搅拌、超声搅拌或电磁搅拌使增强体颗粒在金属基体熔体中均匀分散，随后浇注凝固，最终获得符合性能要求的复合材料及其制品.图2a[5]为搅拌铸造设备的示意图.搅拌铸造法具有操作简便、工艺流程短、生产成本低等优势，能够制备大尺寸、复杂结构的复合材料零部件，在轨道交通装备制造领域具有广阔的应用前景[6].图2b和c分别为某型号搅拌铸造SiCp增强铝基复合材料制动盘实物图及其金相组织.搅拌铸造铝基复合材料中SiCp呈不规则多角状，分布不均、局部团聚，呈网状分布于Al基体上. ...
Metal matrix composites: Production by the stir casting method
1
1999
... 搅拌铸造法制备铝基复合材料的工艺过程仍面临一些技术挑战.例如，搅拌过程中SiCp易带入气体而在基体中形成气孔[7]，且熔炼温度较高，SiCp易与Al基体发生反应，生成脆硬的Al4C3相，影响材料的力学性能.此外，由于增强相与基体之间的润湿性较差，细小颗粒易发生团聚，从而限制了增强相的添加量[8,9].潘利科等[10]采用真空半固态搅拌铸造法制备出40%SiCp/A356 (体积分数，下同)复合材料，然后采用“稀释法”分别制备出SiCp体积分数为10%、20%和30%的衍生SiCp/A356复合材料，其力学性能优于直接搅拌铸造法制备的复合材料，但是随着SiCp含量增多，孔隙率会增加，从而影响材料的力学性能.张桢林等[11]采用桨栅复合搅拌器和双级机械搅拌铸造工艺，研究了SiCp/A357铝基复合材料的制备工艺，并成功获得了组织均匀的复合材料.国外对搅拌铸造制备铝基复合材料的研究起步较早，已取得一系列成果.力拓集团(原加拿大铝业Alcan)、美国CPS Technologies公司、美国DWA Aluminum Composites公司等企业，已实现(10%~55%)SiCp颗粒增强铝基复合材料的工业化批量生产.其中，力拓集团旗下的Duralcan®系列复合材料生产线，集成了颗粒精准计量、连续搅拌分散、连铸及连轧等核心单元，凭借成熟的工艺稳定性与规模化生产能力，成为搅拌铸造法制备铝基复合材料的行业标杆. ...
Investigation on semi-solid stir casting technology of SiCp/A357 composite
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2017
... 搅拌铸造法制备铝基复合材料的工艺过程仍面临一些技术挑战.例如，搅拌过程中SiCp易带入气体而在基体中形成气孔[7]，且熔炼温度较高，SiCp易与Al基体发生反应，生成脆硬的Al4C3相，影响材料的力学性能.此外，由于增强相与基体之间的润湿性较差，细小颗粒易发生团聚，从而限制了增强相的添加量[8,9].潘利科等[10]采用真空半固态搅拌铸造法制备出40%SiCp/A356 (体积分数，下同)复合材料，然后采用“稀释法”分别制备出SiCp体积分数为10%、20%和30%的衍生SiCp/A356复合材料，其力学性能优于直接搅拌铸造法制备的复合材料，但是随着SiCp含量增多，孔隙率会增加，从而影响材料的力学性能.张桢林等[11]采用桨栅复合搅拌器和双级机械搅拌铸造工艺，研究了SiCp/A357铝基复合材料的制备工艺，并成功获得了组织均匀的复合材料.国外对搅拌铸造制备铝基复合材料的研究起步较早，已取得一系列成果.力拓集团(原加拿大铝业Alcan)、美国CPS Technologies公司、美国DWA Aluminum Composites公司等企业，已实现(10%~55%)SiCp颗粒增强铝基复合材料的工业化批量生产.其中，力拓集团旗下的Duralcan®系列复合材料生产线，集成了颗粒精准计量、连续搅拌分散、连铸及连轧等核心单元，凭借成熟的工艺稳定性与规模化生产能力，成为搅拌铸造法制备铝基复合材料的行业标杆. ...
SiCp/A357复合材料半固态搅拌铸造工艺研究
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2017
... 搅拌铸造法制备铝基复合材料的工艺过程仍面临一些技术挑战.例如，搅拌过程中SiCp易带入气体而在基体中形成气孔[7]，且熔炼温度较高，SiCp易与Al基体发生反应，生成脆硬的Al4C3相，影响材料的力学性能.此外，由于增强相与基体之间的润湿性较差，细小颗粒易发生团聚，从而限制了增强相的添加量[8,9].潘利科等[10]采用真空半固态搅拌铸造法制备出40%SiCp/A356 (体积分数，下同)复合材料，然后采用“稀释法”分别制备出SiCp体积分数为10%、20%和30%的衍生SiCp/A356复合材料，其力学性能优于直接搅拌铸造法制备的复合材料，但是随着SiCp含量增多，孔隙率会增加，从而影响材料的力学性能.张桢林等[11]采用桨栅复合搅拌器和双级机械搅拌铸造工艺，研究了SiCp/A357铝基复合材料的制备工艺，并成功获得了组织均匀的复合材料.国外对搅拌铸造制备铝基复合材料的研究起步较早，已取得一系列成果.力拓集团(原加拿大铝业Alcan)、美国CPS Technologies公司、美国DWA Aluminum Composites公司等企业，已实现(10%~55%)SiCp颗粒增强铝基复合材料的工业化批量生产.其中，力拓集团旗下的Duralcan®系列复合材料生产线，集成了颗粒精准计量、连续搅拌分散、连铸及连轧等核心单元，凭借成熟的工艺稳定性与规模化生产能力，成为搅拌铸造法制备铝基复合材料的行业标杆. ...
Preparation methods and research status of particles-reinforced aluminum matrix composites
1
2016
... 搅拌铸造法制备铝基复合材料的工艺过程仍面临一些技术挑战.例如，搅拌过程中SiCp易带入气体而在基体中形成气孔[7]，且熔炼温度较高，SiCp易与Al基体发生反应，生成脆硬的Al4C3相，影响材料的力学性能.此外，由于增强相与基体之间的润湿性较差，细小颗粒易发生团聚，从而限制了增强相的添加量[8,9].潘利科等[10]采用真空半固态搅拌铸造法制备出40%SiCp/A356 (体积分数，下同)复合材料，然后采用“稀释法”分别制备出SiCp体积分数为10%、20%和30%的衍生SiCp/A356复合材料，其力学性能优于直接搅拌铸造法制备的复合材料，但是随着SiCp含量增多，孔隙率会增加，从而影响材料的力学性能.张桢林等[11]采用桨栅复合搅拌器和双级机械搅拌铸造工艺，研究了SiCp/A357铝基复合材料的制备工艺，并成功获得了组织均匀的复合材料.国外对搅拌铸造制备铝基复合材料的研究起步较早，已取得一系列成果.力拓集团(原加拿大铝业Alcan)、美国CPS Technologies公司、美国DWA Aluminum Composites公司等企业，已实现(10%~55%)SiCp颗粒增强铝基复合材料的工业化批量生产.其中，力拓集团旗下的Duralcan®系列复合材料生产线，集成了颗粒精准计量、连续搅拌分散、连铸及连轧等核心单元，凭借成熟的工艺稳定性与规模化生产能力，成为搅拌铸造法制备铝基复合材料的行业标杆. ...
颗粒增强铝基复合材料制备方法及研究现状
1
2016
... 搅拌铸造法制备铝基复合材料的工艺过程仍面临一些技术挑战.例如，搅拌过程中SiCp易带入气体而在基体中形成气孔[7]，且熔炼温度较高，SiCp易与Al基体发生反应，生成脆硬的Al4C3相，影响材料的力学性能.此外，由于增强相与基体之间的润湿性较差，细小颗粒易发生团聚，从而限制了增强相的添加量[8,9].潘利科等[10]采用真空半固态搅拌铸造法制备出40%SiCp/A356 (体积分数，下同)复合材料，然后采用“稀释法”分别制备出SiCp体积分数为10%、20%和30%的衍生SiCp/A356复合材料，其力学性能优于直接搅拌铸造法制备的复合材料，但是随着SiCp含量增多，孔隙率会增加，从而影响材料的力学性能.张桢林等[11]采用桨栅复合搅拌器和双级机械搅拌铸造工艺，研究了SiCp/A357铝基复合材料的制备工艺，并成功获得了组织均匀的复合材料.国外对搅拌铸造制备铝基复合材料的研究起步较早，已取得一系列成果.力拓集团(原加拿大铝业Alcan)、美国CPS Technologies公司、美国DWA Aluminum Composites公司等企业，已实现(10%~55%)SiCp颗粒增强铝基复合材料的工业化批量生产.其中，力拓集团旗下的Duralcan®系列复合材料生产线，集成了颗粒精准计量、连续搅拌分散、连铸及连轧等核心单元，凭借成熟的工艺稳定性与规模化生产能力，成为搅拌铸造法制备铝基复合材料的行业标杆. ...
Microstructure and properties of derived material for high content SiCp/A356 composites
2
2016
... 搅拌铸造法制备铝基复合材料的工艺过程仍面临一些技术挑战.例如，搅拌过程中SiCp易带入气体而在基体中形成气孔[7]，且熔炼温度较高，SiCp易与Al基体发生反应，生成脆硬的Al4C3相，影响材料的力学性能.此外，由于增强相与基体之间的润湿性较差，细小颗粒易发生团聚，从而限制了增强相的添加量[8,9].潘利科等[10]采用真空半固态搅拌铸造法制备出40%SiCp/A356 (体积分数，下同)复合材料，然后采用“稀释法”分别制备出SiCp体积分数为10%、20%和30%的衍生SiCp/A356复合材料，其力学性能优于直接搅拌铸造法制备的复合材料，但是随着SiCp含量增多，孔隙率会增加，从而影响材料的力学性能.张桢林等[11]采用桨栅复合搅拌器和双级机械搅拌铸造工艺，研究了SiCp/A357铝基复合材料的制备工艺，并成功获得了组织均匀的复合材料.国外对搅拌铸造制备铝基复合材料的研究起步较早，已取得一系列成果.力拓集团(原加拿大铝业Alcan)、美国CPS Technologies公司、美国DWA Aluminum Composites公司等企业，已实现(10%~55%)SiCp颗粒增强铝基复合材料的工业化批量生产.其中，力拓集团旗下的Duralcan®系列复合材料生产线，集成了颗粒精准计量、连续搅拌分散、连铸及连轧等核心单元，凭借成熟的工艺稳定性与规模化生产能力，成为搅拌铸造法制备铝基复合材料的行业标杆. ...
... 此外，已有多项研究对SiCp增强铝基复合材料与商用制动片之间的摩擦磨损行为进行了系统探讨.Lyu等[28]利用铝基复合材料制动盘和传统铸铁制动盘与无石棉有机摩擦材料进行摩擦磨损性能测试.结果表明，铝基制动盘和传统铸铁制动盘表现出相似的摩擦特性，铝基制动盘表面形成的耐磨摩擦层可起到保护和润滑材料表面的作用，从而提高制动盘的耐磨性能.潘利科等[10]通过盘-环干摩擦实验，系统研究了搅拌铸造20%SiCp/A356复合材料与半金属合成闸片的摩擦磨损行为.结果表明，铝基复合材料与闸片在摩擦时会发生材料的转移，在外部压力作用下，转移的材料在摩擦表面通过堆积压实并伴随化学反应和机械混合作用形成第三体膜.在30~300 ℃范围内，第三体膜能够稳定摩擦系数，保护摩擦副表面，降低磨损率.Tan等[18]利用全尺寸台架实验，研究了复合成型法制备的含20%SiCp的铝基复合材料制动盘与商用制动片的摩擦磨损行为.结果表明，该制动盘在高达240 ℃的工作温度下仍具有稳定的摩擦系数，表现出优异的耐磨损性能.Fu等[17]研究了含25%SiCp的铝基复合材料与商用制动片在40~200 km/h速度范围内的摩擦磨损行为.结果表明，制动盘表面形成了一层厚度为25~40 μm的连续摩擦膜，在高温(412 ℃)下保持连续性和稳定性，可防止制动盘与衬片直接接触，减少磨损损失. ...
高含量SiCp/A356复合材料衍生材料的组织与性能
2
2016
... 搅拌铸造法制备铝基复合材料的工艺过程仍面临一些技术挑战.例如，搅拌过程中SiCp易带入气体而在基体中形成气孔[7]，且熔炼温度较高，SiCp易与Al基体发生反应，生成脆硬的Al4C3相，影响材料的力学性能.此外，由于增强相与基体之间的润湿性较差，细小颗粒易发生团聚，从而限制了增强相的添加量[8,9].潘利科等[10]采用真空半固态搅拌铸造法制备出40%SiCp/A356 (体积分数，下同)复合材料，然后采用“稀释法”分别制备出SiCp体积分数为10%、20%和30%的衍生SiCp/A356复合材料，其力学性能优于直接搅拌铸造法制备的复合材料，但是随着SiCp含量增多，孔隙率会增加，从而影响材料的力学性能.张桢林等[11]采用桨栅复合搅拌器和双级机械搅拌铸造工艺，研究了SiCp/A357铝基复合材料的制备工艺，并成功获得了组织均匀的复合材料.国外对搅拌铸造制备铝基复合材料的研究起步较早，已取得一系列成果.力拓集团(原加拿大铝业Alcan)、美国CPS Technologies公司、美国DWA Aluminum Composites公司等企业，已实现(10%~55%)SiCp颗粒增强铝基复合材料的工业化批量生产.其中，力拓集团旗下的Duralcan®系列复合材料生产线，集成了颗粒精准计量、连续搅拌分散、连铸及连轧等核心单元，凭借成熟的工艺稳定性与规模化生产能力，成为搅拌铸造法制备铝基复合材料的行业标杆. ...
... 此外，已有多项研究对SiCp增强铝基复合材料与商用制动片之间的摩擦磨损行为进行了系统探讨.Lyu等[28]利用铝基复合材料制动盘和传统铸铁制动盘与无石棉有机摩擦材料进行摩擦磨损性能测试.结果表明，铝基制动盘和传统铸铁制动盘表现出相似的摩擦特性，铝基制动盘表面形成的耐磨摩擦层可起到保护和润滑材料表面的作用，从而提高制动盘的耐磨性能.潘利科等[10]通过盘-环干摩擦实验，系统研究了搅拌铸造20%SiCp/A356复合材料与半金属合成闸片的摩擦磨损行为.结果表明，铝基复合材料与闸片在摩擦时会发生材料的转移，在外部压力作用下，转移的材料在摩擦表面通过堆积压实并伴随化学反应和机械混合作用形成第三体膜.在30~300 ℃范围内，第三体膜能够稳定摩擦系数，保护摩擦副表面，降低磨损率.Tan等[18]利用全尺寸台架实验，研究了复合成型法制备的含20%SiCp的铝基复合材料制动盘与商用制动片的摩擦磨损行为.结果表明，该制动盘在高达240 ℃的工作温度下仍具有稳定的摩擦系数，表现出优异的耐磨损性能.Fu等[17]研究了含25%SiCp的铝基复合材料与商用制动片在40~200 km/h速度范围内的摩擦磨损行为.结果表明，制动盘表面形成了一层厚度为25~40 μm的连续摩擦膜，在高温(412 ℃)下保持连续性和稳定性，可防止制动盘与衬片直接接触，减少磨损损失. ...
Properties of SiCp/A357 composites fabricated by double-deck mechanical stirring casting
1
2017
... 搅拌铸造法制备铝基复合材料的工艺过程仍面临一些技术挑战.例如，搅拌过程中SiCp易带入气体而在基体中形成气孔[7]，且熔炼温度较高，SiCp易与Al基体发生反应，生成脆硬的Al4C3相，影响材料的力学性能.此外，由于增强相与基体之间的润湿性较差，细小颗粒易发生团聚，从而限制了增强相的添加量[8,9].潘利科等[10]采用真空半固态搅拌铸造法制备出40%SiCp/A356 (体积分数，下同)复合材料，然后采用“稀释法”分别制备出SiCp体积分数为10%、20%和30%的衍生SiCp/A356复合材料，其力学性能优于直接搅拌铸造法制备的复合材料，但是随着SiCp含量增多，孔隙率会增加，从而影响材料的力学性能.张桢林等[11]采用桨栅复合搅拌器和双级机械搅拌铸造工艺，研究了SiCp/A357铝基复合材料的制备工艺，并成功获得了组织均匀的复合材料.国外对搅拌铸造制备铝基复合材料的研究起步较早，已取得一系列成果.力拓集团(原加拿大铝业Alcan)、美国CPS Technologies公司、美国DWA Aluminum Composites公司等企业，已实现(10%~55%)SiCp颗粒增强铝基复合材料的工业化批量生产.其中，力拓集团旗下的Duralcan®系列复合材料生产线，集成了颗粒精准计量、连续搅拌分散、连铸及连轧等核心单元，凭借成熟的工艺稳定性与规模化生产能力，成为搅拌铸造法制备铝基复合材料的行业标杆. ...
双级机械搅拌铸造SiCp/A357复合材料的工艺及性能
1
2017
... 搅拌铸造法制备铝基复合材料的工艺过程仍面临一些技术挑战.例如，搅拌过程中SiCp易带入气体而在基体中形成气孔[7]，且熔炼温度较高，SiCp易与Al基体发生反应，生成脆硬的Al4C3相，影响材料的力学性能.此外，由于增强相与基体之间的润湿性较差，细小颗粒易发生团聚，从而限制了增强相的添加量[8,9].潘利科等[10]采用真空半固态搅拌铸造法制备出40%SiCp/A356 (体积分数，下同)复合材料，然后采用“稀释法”分别制备出SiCp体积分数为10%、20%和30%的衍生SiCp/A356复合材料，其力学性能优于直接搅拌铸造法制备的复合材料，但是随着SiCp含量增多，孔隙率会增加，从而影响材料的力学性能.张桢林等[11]采用桨栅复合搅拌器和双级机械搅拌铸造工艺，研究了SiCp/A357铝基复合材料的制备工艺，并成功获得了组织均匀的复合材料.国外对搅拌铸造制备铝基复合材料的研究起步较早，已取得一系列成果.力拓集团(原加拿大铝业Alcan)、美国CPS Technologies公司、美国DWA Aluminum Composites公司等企业，已实现(10%~55%)SiCp颗粒增强铝基复合材料的工业化批量生产.其中，力拓集团旗下的Duralcan®系列复合材料生产线，集成了颗粒精准计量、连续搅拌分散、连铸及连轧等核心单元，凭借成熟的工艺稳定性与规模化生产能力，成为搅拌铸造法制备铝基复合材料的行业标杆. ...
Application of electromagnetic stirring suction casting in aluminum matrix composite brake disc
1
2022
... 在制动盘成型方面，SiCp的加入显著提高了熔体黏度，降低了流动性，导致制动盘的成型过程充型困难，并容易形成气孔、缩松等铸造缺陷.此外，增强体颗粒在熔体中的不均匀分布会导致制动盘不同部位的材料均匀性较差.针对这些问题，张桢林等[12]通过将电磁搅拌与吸铸技术结合，提出了电磁搅拌吸铸制备铝基复合材料大型复杂构件的新方法，并成功制备出质量为40 kg的轨道交通用铝基复合材料轴装制动盘，显著提升了SiCp的分布均匀性，提高了产品的致密性和力学性能.童卫兵[13]完成了轴装制动盘盘体及其装配附件的结构设计，开展了制动盘成型过程仿真分析及工艺优化，研究了制备高质量制动盘的真空调压铸造成型工艺.赵海芹等[14]通过优化真空调压铸造流场、凝固时间及固相率等参数，确定了浇注系统和工艺参数，并成功成型了内部质量优良的SiCp/A356轮装制动盘. ...
电磁搅拌吸铸技术及其在铝陶制动盘铸造中的应用
1
2022
... 在制动盘成型方面，SiCp的加入显著提高了熔体黏度，降低了流动性，导致制动盘的成型过程充型困难，并容易形成气孔、缩松等铸造缺陷.此外，增强体颗粒在熔体中的不均匀分布会导致制动盘不同部位的材料均匀性较差.针对这些问题，张桢林等[12]通过将电磁搅拌与吸铸技术结合，提出了电磁搅拌吸铸制备铝基复合材料大型复杂构件的新方法，并成功制备出质量为40 kg的轨道交通用铝基复合材料轴装制动盘，显著提升了SiCp的分布均匀性，提高了产品的致密性和力学性能.童卫兵[13]完成了轴装制动盘盘体及其装配附件的结构设计，开展了制动盘成型过程仿真分析及工艺优化，研究了制备高质量制动盘的真空调压铸造成型工艺.赵海芹等[14]通过优化真空调压铸造流场、凝固时间及固相率等参数，确定了浇注系统和工艺参数，并成功成型了内部质量优良的SiCp/A356轮装制动盘. ...
Study on structure and forming process of aluminum matrix composites axial brake disc for urban rail
1
2019
... 在制动盘成型方面，SiCp的加入显著提高了熔体黏度，降低了流动性，导致制动盘的成型过程充型困难，并容易形成气孔、缩松等铸造缺陷.此外，增强体颗粒在熔体中的不均匀分布会导致制动盘不同部位的材料均匀性较差.针对这些问题，张桢林等[12]通过将电磁搅拌与吸铸技术结合，提出了电磁搅拌吸铸制备铝基复合材料大型复杂构件的新方法，并成功制备出质量为40 kg的轨道交通用铝基复合材料轴装制动盘，显著提升了SiCp的分布均匀性，提高了产品的致密性和力学性能.童卫兵[13]完成了轴装制动盘盘体及其装配附件的结构设计，开展了制动盘成型过程仿真分析及工艺优化，研究了制备高质量制动盘的真空调压铸造成型工艺.赵海芹等[14]通过优化真空调压铸造流场、凝固时间及固相率等参数，确定了浇注系统和工艺参数，并成功成型了内部质量优良的SiCp/A356轮装制动盘. ...
城轨铝基复合材料轴装制动盘结构与成型工艺研究
1
2019
... 在制动盘成型方面，SiCp的加入显著提高了熔体黏度，降低了流动性，导致制动盘的成型过程充型困难，并容易形成气孔、缩松等铸造缺陷.此外，增强体颗粒在熔体中的不均匀分布会导致制动盘不同部位的材料均匀性较差.针对这些问题，张桢林等[12]通过将电磁搅拌与吸铸技术结合，提出了电磁搅拌吸铸制备铝基复合材料大型复杂构件的新方法，并成功制备出质量为40 kg的轨道交通用铝基复合材料轴装制动盘，显著提升了SiCp的分布均匀性，提高了产品的致密性和力学性能.童卫兵[13]完成了轴装制动盘盘体及其装配附件的结构设计，开展了制动盘成型过程仿真分析及工艺优化，研究了制备高质量制动盘的真空调压铸造成型工艺.赵海芹等[14]通过优化真空调压铸造流场、凝固时间及固相率等参数，确定了浇注系统和工艺参数，并成功成型了内部质量优良的SiCp/A356轮装制动盘. ...
Casting process design and defect prediction of SiCp/A356 brake disc
1
2019
... 在制动盘成型方面，SiCp的加入显著提高了熔体黏度，降低了流动性，导致制动盘的成型过程充型困难，并容易形成气孔、缩松等铸造缺陷.此外，增强体颗粒在熔体中的不均匀分布会导致制动盘不同部位的材料均匀性较差.针对这些问题，张桢林等[12]通过将电磁搅拌与吸铸技术结合，提出了电磁搅拌吸铸制备铝基复合材料大型复杂构件的新方法，并成功制备出质量为40 kg的轨道交通用铝基复合材料轴装制动盘，显著提升了SiCp的分布均匀性，提高了产品的致密性和力学性能.童卫兵[13]完成了轴装制动盘盘体及其装配附件的结构设计，开展了制动盘成型过程仿真分析及工艺优化，研究了制备高质量制动盘的真空调压铸造成型工艺.赵海芹等[14]通过优化真空调压铸造流场、凝固时间及固相率等参数，确定了浇注系统和工艺参数，并成功成型了内部质量优良的SiCp/A356轮装制动盘. ...
SiCp/A356制动盘铸造成形工艺设计和缺陷预测
1
2019
... 在制动盘成型方面，SiCp的加入显著提高了熔体黏度，降低了流动性，导致制动盘的成型过程充型困难，并容易形成气孔、缩松等铸造缺陷.此外，增强体颗粒在熔体中的不均匀分布会导致制动盘不同部位的材料均匀性较差.针对这些问题，张桢林等[12]通过将电磁搅拌与吸铸技术结合，提出了电磁搅拌吸铸制备铝基复合材料大型复杂构件的新方法，并成功制备出质量为40 kg的轨道交通用铝基复合材料轴装制动盘，显著提升了SiCp的分布均匀性，提高了产品的致密性和力学性能.童卫兵[13]完成了轴装制动盘盘体及其装配附件的结构设计，开展了制动盘成型过程仿真分析及工艺优化，研究了制备高质量制动盘的真空调压铸造成型工艺.赵海芹等[14]通过优化真空调压铸造流场、凝固时间及固相率等参数，确定了浇注系统和工艺参数，并成功成型了内部质量优良的SiCp/A356轮装制动盘. ...
Preparation of powder metallurgy submicron SiC particle reinforced Al based composites and mechanical properties
1
2017
... 粉末冶金法通过将增强体与基体粉末按特定比例均匀混合，利用模压或冷等静压进行预压成型，随后采用热压烧结、放电等离子烧结或等离子活化烧结等工艺制备金属基复合材料.粉末冶金法受基体成分、增强体类型及其体积分数的限制较小，可根据不同的应用需求，引入微米级或纳米级颗粒，精准调控各组分的比例，并实现增强体在基体中的均匀分布，从而优化材料的综合性能.粉末冶金法的烧结温度较低，有助于抑制Al与陶瓷颗粒之间的界面反应，从而有效避免Al4C3等脆硬相的形成，提升材料的界面结合性能[15].此外，粉末冶金技术还能实现近净成形制造，减少加工余量，提高材料利用率，具有良好的应用前景，图3[16]为粉末冶金法制备轨道交通铝基复合材料制动盘的工艺流程. ...
粉末冶金制备SiCp增强Al基复合材料及其性能
1
2017
... 粉末冶金法通过将增强体与基体粉末按特定比例均匀混合，利用模压或冷等静压进行预压成型，随后采用热压烧结、放电等离子烧结或等离子活化烧结等工艺制备金属基复合材料.粉末冶金法受基体成分、增强体类型及其体积分数的限制较小，可根据不同的应用需求，引入微米级或纳米级颗粒，精准调控各组分的比例，并实现增强体在基体中的均匀分布，从而优化材料的综合性能.粉末冶金法的烧结温度较低，有助于抑制Al与陶瓷颗粒之间的界面反应，从而有效避免Al4C3等脆硬相的形成，提升材料的界面结合性能[15].此外，粉末冶金技术还能实现近净成形制造，减少加工余量，提高材料利用率，具有良好的应用前景，图3[16]为粉末冶金法制备轨道交通铝基复合材料制动盘的工艺流程. ...
Progress of study on powder metallurgical aluminum-based composite brake disc for urban rail transit
7
2024
... 粉末冶金法通过将增强体与基体粉末按特定比例均匀混合，利用模压或冷等静压进行预压成型，随后采用热压烧结、放电等离子烧结或等离子活化烧结等工艺制备金属基复合材料.粉末冶金法受基体成分、增强体类型及其体积分数的限制较小，可根据不同的应用需求，引入微米级或纳米级颗粒，精准调控各组分的比例，并实现增强体在基体中的均匀分布，从而优化材料的综合性能.粉末冶金法的烧结温度较低，有助于抑制Al与陶瓷颗粒之间的界面反应，从而有效避免Al4C3等脆硬相的形成，提升材料的界面结合性能[15].此外，粉末冶金技术还能实现近净成形制造，减少加工余量，提高材料利用率，具有良好的应用前景，图3[16]为粉末冶金法制备轨道交通铝基复合材料制动盘的工艺流程. ...
... [
16]
Flowchart of the powder-metallurgy process for fabricating aluminum-based composite brake discs<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R16">16</xref>]</sup>Fig.3![]()
采用粉末冶金法烧结后的预制体普遍存在一定孔隙率及变形现象，需通过后续整形工序提升材料致密度并矫正尺寸精度，而该过程易在制品内部引入额外内应力，影响结构稳定性.轨道交通制动盘尺寸规格偏大，要实现高致密度、高精度产品的研发与量产，对成型设备的挤压力等级、模具材质适配性及加工精度控制均提出严苛要求，导致初期核心设备投入成本较高.目前，湖南湘投轻材科技股份有限公司突破技术瓶颈，采用粉末冶金工艺成功制备出轮装铝基复合材料制动盘.通过优化陶瓷颗粒含量调控材料耐磨损性能，有效改善了制动盘服役过程中的划痕、沟槽等磨损缺陷.该公司已建立了压制、烧结、整形、加工的自动化生产线，相关产品已实现装车应用. ...
... [
16]
Fig.3![]()
采用粉末冶金法烧结后的预制体普遍存在一定孔隙率及变形现象，需通过后续整形工序提升材料致密度并矫正尺寸精度，而该过程易在制品内部引入额外内应力，影响结构稳定性.轨道交通制动盘尺寸规格偏大，要实现高致密度、高精度产品的研发与量产，对成型设备的挤压力等级、模具材质适配性及加工精度控制均提出严苛要求，导致初期核心设备投入成本较高.目前，湖南湘投轻材科技股份有限公司突破技术瓶颈，采用粉末冶金工艺成功制备出轮装铝基复合材料制动盘.通过优化陶瓷颗粒含量调控材料耐磨损性能，有效改善了制动盘服役过程中的划痕、沟槽等磨损缺陷.该公司已建立了压制、烧结、整形、加工的自动化生产线，相关产品已实现装车应用. ...
... 根据中国中车标准BZDT0011-FA-7321-001—2020《系列化中国标准地铁列车研制及试验项目简统方案制动盘》，铝基复合材料制动盘的常温力学性能需满足：抗拉强度≥ 140 MPa，延伸率≥ 0.5%，硬度≥ 65 HBW.表1为铝基复合材料制动盘盘体材料力学性能对比.可见，几种成型方式制备的铝基复合材料的力学性能均能满足标准要求，粉末冶金和复合成型的铝基复合材料制动盘在强度及延伸率方面具有更高的技术冗余.针孔度是影响复合材料服役性能的重要指标，根据铸造材料针孔度的测试标准，搅拌铸造复合材料的针孔度为1~2级[16]，粉末冶金[16]和搅拌摩擦成型复合材料的针孔度可达1级，可以在服役过程中提供更好的抗疲劳性能. ...
... [16]和搅拌摩擦成型复合材料的针孔度可达1级，可以在服役过程中提供更好的抗疲劳性能. ...
... Comparisons of mechanical properties (measured average values) of aluminum-based composite brake-disc body materials
Table 1| Material | Ultimate tensile strength / MPa | Elongation / % | Hardness / HBW |
|---|
| Stir-cast disc[16] | ~170 | ~1.7 | ~78 |
| Powder-metallurgy disc[16] | 300-350 | 2.0-4.0 | 110-130 |
| Composite formed disc | 200-360 | 2.0-6.0 | 80-130 |
<strong>2.2</strong> 摩擦磨损性能铝基复合材料的摩擦磨损行为受多种因素影响，其中增强体的含量及尺寸、基体成分、制动工况及匹配闸片是主要影响因素. ...
... [
16]
300-350 | 2.0-4.0 | 110-130 | | Composite formed disc | 200-360 | 2.0-6.0 | 80-130 |
<strong>2.2</strong> 摩擦磨损性能铝基复合材料的摩擦磨损行为受多种因素影响，其中增强体的含量及尺寸、基体成分、制动工况及匹配闸片是主要影响因素. ...
城市轨道交通粉末冶金铝基复合材料制动盘研究进展
7
2024
... 粉末冶金法通过将增强体与基体粉末按特定比例均匀混合，利用模压或冷等静压进行预压成型，随后采用热压烧结、放电等离子烧结或等离子活化烧结等工艺制备金属基复合材料.粉末冶金法受基体成分、增强体类型及其体积分数的限制较小，可根据不同的应用需求，引入微米级或纳米级颗粒，精准调控各组分的比例，并实现增强体在基体中的均匀分布，从而优化材料的综合性能.粉末冶金法的烧结温度较低，有助于抑制Al与陶瓷颗粒之间的界面反应，从而有效避免Al4C3等脆硬相的形成，提升材料的界面结合性能[15].此外，粉末冶金技术还能实现近净成形制造，减少加工余量，提高材料利用率，具有良好的应用前景，图3[16]为粉末冶金法制备轨道交通铝基复合材料制动盘的工艺流程. ...
... [
16]
Flowchart of the powder-metallurgy process for fabricating aluminum-based composite brake discs<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R16">16</xref>]</sup>Fig.3![]()
采用粉末冶金法烧结后的预制体普遍存在一定孔隙率及变形现象，需通过后续整形工序提升材料致密度并矫正尺寸精度，而该过程易在制品内部引入额外内应力，影响结构稳定性.轨道交通制动盘尺寸规格偏大，要实现高致密度、高精度产品的研发与量产，对成型设备的挤压力等级、模具材质适配性及加工精度控制均提出严苛要求，导致初期核心设备投入成本较高.目前，湖南湘投轻材科技股份有限公司突破技术瓶颈，采用粉末冶金工艺成功制备出轮装铝基复合材料制动盘.通过优化陶瓷颗粒含量调控材料耐磨损性能，有效改善了制动盘服役过程中的划痕、沟槽等磨损缺陷.该公司已建立了压制、烧结、整形、加工的自动化生产线，相关产品已实现装车应用. ...
... [
16]
Fig.3![]()
采用粉末冶金法烧结后的预制体普遍存在一定孔隙率及变形现象，需通过后续整形工序提升材料致密度并矫正尺寸精度，而该过程易在制品内部引入额外内应力，影响结构稳定性.轨道交通制动盘尺寸规格偏大，要实现高致密度、高精度产品的研发与量产，对成型设备的挤压力等级、模具材质适配性及加工精度控制均提出严苛要求，导致初期核心设备投入成本较高.目前，湖南湘投轻材科技股份有限公司突破技术瓶颈，采用粉末冶金工艺成功制备出轮装铝基复合材料制动盘.通过优化陶瓷颗粒含量调控材料耐磨损性能，有效改善了制动盘服役过程中的划痕、沟槽等磨损缺陷.该公司已建立了压制、烧结、整形、加工的自动化生产线，相关产品已实现装车应用. ...
... 根据中国中车标准BZDT0011-FA-7321-001—2020《系列化中国标准地铁列车研制及试验项目简统方案制动盘》，铝基复合材料制动盘的常温力学性能需满足：抗拉强度≥ 140 MPa，延伸率≥ 0.5%，硬度≥ 65 HBW.表1为铝基复合材料制动盘盘体材料力学性能对比.可见，几种成型方式制备的铝基复合材料的力学性能均能满足标准要求，粉末冶金和复合成型的铝基复合材料制动盘在强度及延伸率方面具有更高的技术冗余.针孔度是影响复合材料服役性能的重要指标，根据铸造材料针孔度的测试标准，搅拌铸造复合材料的针孔度为1~2级[16]，粉末冶金[16]和搅拌摩擦成型复合材料的针孔度可达1级，可以在服役过程中提供更好的抗疲劳性能. ...
... [16]和搅拌摩擦成型复合材料的针孔度可达1级，可以在服役过程中提供更好的抗疲劳性能. ...
... Comparisons of mechanical properties (measured average values) of aluminum-based composite brake-disc body materials
Table 1| Material | Ultimate tensile strength / MPa | Elongation / % | Hardness / HBW |
|---|
| Stir-cast disc[16] | ~170 | ~1.7 | ~78 |
| Powder-metallurgy disc[16] | 300-350 | 2.0-4.0 | 110-130 |
| Composite formed disc | 200-360 | 2.0-6.0 | 80-130 |
<strong>2.2</strong> 摩擦磨损性能铝基复合材料的摩擦磨损行为受多种因素影响，其中增强体的含量及尺寸、基体成分、制动工况及匹配闸片是主要影响因素. ...
... [
16]
300-350 | 2.0-4.0 | 110-130 | | Composite formed disc | 200-360 | 2.0-6.0 | 80-130 |
<strong>2.2</strong> 摩擦磨损性能铝基复合材料的摩擦磨损行为受多种因素影响，其中增强体的含量及尺寸、基体成分、制动工况及匹配闸片是主要影响因素. ...
Friction and wear behavior of SiCp/Al brake disk sliding against semimetallic brake pad under the braking condition of urban rail vehicles
2
2024
... 复合成型法结合不同工艺方法制备铝基复合材料制动盘的复合材料层和坯体层，并利用搅拌摩擦连接技术实现复合材料层与坯体层的连接，同时优化复合材料层的微观组织和性能[17].图4[18]为搅拌摩擦成型设备及工艺示意图.该方法首先采用搅拌铸造、粉末冶金或压力浸渗等方式制备高性能铝基复合材料板材，并利用铸造工艺制造铝基复合材料制动盘坯体；随后将铝基复合材料板材与坯体通过搅拌摩擦工艺连接，使复合材料层与基体层在界面处形成良好的冶金结合，并进一步优化复合材料的微观组织和力学性能. ...
... 此外，已有多项研究对SiCp增强铝基复合材料与商用制动片之间的摩擦磨损行为进行了系统探讨.Lyu等[28]利用铝基复合材料制动盘和传统铸铁制动盘与无石棉有机摩擦材料进行摩擦磨损性能测试.结果表明，铝基制动盘和传统铸铁制动盘表现出相似的摩擦特性，铝基制动盘表面形成的耐磨摩擦层可起到保护和润滑材料表面的作用，从而提高制动盘的耐磨性能.潘利科等[10]通过盘-环干摩擦实验，系统研究了搅拌铸造20%SiCp/A356复合材料与半金属合成闸片的摩擦磨损行为.结果表明，铝基复合材料与闸片在摩擦时会发生材料的转移，在外部压力作用下，转移的材料在摩擦表面通过堆积压实并伴随化学反应和机械混合作用形成第三体膜.在30~300 ℃范围内，第三体膜能够稳定摩擦系数，保护摩擦副表面，降低磨损率.Tan等[18]利用全尺寸台架实验，研究了复合成型法制备的含20%SiCp的铝基复合材料制动盘与商用制动片的摩擦磨损行为.结果表明，该制动盘在高达240 ℃的工作温度下仍具有稳定的摩擦系数，表现出优异的耐磨损性能.Fu等[17]研究了含25%SiCp的铝基复合材料与商用制动片在40~200 km/h速度范围内的摩擦磨损行为.结果表明，制动盘表面形成了一层厚度为25~40 μm的连续摩擦膜，在高温(412 ℃)下保持连续性和稳定性，可防止制动盘与衬片直接接触，减少磨损损失. ...
Evaluation of the wear resistance of aluminium-based hybrid composite brake discs under relevant city rail environments
4
2022
... 复合成型法结合不同工艺方法制备铝基复合材料制动盘的复合材料层和坯体层，并利用搅拌摩擦连接技术实现复合材料层与坯体层的连接，同时优化复合材料层的微观组织和性能[17].图4[18]为搅拌摩擦成型设备及工艺示意图.该方法首先采用搅拌铸造、粉末冶金或压力浸渗等方式制备高性能铝基复合材料板材，并利用铸造工艺制造铝基复合材料制动盘坯体；随后将铝基复合材料板材与坯体通过搅拌摩擦工艺连接，使复合材料层与基体层在界面处形成良好的冶金结合，并进一步优化复合材料的微观组织和力学性能. ...
... [
18]
Friction-stir forming equipment and schematic of process (inset)<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R18">18</xref>]</sup>Fig.4![]()
采用复合成型法制备的铝基复合材料制动盘的摩擦面由铝基复合材料构成，具备较好的摩擦磨损性能，可满足制动过程中高摩擦系数和耐磨损性能的要求，确保制动稳定性.而摩擦面以外的部分由铝合金基体层构成，起到支撑和散热的作用，具有良好的成型性.与传统的搅拌铸造或粉末冶金法成型的整体式铝基复合材料制动盘相比，复合成型法的最大优势在于突破了单一材料制备的性能和工艺瓶颈，发挥不同材料的优势，分别优化摩擦层和基体层的材料选择和制备工艺，充分实现了摩擦性能、力学性能与散热性能的有效结合.此外，该方法减少了铝基复合材料的使用量，降低了材料成本和回收利用的难度，同时提升了工艺可控性，提高了成品率，使其在工业生产中更具经济性和可行性. ...
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Fig.4![]()
采用复合成型法制备的铝基复合材料制动盘的摩擦面由铝基复合材料构成，具备较好的摩擦磨损性能，可满足制动过程中高摩擦系数和耐磨损性能的要求，确保制动稳定性.而摩擦面以外的部分由铝合金基体层构成，起到支撑和散热的作用，具有良好的成型性.与传统的搅拌铸造或粉末冶金法成型的整体式铝基复合材料制动盘相比，复合成型法的最大优势在于突破了单一材料制备的性能和工艺瓶颈，发挥不同材料的优势，分别优化摩擦层和基体层的材料选择和制备工艺，充分实现了摩擦性能、力学性能与散热性能的有效结合.此外，该方法减少了铝基复合材料的使用量，降低了材料成本和回收利用的难度，同时提升了工艺可控性，提高了成品率，使其在工业生产中更具经济性和可行性. ...
... 此外，已有多项研究对SiCp增强铝基复合材料与商用制动片之间的摩擦磨损行为进行了系统探讨.Lyu等[28]利用铝基复合材料制动盘和传统铸铁制动盘与无石棉有机摩擦材料进行摩擦磨损性能测试.结果表明，铝基制动盘和传统铸铁制动盘表现出相似的摩擦特性，铝基制动盘表面形成的耐磨摩擦层可起到保护和润滑材料表面的作用，从而提高制动盘的耐磨性能.潘利科等[10]通过盘-环干摩擦实验，系统研究了搅拌铸造20%SiCp/A356复合材料与半金属合成闸片的摩擦磨损行为.结果表明，铝基复合材料与闸片在摩擦时会发生材料的转移，在外部压力作用下，转移的材料在摩擦表面通过堆积压实并伴随化学反应和机械混合作用形成第三体膜.在30~300 ℃范围内，第三体膜能够稳定摩擦系数，保护摩擦副表面，降低磨损率.Tan等[18]利用全尺寸台架实验，研究了复合成型法制备的含20%SiCp的铝基复合材料制动盘与商用制动片的摩擦磨损行为.结果表明，该制动盘在高达240 ℃的工作温度下仍具有稳定的摩擦系数，表现出优异的耐磨损性能.Fu等[17]研究了含25%SiCp的铝基复合材料与商用制动片在40~200 km/h速度范围内的摩擦磨损行为.结果表明，制动盘表面形成了一层厚度为25~40 μm的连续摩擦膜，在高温(412 ℃)下保持连续性和稳定性，可防止制动盘与衬片直接接触，减少磨损损失. ...
Effect of ageing on dry sliding wear behaviour of Al-MMC for disc brake
1
2014
... 目前，轨道交通用铝基复合材料制动盘的主要增强体为SiCp，其体积分数直接影响复合材料的耐磨性能，体积分数越高，耐磨损性能越好，但高体积分数会降低材料的成型工艺性、延展性、断裂韧性及可加工性能[19,20].王瑞等[21]采用A357铝合金为基体，通过搅拌铸造法制备了SiCp含量在10%~40% (质量分数)的复合材料，并在恒定转速和载荷条件下，以钢为对磨材料进行销盘式摩擦磨损实验.结果表明，当SiCp含量超过20% (质量分数)时，铸造过程中孔隙率增加，从而影响摩擦磨损性能.谭东等[22]采用搅拌铸造结合搅拌摩擦加工的方法，分别制备了SiCp体积分数为20%、25%和30%的SiCp/Al复合材料，并基于市域列车运行工况设计摩擦磨损实验，研究了不同SiCp含量复合材料的摩擦磨损机制，如图7[22]所示.结果表明，当SiCp体积分数为25%和30%时，复合材料的平均摩擦因数稳定在0.3~0.5，满足市域列车高速制动的要求，且磨损表面未出现明显犁沟和分层，形成了完整的摩擦膜.然而，当SiCp含量达到30%时，对偶闸片的磨损量显著增加.SiCp尺寸对复合材料的摩擦磨损行为也有显著影响.Lee等[23]分别采用尺寸为10和30 μm的SiCp制备了55%SiCp/AA7075复合材料，并通过销盘式摩擦磨损实验(配对材料为SEA 52100钢)分析其耐磨损性能.结果表明，由于较大尺寸SiCp颗粒在基体中的流动性较低，有助于机械混合层的稳定形成，从而提高了复合材料的耐磨损性能，磨损率较低. ...
Effect of clustering on the mechanical properties of SiC particulate-reinforced aluminum alloy 2024 metal matrix composites
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2003
... 目前，轨道交通用铝基复合材料制动盘的主要增强体为SiCp，其体积分数直接影响复合材料的耐磨性能，体积分数越高，耐磨损性能越好，但高体积分数会降低材料的成型工艺性、延展性、断裂韧性及可加工性能[19,20].王瑞等[21]采用A357铝合金为基体，通过搅拌铸造法制备了SiCp含量在10%~40% (质量分数)的复合材料，并在恒定转速和载荷条件下，以钢为对磨材料进行销盘式摩擦磨损实验.结果表明，当SiCp含量超过20% (质量分数)时，铸造过程中孔隙率增加，从而影响摩擦磨损性能.谭东等[22]采用搅拌铸造结合搅拌摩擦加工的方法，分别制备了SiCp体积分数为20%、25%和30%的SiCp/Al复合材料，并基于市域列车运行工况设计摩擦磨损实验，研究了不同SiCp含量复合材料的摩擦磨损机制，如图7[22]所示.结果表明，当SiCp体积分数为25%和30%时，复合材料的平均摩擦因数稳定在0.3~0.5，满足市域列车高速制动的要求，且磨损表面未出现明显犁沟和分层，形成了完整的摩擦膜.然而，当SiCp含量达到30%时，对偶闸片的磨损量显著增加.SiCp尺寸对复合材料的摩擦磨损行为也有显著影响.Lee等[23]分别采用尺寸为10和30 μm的SiCp制备了55%SiCp/AA7075复合材料，并通过销盘式摩擦磨损实验(配对材料为SEA 52100钢)分析其耐磨损性能.结果表明，由于较大尺寸SiCp颗粒在基体中的流动性较低，有助于机械混合层的稳定形成，从而提高了复合材料的耐磨损性能，磨损率较低. ...
Research on friction and wear properties of aluminum matrix composites for brake discs with SiCp/A357 contents
1
2023
... 目前，轨道交通用铝基复合材料制动盘的主要增强体为SiCp，其体积分数直接影响复合材料的耐磨性能，体积分数越高，耐磨损性能越好，但高体积分数会降低材料的成型工艺性、延展性、断裂韧性及可加工性能[19,20].王瑞等[21]采用A357铝合金为基体，通过搅拌铸造法制备了SiCp含量在10%~40% (质量分数)的复合材料，并在恒定转速和载荷条件下，以钢为对磨材料进行销盘式摩擦磨损实验.结果表明，当SiCp含量超过20% (质量分数)时，铸造过程中孔隙率增加，从而影响摩擦磨损性能.谭东等[22]采用搅拌铸造结合搅拌摩擦加工的方法，分别制备了SiCp体积分数为20%、25%和30%的SiCp/Al复合材料，并基于市域列车运行工况设计摩擦磨损实验，研究了不同SiCp含量复合材料的摩擦磨损机制，如图7[22]所示.结果表明，当SiCp体积分数为25%和30%时，复合材料的平均摩擦因数稳定在0.3~0.5，满足市域列车高速制动的要求，且磨损表面未出现明显犁沟和分层，形成了完整的摩擦膜.然而，当SiCp含量达到30%时，对偶闸片的磨损量显著增加.SiCp尺寸对复合材料的摩擦磨损行为也有显著影响.Lee等[23]分别采用尺寸为10和30 μm的SiCp制备了55%SiCp/AA7075复合材料，并通过销盘式摩擦磨损实验(配对材料为SEA 52100钢)分析其耐磨损性能.结果表明，由于较大尺寸SiCp颗粒在基体中的流动性较低，有助于机械混合层的稳定形成，从而提高了复合材料的耐磨损性能，磨损率较低. ...
制动盘用SiCp/A357铝基复合材料摩擦磨损性能研究
1
2023
... 目前，轨道交通用铝基复合材料制动盘的主要增强体为SiCp，其体积分数直接影响复合材料的耐磨性能，体积分数越高，耐磨损性能越好，但高体积分数会降低材料的成型工艺性、延展性、断裂韧性及可加工性能[19,20].王瑞等[21]采用A357铝合金为基体，通过搅拌铸造法制备了SiCp含量在10%~40% (质量分数)的复合材料，并在恒定转速和载荷条件下，以钢为对磨材料进行销盘式摩擦磨损实验.结果表明，当SiCp含量超过20% (质量分数)时，铸造过程中孔隙率增加，从而影响摩擦磨损性能.谭东等[22]采用搅拌铸造结合搅拌摩擦加工的方法，分别制备了SiCp体积分数为20%、25%和30%的SiCp/Al复合材料，并基于市域列车运行工况设计摩擦磨损实验，研究了不同SiCp含量复合材料的摩擦磨损机制，如图7[22]所示.结果表明，当SiCp体积分数为25%和30%时，复合材料的平均摩擦因数稳定在0.3~0.5，满足市域列车高速制动的要求，且磨损表面未出现明显犁沟和分层，形成了完整的摩擦膜.然而，当SiCp含量达到30%时，对偶闸片的磨损量显著增加.SiCp尺寸对复合材料的摩擦磨损行为也有显著影响.Lee等[23]分别采用尺寸为10和30 μm的SiCp制备了55%SiCp/AA7075复合材料，并通过销盘式摩擦磨损实验(配对材料为SEA 52100钢)分析其耐磨损性能.结果表明，由于较大尺寸SiCp颗粒在基体中的流动性较低，有助于机械混合层的稳定形成，从而提高了复合材料的耐磨损性能，磨损率较低. ...
Friction and wear behavior of different volume fraction SiCp/Al composites by stir casting combined with friction stir processing
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2024
... 目前，轨道交通用铝基复合材料制动盘的主要增强体为SiCp，其体积分数直接影响复合材料的耐磨性能，体积分数越高，耐磨损性能越好，但高体积分数会降低材料的成型工艺性、延展性、断裂韧性及可加工性能[19,20].王瑞等[21]采用A357铝合金为基体，通过搅拌铸造法制备了SiCp含量在10%~40% (质量分数)的复合材料，并在恒定转速和载荷条件下，以钢为对磨材料进行销盘式摩擦磨损实验.结果表明，当SiCp含量超过20% (质量分数)时，铸造过程中孔隙率增加，从而影响摩擦磨损性能.谭东等[22]采用搅拌铸造结合搅拌摩擦加工的方法，分别制备了SiCp体积分数为20%、25%和30%的SiCp/Al复合材料，并基于市域列车运行工况设计摩擦磨损实验，研究了不同SiCp含量复合材料的摩擦磨损机制，如图7[22]所示.结果表明，当SiCp体积分数为25%和30%时，复合材料的平均摩擦因数稳定在0.3~0.5，满足市域列车高速制动的要求，且磨损表面未出现明显犁沟和分层，形成了完整的摩擦膜.然而，当SiCp含量达到30%时，对偶闸片的磨损量显著增加.SiCp尺寸对复合材料的摩擦磨损行为也有显著影响.Lee等[23]分别采用尺寸为10和30 μm的SiCp制备了55%SiCp/AA7075复合材料，并通过销盘式摩擦磨损实验(配对材料为SEA 52100钢)分析其耐磨损性能.结果表明，由于较大尺寸SiCp颗粒在基体中的流动性较低，有助于机械混合层的稳定形成，从而提高了复合材料的耐磨损性能，磨损率较低. ...
... [22]所示.结果表明，当SiCp体积分数为25%和30%时，复合材料的平均摩擦因数稳定在0.3~0.5，满足市域列车高速制动的要求，且磨损表面未出现明显犁沟和分层，形成了完整的摩擦膜.然而，当SiCp含量达到30%时，对偶闸片的磨损量显著增加.SiCp尺寸对复合材料的摩擦磨损行为也有显著影响.Lee等[23]分别采用尺寸为10和30 μm的SiCp制备了55%SiCp/AA7075复合材料，并通过销盘式摩擦磨损实验(配对材料为SEA 52100钢)分析其耐磨损性能.结果表明，由于较大尺寸SiCp颗粒在基体中的流动性较低，有助于机械混合层的稳定形成，从而提高了复合材料的耐磨损性能，磨损率较低. ...
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Schematics showing the friction and wear mechanisms of brake discs with 20% (a) and 30% (b) SiC<sub>p</sub> particles<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R22">22</xref>]</sup>Fig.7![]()
基体成分的优化同样可以提高复合材料的摩擦磨损性能.Ye等[24]研究了Mg含量对SiCp/Al-Si-Mg复合材料耐磨损性能的影响.结果表明，添加1%Mg (质量分数)可在α-Al基体中引入沉淀强化，从而提高基体强度，并改善SiCp与基体的变形协调性，提升复合材料的耐磨损性能.Du等[25]研究表明，向Al-Si基合金中添加稀土和过渡金属元素增加了基体硬度；虽然基体合金的硬度对铝基复合材料磨损率的影响有限，但引入低扩散系数的过渡金属元素可以获得弥散分布的热稳定相，在高温下可钉扎位错和晶界.Lattanzi和Awe[26]通过添加Ni、Cu、La和Ce等元素生成高温稳定金属间化合物相，将铝基复合材料在470 ℃下的刚度提升了90%，但形成的硬脆金属间化合物相降低了合金的塑性、可变形性和强度，限制了该方法的广泛应用.研究[27]表明，添加纳米级陶瓷颗粒可以使铝基复合材料具有更高的热稳定性和更低的热膨胀系数.在高温下，纳米增强相与Al基体之间存在较强的化学结合力和物理交互作用，从而实现载荷传递，提高复合材料的高温强度. ...
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22]
Fig.7![]()
基体成分的优化同样可以提高复合材料的摩擦磨损性能.Ye等[24]研究了Mg含量对SiCp/Al-Si-Mg复合材料耐磨损性能的影响.结果表明，添加1%Mg (质量分数)可在α-Al基体中引入沉淀强化，从而提高基体强度，并改善SiCp与基体的变形协调性，提升复合材料的耐磨损性能.Du等[25]研究表明，向Al-Si基合金中添加稀土和过渡金属元素增加了基体硬度；虽然基体合金的硬度对铝基复合材料磨损率的影响有限，但引入低扩散系数的过渡金属元素可以获得弥散分布的热稳定相，在高温下可钉扎位错和晶界.Lattanzi和Awe[26]通过添加Ni、Cu、La和Ce等元素生成高温稳定金属间化合物相，将铝基复合材料在470 ℃下的刚度提升了90%，但形成的硬脆金属间化合物相降低了合金的塑性、可变形性和强度，限制了该方法的广泛应用.研究[27]表明，添加纳米级陶瓷颗粒可以使铝基复合材料具有更高的热稳定性和更低的热膨胀系数.在高温下，纳米增强相与Al基体之间存在较强的化学结合力和物理交互作用，从而实现载荷传递，提高复合材料的高温强度. ...
搅拌铸造结合搅拌摩擦加工制备不同体积分数SiCp/Al复合材料的摩擦磨损行为
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2024
... 目前，轨道交通用铝基复合材料制动盘的主要增强体为SiCp，其体积分数直接影响复合材料的耐磨性能，体积分数越高，耐磨损性能越好，但高体积分数会降低材料的成型工艺性、延展性、断裂韧性及可加工性能[19,20].王瑞等[21]采用A357铝合金为基体，通过搅拌铸造法制备了SiCp含量在10%~40% (质量分数)的复合材料，并在恒定转速和载荷条件下，以钢为对磨材料进行销盘式摩擦磨损实验.结果表明，当SiCp含量超过20% (质量分数)时，铸造过程中孔隙率增加，从而影响摩擦磨损性能.谭东等[22]采用搅拌铸造结合搅拌摩擦加工的方法，分别制备了SiCp体积分数为20%、25%和30%的SiCp/Al复合材料，并基于市域列车运行工况设计摩擦磨损实验，研究了不同SiCp含量复合材料的摩擦磨损机制，如图7[22]所示.结果表明，当SiCp体积分数为25%和30%时，复合材料的平均摩擦因数稳定在0.3~0.5，满足市域列车高速制动的要求，且磨损表面未出现明显犁沟和分层，形成了完整的摩擦膜.然而，当SiCp含量达到30%时，对偶闸片的磨损量显著增加.SiCp尺寸对复合材料的摩擦磨损行为也有显著影响.Lee等[23]分别采用尺寸为10和30 μm的SiCp制备了55%SiCp/AA7075复合材料，并通过销盘式摩擦磨损实验(配对材料为SEA 52100钢)分析其耐磨损性能.结果表明，由于较大尺寸SiCp颗粒在基体中的流动性较低，有助于机械混合层的稳定形成，从而提高了复合材料的耐磨损性能，磨损率较低. ...
... [22]所示.结果表明，当SiCp体积分数为25%和30%时，复合材料的平均摩擦因数稳定在0.3~0.5，满足市域列车高速制动的要求，且磨损表面未出现明显犁沟和分层，形成了完整的摩擦膜.然而，当SiCp含量达到30%时，对偶闸片的磨损量显著增加.SiCp尺寸对复合材料的摩擦磨损行为也有显著影响.Lee等[23]分别采用尺寸为10和30 μm的SiCp制备了55%SiCp/AA7075复合材料，并通过销盘式摩擦磨损实验(配对材料为SEA 52100钢)分析其耐磨损性能.结果表明，由于较大尺寸SiCp颗粒在基体中的流动性较低，有助于机械混合层的稳定形成，从而提高了复合材料的耐磨损性能，磨损率较低. ...
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Schematics showing the friction and wear mechanisms of brake discs with 20% (a) and 30% (b) SiC<sub>p</sub> particles<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R22">22</xref>]</sup>Fig.7![]()
基体成分的优化同样可以提高复合材料的摩擦磨损性能.Ye等[24]研究了Mg含量对SiCp/Al-Si-Mg复合材料耐磨损性能的影响.结果表明，添加1%Mg (质量分数)可在α-Al基体中引入沉淀强化，从而提高基体强度，并改善SiCp与基体的变形协调性，提升复合材料的耐磨损性能.Du等[25]研究表明，向Al-Si基合金中添加稀土和过渡金属元素增加了基体硬度；虽然基体合金的硬度对铝基复合材料磨损率的影响有限，但引入低扩散系数的过渡金属元素可以获得弥散分布的热稳定相，在高温下可钉扎位错和晶界.Lattanzi和Awe[26]通过添加Ni、Cu、La和Ce等元素生成高温稳定金属间化合物相，将铝基复合材料在470 ℃下的刚度提升了90%，但形成的硬脆金属间化合物相降低了合金的塑性、可变形性和强度，限制了该方法的广泛应用.研究[27]表明，添加纳米级陶瓷颗粒可以使铝基复合材料具有更高的热稳定性和更低的热膨胀系数.在高温下，纳米增强相与Al基体之间存在较强的化学结合力和物理交互作用，从而实现载荷传递，提高复合材料的高温强度. ...
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Fig.7![]()
基体成分的优化同样可以提高复合材料的摩擦磨损性能.Ye等[24]研究了Mg含量对SiCp/Al-Si-Mg复合材料耐磨损性能的影响.结果表明，添加1%Mg (质量分数)可在α-Al基体中引入沉淀强化，从而提高基体强度，并改善SiCp与基体的变形协调性，提升复合材料的耐磨损性能.Du等[25]研究表明，向Al-Si基合金中添加稀土和过渡金属元素增加了基体硬度；虽然基体合金的硬度对铝基复合材料磨损率的影响有限，但引入低扩散系数的过渡金属元素可以获得弥散分布的热稳定相，在高温下可钉扎位错和晶界.Lattanzi和Awe[26]通过添加Ni、Cu、La和Ce等元素生成高温稳定金属间化合物相，将铝基复合材料在470 ℃下的刚度提升了90%，但形成的硬脆金属间化合物相降低了合金的塑性、可变形性和强度，限制了该方法的广泛应用.研究[27]表明，添加纳米级陶瓷颗粒可以使铝基复合材料具有更高的热稳定性和更低的热膨胀系数.在高温下，纳米增强相与Al基体之间存在较强的化学结合力和物理交互作用，从而实现载荷传递，提高复合材料的高温强度. ...
Effects of particle size and surface modification of SiC on the wear behavior of high volume fraction Al/SiCp composites
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2020
... 目前，轨道交通用铝基复合材料制动盘的主要增强体为SiCp，其体积分数直接影响复合材料的耐磨性能，体积分数越高，耐磨损性能越好，但高体积分数会降低材料的成型工艺性、延展性、断裂韧性及可加工性能[19,20].王瑞等[21]采用A357铝合金为基体，通过搅拌铸造法制备了SiCp含量在10%~40% (质量分数)的复合材料，并在恒定转速和载荷条件下，以钢为对磨材料进行销盘式摩擦磨损实验.结果表明，当SiCp含量超过20% (质量分数)时，铸造过程中孔隙率增加，从而影响摩擦磨损性能.谭东等[22]采用搅拌铸造结合搅拌摩擦加工的方法，分别制备了SiCp体积分数为20%、25%和30%的SiCp/Al复合材料，并基于市域列车运行工况设计摩擦磨损实验，研究了不同SiCp含量复合材料的摩擦磨损机制，如图7[22]所示.结果表明，当SiCp体积分数为25%和30%时，复合材料的平均摩擦因数稳定在0.3~0.5，满足市域列车高速制动的要求，且磨损表面未出现明显犁沟和分层，形成了完整的摩擦膜.然而，当SiCp含量达到30%时，对偶闸片的磨损量显著增加.SiCp尺寸对复合材料的摩擦磨损行为也有显著影响.Lee等[23]分别采用尺寸为10和30 μm的SiCp制备了55%SiCp/AA7075复合材料，并通过销盘式摩擦磨损实验(配对材料为SEA 52100钢)分析其耐磨损性能.结果表明，由于较大尺寸SiCp颗粒在基体中的流动性较低，有助于机械混合层的稳定形成，从而提高了复合材料的耐磨损性能，磨损率较低. ...
Strengthening effects of Mg-Si precipitates on wear resistance of SiCp/Al-Si-Mg composites
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2025
... 基体成分的优化同样可以提高复合材料的摩擦磨损性能.Ye等[24]研究了Mg含量对SiCp/Al-Si-Mg复合材料耐磨损性能的影响.结果表明，添加1%Mg (质量分数)可在α-Al基体中引入沉淀强化，从而提高基体强度，并改善SiCp与基体的变形协调性，提升复合材料的耐磨损性能.Du等[25]研究表明，向Al-Si基合金中添加稀土和过渡金属元素增加了基体硬度；虽然基体合金的硬度对铝基复合材料磨损率的影响有限，但引入低扩散系数的过渡金属元素可以获得弥散分布的热稳定相，在高温下可钉扎位错和晶界.Lattanzi和Awe[26]通过添加Ni、Cu、La和Ce等元素生成高温稳定金属间化合物相，将铝基复合材料在470 ℃下的刚度提升了90%，但形成的硬脆金属间化合物相降低了合金的塑性、可变形性和强度，限制了该方法的广泛应用.研究[27]表明，添加纳米级陶瓷颗粒可以使铝基复合材料具有更高的热稳定性和更低的热膨胀系数.在高温下，纳米增强相与Al基体之间存在较强的化学结合力和物理交互作用，从而实现载荷传递，提高复合材料的高温强度. ...
Role of matrix alloy, reinforcement size and fraction in the sliding wear behaviour of Al-SiCp MMCs against brake pad material
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2023
... 基体成分的优化同样可以提高复合材料的摩擦磨损性能.Ye等[24]研究了Mg含量对SiCp/Al-Si-Mg复合材料耐磨损性能的影响.结果表明，添加1%Mg (质量分数)可在α-Al基体中引入沉淀强化，从而提高基体强度，并改善SiCp与基体的变形协调性，提升复合材料的耐磨损性能.Du等[25]研究表明，向Al-Si基合金中添加稀土和过渡金属元素增加了基体硬度；虽然基体合金的硬度对铝基复合材料磨损率的影响有限，但引入低扩散系数的过渡金属元素可以获得弥散分布的热稳定相，在高温下可钉扎位错和晶界.Lattanzi和Awe[26]通过添加Ni、Cu、La和Ce等元素生成高温稳定金属间化合物相，将铝基复合材料在470 ℃下的刚度提升了90%，但形成的硬脆金属间化合物相降低了合金的塑性、可变形性和强度，限制了该方法的广泛应用.研究[27]表明，添加纳米级陶瓷颗粒可以使铝基复合材料具有更高的热稳定性和更低的热膨胀系数.在高温下，纳米增强相与Al基体之间存在较强的化学结合力和物理交互作用，从而实现载荷传递，提高复合材料的高温强度. ...
Thermophysical properties of Al-based metal matrix composites suitable for automotive brake discs
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2024
... 基体成分的优化同样可以提高复合材料的摩擦磨损性能.Ye等[24]研究了Mg含量对SiCp/Al-Si-Mg复合材料耐磨损性能的影响.结果表明，添加1%Mg (质量分数)可在α-Al基体中引入沉淀强化，从而提高基体强度，并改善SiCp与基体的变形协调性，提升复合材料的耐磨损性能.Du等[25]研究表明，向Al-Si基合金中添加稀土和过渡金属元素增加了基体硬度；虽然基体合金的硬度对铝基复合材料磨损率的影响有限，但引入低扩散系数的过渡金属元素可以获得弥散分布的热稳定相，在高温下可钉扎位错和晶界.Lattanzi和Awe[26]通过添加Ni、Cu、La和Ce等元素生成高温稳定金属间化合物相，将铝基复合材料在470 ℃下的刚度提升了90%，但形成的硬脆金属间化合物相降低了合金的塑性、可变形性和强度，限制了该方法的广泛应用.研究[27]表明，添加纳米级陶瓷颗粒可以使铝基复合材料具有更高的热稳定性和更低的热膨胀系数.在高温下，纳米增强相与Al基体之间存在较强的化学结合力和物理交互作用，从而实现载荷传递，提高复合材料的高温强度. ...
Study on high temperature mechanical properties of nano-Al2O3/6061 aluminum matrix composites
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2023
... 基体成分的优化同样可以提高复合材料的摩擦磨损性能.Ye等[24]研究了Mg含量对SiCp/Al-Si-Mg复合材料耐磨损性能的影响.结果表明，添加1%Mg (质量分数)可在α-Al基体中引入沉淀强化，从而提高基体强度，并改善SiCp与基体的变形协调性，提升复合材料的耐磨损性能.Du等[25]研究表明，向Al-Si基合金中添加稀土和过渡金属元素增加了基体硬度；虽然基体合金的硬度对铝基复合材料磨损率的影响有限，但引入低扩散系数的过渡金属元素可以获得弥散分布的热稳定相，在高温下可钉扎位错和晶界.Lattanzi和Awe[26]通过添加Ni、Cu、La和Ce等元素生成高温稳定金属间化合物相，将铝基复合材料在470 ℃下的刚度提升了90%，但形成的硬脆金属间化合物相降低了合金的塑性、可变形性和强度，限制了该方法的广泛应用.研究[27]表明，添加纳米级陶瓷颗粒可以使铝基复合材料具有更高的热稳定性和更低的热膨胀系数.在高温下，纳米增强相与Al基体之间存在较强的化学结合力和物理交互作用，从而实现载荷传递，提高复合材料的高温强度. ...
纳米氧化铝颗粒增强6061铝基复合材料的高温力学性能研究
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2023
... 基体成分的优化同样可以提高复合材料的摩擦磨损性能.Ye等[24]研究了Mg含量对SiCp/Al-Si-Mg复合材料耐磨损性能的影响.结果表明，添加1%Mg (质量分数)可在α-Al基体中引入沉淀强化，从而提高基体强度，并改善SiCp与基体的变形协调性，提升复合材料的耐磨损性能.Du等[25]研究表明，向Al-Si基合金中添加稀土和过渡金属元素增加了基体硬度；虽然基体合金的硬度对铝基复合材料磨损率的影响有限，但引入低扩散系数的过渡金属元素可以获得弥散分布的热稳定相，在高温下可钉扎位错和晶界.Lattanzi和Awe[26]通过添加Ni、Cu、La和Ce等元素生成高温稳定金属间化合物相，将铝基复合材料在470 ℃下的刚度提升了90%，但形成的硬脆金属间化合物相降低了合金的塑性、可变形性和强度，限制了该方法的广泛应用.研究[27]表明，添加纳米级陶瓷颗粒可以使铝基复合材料具有更高的热稳定性和更低的热膨胀系数.在高温下，纳米增强相与Al基体之间存在较强的化学结合力和物理交互作用，从而实现载荷传递，提高复合材料的高温强度. ...
A friction, wear and emission tribometer study of non-asbestos organic pins sliding against AlSiC MMC discs
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2018
... 此外，已有多项研究对SiCp增强铝基复合材料与商用制动片之间的摩擦磨损行为进行了系统探讨.Lyu等[28]利用铝基复合材料制动盘和传统铸铁制动盘与无石棉有机摩擦材料进行摩擦磨损性能测试.结果表明，铝基制动盘和传统铸铁制动盘表现出相似的摩擦特性，铝基制动盘表面形成的耐磨摩擦层可起到保护和润滑材料表面的作用，从而提高制动盘的耐磨性能.潘利科等[10]通过盘-环干摩擦实验，系统研究了搅拌铸造20%SiCp/A356复合材料与半金属合成闸片的摩擦磨损行为.结果表明，铝基复合材料与闸片在摩擦时会发生材料的转移，在外部压力作用下，转移的材料在摩擦表面通过堆积压实并伴随化学反应和机械混合作用形成第三体膜.在30~300 ℃范围内，第三体膜能够稳定摩擦系数，保护摩擦副表面，降低磨损率.Tan等[18]利用全尺寸台架实验，研究了复合成型法制备的含20%SiCp的铝基复合材料制动盘与商用制动片的摩擦磨损行为.结果表明，该制动盘在高达240 ℃的工作温度下仍具有稳定的摩擦系数，表现出优异的耐磨损性能.Fu等[17]研究了含25%SiCp的铝基复合材料与商用制动片在40~200 km/h速度范围内的摩擦磨损行为.结果表明，制动盘表面形成了一层厚度为25~40 μm的连续摩擦膜，在高温(412 ℃)下保持连续性和稳定性，可防止制动盘与衬片直接接触，减少磨损损失. ...
Thermal fatigue crack propagation mechanism of SiCp/A356 composites for urban rail train brake disc
1
2022
... 城轨列车制动盘在服役过程中经受频繁的冷热循环载荷，热应力是影响制动盘性能的主要因素.温度变化引起的热应力占制动盘总应力的80%以上，冷热疲劳是导致制动盘裂纹、变形等失效的主要原因[29].Chen等[30]的实验研究发现，SiCp增强铝基复合材料在经历热循环后，屈服强度和Young's模量显著下降，并出现明显的界面脱黏现象；冷热循环不仅削弱了材料的力学性能，还破坏了增强相与基体的界面结合，导致整体性能退化.Pal等[31]研究了不同工艺制备的铝基复合材料在热循环后的损伤机制.结果表明，粉末冶金法制备的SiCp/AlCuMg复合材料在热循环后界面损伤较严重，容易在热循环过程中发生界面脱黏和基体损伤.Nam等[32]的研究进一步表明，冷热循环会在材料内部产生热错配应力，进而引发界面脱黏、基体损伤及颗粒断裂等问题.这种应力来源于增强相与基体材料热膨胀系数的差异，并在冷热循环过程中不断积累损伤，最终导致微裂纹和界面损伤的形成.Requena等[33]的研究指出，在热循环过程中，粉末冶金法制备的SiCp增强铝基复合材料的部分热应力可通过蠕变机制松弛.Song等[34]采用真空调压铸造法制备了20%SiCp/A356铝基复合材料制动盘，并研究了热循环对其机械和摩擦学性能的影响.结果表明，当热循环温度低于200 ℃时，基体仅经历轻微的机械退化，整体性能基本保持稳定；当温度超过200 ℃时，材料力学性能迅速下降，基体出现严重机械损伤，界面退化加剧.热循环后，材料的平均摩擦系数下降，瞬时摩擦系数波动增大，SiCp/A356复合材料服役温度应尽可能控制在200 ℃以下.Pan等[35]研究了搅拌铸造SiCp/A356复合材料的热疲劳裂纹行为，发现裂纹主要沿颗粒界面和基体扩展，呈现“慢速-快速”交替的阶梯状扩展模式，如图8[35]所示，热循环导致颗粒与基体界面产生微裂纹，微裂纹与主裂纹合并后加速扩展. ...
城轨列车制动盘SiCp/A356复合材料热疲劳裂纹扩展机理
1
2022
... 城轨列车制动盘在服役过程中经受频繁的冷热循环载荷，热应力是影响制动盘性能的主要因素.温度变化引起的热应力占制动盘总应力的80%以上，冷热疲劳是导致制动盘裂纹、变形等失效的主要原因[29].Chen等[30]的实验研究发现，SiCp增强铝基复合材料在经历热循环后，屈服强度和Young's模量显著下降，并出现明显的界面脱黏现象；冷热循环不仅削弱了材料的力学性能，还破坏了增强相与基体的界面结合，导致整体性能退化.Pal等[31]研究了不同工艺制备的铝基复合材料在热循环后的损伤机制.结果表明，粉末冶金法制备的SiCp/AlCuMg复合材料在热循环后界面损伤较严重，容易在热循环过程中发生界面脱黏和基体损伤.Nam等[32]的研究进一步表明，冷热循环会在材料内部产生热错配应力，进而引发界面脱黏、基体损伤及颗粒断裂等问题.这种应力来源于增强相与基体材料热膨胀系数的差异，并在冷热循环过程中不断积累损伤，最终导致微裂纹和界面损伤的形成.Requena等[33]的研究指出，在热循环过程中，粉末冶金法制备的SiCp增强铝基复合材料的部分热应力可通过蠕变机制松弛.Song等[34]采用真空调压铸造法制备了20%SiCp/A356铝基复合材料制动盘，并研究了热循环对其机械和摩擦学性能的影响.结果表明，当热循环温度低于200 ℃时，基体仅经历轻微的机械退化，整体性能基本保持稳定；当温度超过200 ℃时，材料力学性能迅速下降，基体出现严重机械损伤，界面退化加剧.热循环后，材料的平均摩擦系数下降，瞬时摩擦系数波动增大，SiCp/A356复合材料服役温度应尽可能控制在200 ℃以下.Pan等[35]研究了搅拌铸造SiCp/A356复合材料的热疲劳裂纹行为，发现裂纹主要沿颗粒界面和基体扩展，呈现“慢速-快速”交替的阶梯状扩展模式，如图8[35]所示，热循环导致颗粒与基体界面产生微裂纹，微裂纹与主裂纹合并后加速扩展. ...
An experimental study on effect of thermal cycling on monotonic and cyclic response of cast aluminium alloy-SiC particulate composites
1
2005
... 城轨列车制动盘在服役过程中经受频繁的冷热循环载荷，热应力是影响制动盘性能的主要因素.温度变化引起的热应力占制动盘总应力的80%以上，冷热疲劳是导致制动盘裂纹、变形等失效的主要原因[29].Chen等[30]的实验研究发现，SiCp增强铝基复合材料在经历热循环后，屈服强度和Young's模量显著下降，并出现明显的界面脱黏现象；冷热循环不仅削弱了材料的力学性能，还破坏了增强相与基体的界面结合，导致整体性能退化.Pal等[31]研究了不同工艺制备的铝基复合材料在热循环后的损伤机制.结果表明，粉末冶金法制备的SiCp/AlCuMg复合材料在热循环后界面损伤较严重，容易在热循环过程中发生界面脱黏和基体损伤.Nam等[32]的研究进一步表明，冷热循环会在材料内部产生热错配应力，进而引发界面脱黏、基体损伤及颗粒断裂等问题.这种应力来源于增强相与基体材料热膨胀系数的差异，并在冷热循环过程中不断积累损伤，最终导致微裂纹和界面损伤的形成.Requena等[33]的研究指出，在热循环过程中，粉末冶金法制备的SiCp增强铝基复合材料的部分热应力可通过蠕变机制松弛.Song等[34]采用真空调压铸造法制备了20%SiCp/A356铝基复合材料制动盘，并研究了热循环对其机械和摩擦学性能的影响.结果表明，当热循环温度低于200 ℃时，基体仅经历轻微的机械退化，整体性能基本保持稳定；当温度超过200 ℃时，材料力学性能迅速下降，基体出现严重机械损伤，界面退化加剧.热循环后，材料的平均摩擦系数下降，瞬时摩擦系数波动增大，SiCp/A356复合材料服役温度应尽可能控制在200 ℃以下.Pan等[35]研究了搅拌铸造SiCp/A356复合材料的热疲劳裂纹行为，发现裂纹主要沿颗粒界面和基体扩展，呈现“慢速-快速”交替的阶梯状扩展模式，如图8[35]所示，热循环导致颗粒与基体界面产生微裂纹，微裂纹与主裂纹合并后加速扩展. ...
Damage evaluation in discontinuously reinforced aluminum matrix composites subjected to thermal cycling
1
2008
... 城轨列车制动盘在服役过程中经受频繁的冷热循环载荷，热应力是影响制动盘性能的主要因素.温度变化引起的热应力占制动盘总应力的80%以上，冷热疲劳是导致制动盘裂纹、变形等失效的主要原因[29].Chen等[30]的实验研究发现，SiCp增强铝基复合材料在经历热循环后，屈服强度和Young's模量显著下降，并出现明显的界面脱黏现象；冷热循环不仅削弱了材料的力学性能，还破坏了增强相与基体的界面结合，导致整体性能退化.Pal等[31]研究了不同工艺制备的铝基复合材料在热循环后的损伤机制.结果表明，粉末冶金法制备的SiCp/AlCuMg复合材料在热循环后界面损伤较严重，容易在热循环过程中发生界面脱黏和基体损伤.Nam等[32]的研究进一步表明，冷热循环会在材料内部产生热错配应力，进而引发界面脱黏、基体损伤及颗粒断裂等问题.这种应力来源于增强相与基体材料热膨胀系数的差异，并在冷热循环过程中不断积累损伤，最终导致微裂纹和界面损伤的形成.Requena等[33]的研究指出，在热循环过程中，粉末冶金法制备的SiCp增强铝基复合材料的部分热应力可通过蠕变机制松弛.Song等[34]采用真空调压铸造法制备了20%SiCp/A356铝基复合材料制动盘，并研究了热循环对其机械和摩擦学性能的影响.结果表明，当热循环温度低于200 ℃时，基体仅经历轻微的机械退化，整体性能基本保持稳定；当温度超过200 ℃时，材料力学性能迅速下降，基体出现严重机械损伤，界面退化加剧.热循环后，材料的平均摩擦系数下降，瞬时摩擦系数波动增大，SiCp/A356复合材料服役温度应尽可能控制在200 ℃以下.Pan等[35]研究了搅拌铸造SiCp/A356复合材料的热疲劳裂纹行为，发现裂纹主要沿颗粒界面和基体扩展，呈现“慢速-快速”交替的阶梯状扩展模式，如图8[35]所示，热循环导致颗粒与基体界面产生微裂纹，微裂纹与主裂纹合并后加速扩展. ...
Thermal expansion behaviour of aluminum matrix composites with densely packed SiC particles
1
2008
... 城轨列车制动盘在服役过程中经受频繁的冷热循环载荷，热应力是影响制动盘性能的主要因素.温度变化引起的热应力占制动盘总应力的80%以上，冷热疲劳是导致制动盘裂纹、变形等失效的主要原因[29].Chen等[30]的实验研究发现，SiCp增强铝基复合材料在经历热循环后，屈服强度和Young's模量显著下降，并出现明显的界面脱黏现象；冷热循环不仅削弱了材料的力学性能，还破坏了增强相与基体的界面结合，导致整体性能退化.Pal等[31]研究了不同工艺制备的铝基复合材料在热循环后的损伤机制.结果表明，粉末冶金法制备的SiCp/AlCuMg复合材料在热循环后界面损伤较严重，容易在热循环过程中发生界面脱黏和基体损伤.Nam等[32]的研究进一步表明，冷热循环会在材料内部产生热错配应力，进而引发界面脱黏、基体损伤及颗粒断裂等问题.这种应力来源于增强相与基体材料热膨胀系数的差异，并在冷热循环过程中不断积累损伤，最终导致微裂纹和界面损伤的形成.Requena等[33]的研究指出，在热循环过程中，粉末冶金法制备的SiCp增强铝基复合材料的部分热应力可通过蠕变机制松弛.Song等[34]采用真空调压铸造法制备了20%SiCp/A356铝基复合材料制动盘，并研究了热循环对其机械和摩擦学性能的影响.结果表明，当热循环温度低于200 ℃时，基体仅经历轻微的机械退化，整体性能基本保持稳定；当温度超过200 ℃时，材料力学性能迅速下降，基体出现严重机械损伤，界面退化加剧.热循环后，材料的平均摩擦系数下降，瞬时摩擦系数波动增大，SiCp/A356复合材料服役温度应尽可能控制在200 ℃以下.Pan等[35]研究了搅拌铸造SiCp/A356复合材料的热疲劳裂纹行为，发现裂纹主要沿颗粒界面和基体扩展，呈现“慢速-快速”交替的阶梯状扩展模式，如图8[35]所示，热循环导致颗粒与基体界面产生微裂纹，微裂纹与主裂纹合并后加速扩展. ...
Stress relaxation during thermal cycling of particle reinforced aluminium matrix composites
1
2012
... 城轨列车制动盘在服役过程中经受频繁的冷热循环载荷，热应力是影响制动盘性能的主要因素.温度变化引起的热应力占制动盘总应力的80%以上，冷热疲劳是导致制动盘裂纹、变形等失效的主要原因[29].Chen等[30]的实验研究发现，SiCp增强铝基复合材料在经历热循环后，屈服强度和Young's模量显著下降，并出现明显的界面脱黏现象；冷热循环不仅削弱了材料的力学性能，还破坏了增强相与基体的界面结合，导致整体性能退化.Pal等[31]研究了不同工艺制备的铝基复合材料在热循环后的损伤机制.结果表明，粉末冶金法制备的SiCp/AlCuMg复合材料在热循环后界面损伤较严重，容易在热循环过程中发生界面脱黏和基体损伤.Nam等[32]的研究进一步表明，冷热循环会在材料内部产生热错配应力，进而引发界面脱黏、基体损伤及颗粒断裂等问题.这种应力来源于增强相与基体材料热膨胀系数的差异，并在冷热循环过程中不断积累损伤，最终导致微裂纹和界面损伤的形成.Requena等[33]的研究指出，在热循环过程中，粉末冶金法制备的SiCp增强铝基复合材料的部分热应力可通过蠕变机制松弛.Song等[34]采用真空调压铸造法制备了20%SiCp/A356铝基复合材料制动盘，并研究了热循环对其机械和摩擦学性能的影响.结果表明，当热循环温度低于200 ℃时，基体仅经历轻微的机械退化，整体性能基本保持稳定；当温度超过200 ℃时，材料力学性能迅速下降，基体出现严重机械损伤，界面退化加剧.热循环后，材料的平均摩擦系数下降，瞬时摩擦系数波动增大，SiCp/A356复合材料服役温度应尽可能控制在200 ℃以下.Pan等[35]研究了搅拌铸造SiCp/A356复合材料的热疲劳裂纹行为，发现裂纹主要沿颗粒界面和基体扩展，呈现“慢速-快速”交替的阶梯状扩展模式，如图8[35]所示，热循环导致颗粒与基体界面产生微裂纹，微裂纹与主裂纹合并后加速扩展. ...
Effects of thermal cycling treatment on load bearing and friction behavior of SiCp/A356 composites
1
2024
... 城轨列车制动盘在服役过程中经受频繁的冷热循环载荷，热应力是影响制动盘性能的主要因素.温度变化引起的热应力占制动盘总应力的80%以上，冷热疲劳是导致制动盘裂纹、变形等失效的主要原因[29].Chen等[30]的实验研究发现，SiCp增强铝基复合材料在经历热循环后，屈服强度和Young's模量显著下降，并出现明显的界面脱黏现象；冷热循环不仅削弱了材料的力学性能，还破坏了增强相与基体的界面结合，导致整体性能退化.Pal等[31]研究了不同工艺制备的铝基复合材料在热循环后的损伤机制.结果表明，粉末冶金法制备的SiCp/AlCuMg复合材料在热循环后界面损伤较严重，容易在热循环过程中发生界面脱黏和基体损伤.Nam等[32]的研究进一步表明，冷热循环会在材料内部产生热错配应力，进而引发界面脱黏、基体损伤及颗粒断裂等问题.这种应力来源于增强相与基体材料热膨胀系数的差异，并在冷热循环过程中不断积累损伤，最终导致微裂纹和界面损伤的形成.Requena等[33]的研究指出，在热循环过程中，粉末冶金法制备的SiCp增强铝基复合材料的部分热应力可通过蠕变机制松弛.Song等[34]采用真空调压铸造法制备了20%SiCp/A356铝基复合材料制动盘，并研究了热循环对其机械和摩擦学性能的影响.结果表明，当热循环温度低于200 ℃时，基体仅经历轻微的机械退化，整体性能基本保持稳定；当温度超过200 ℃时，材料力学性能迅速下降，基体出现严重机械损伤，界面退化加剧.热循环后，材料的平均摩擦系数下降，瞬时摩擦系数波动增大，SiCp/A356复合材料服役温度应尽可能控制在200 ℃以下.Pan等[35]研究了搅拌铸造SiCp/A356复合材料的热疲劳裂纹行为，发现裂纹主要沿颗粒界面和基体扩展，呈现“慢速-快速”交替的阶梯状扩展模式，如图8[35]所示，热循环导致颗粒与基体界面产生微裂纹，微裂纹与主裂纹合并后加速扩展. ...
Thermal fatigue crack behavior of SiCp/A356 composites prepared by stirring casting
4
2017
... 城轨列车制动盘在服役过程中经受频繁的冷热循环载荷，热应力是影响制动盘性能的主要因素.温度变化引起的热应力占制动盘总应力的80%以上，冷热疲劳是导致制动盘裂纹、变形等失效的主要原因[29].Chen等[30]的实验研究发现，SiCp增强铝基复合材料在经历热循环后，屈服强度和Young's模量显著下降，并出现明显的界面脱黏现象；冷热循环不仅削弱了材料的力学性能，还破坏了增强相与基体的界面结合，导致整体性能退化.Pal等[31]研究了不同工艺制备的铝基复合材料在热循环后的损伤机制.结果表明，粉末冶金法制备的SiCp/AlCuMg复合材料在热循环后界面损伤较严重，容易在热循环过程中发生界面脱黏和基体损伤.Nam等[32]的研究进一步表明，冷热循环会在材料内部产生热错配应力，进而引发界面脱黏、基体损伤及颗粒断裂等问题.这种应力来源于增强相与基体材料热膨胀系数的差异，并在冷热循环过程中不断积累损伤，最终导致微裂纹和界面损伤的形成.Requena等[33]的研究指出，在热循环过程中，粉末冶金法制备的SiCp增强铝基复合材料的部分热应力可通过蠕变机制松弛.Song等[34]采用真空调压铸造法制备了20%SiCp/A356铝基复合材料制动盘，并研究了热循环对其机械和摩擦学性能的影响.结果表明，当热循环温度低于200 ℃时，基体仅经历轻微的机械退化，整体性能基本保持稳定；当温度超过200 ℃时，材料力学性能迅速下降，基体出现严重机械损伤，界面退化加剧.热循环后，材料的平均摩擦系数下降，瞬时摩擦系数波动增大，SiCp/A356复合材料服役温度应尽可能控制在200 ℃以下.Pan等[35]研究了搅拌铸造SiCp/A356复合材料的热疲劳裂纹行为，发现裂纹主要沿颗粒界面和基体扩展，呈现“慢速-快速”交替的阶梯状扩展模式，如图8[35]所示，热循环导致颗粒与基体界面产生微裂纹，微裂纹与主裂纹合并后加速扩展. ...
... [35]所示，热循环导致颗粒与基体界面产生微裂纹，微裂纹与主裂纹合并后加速扩展. ...
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35]
Micro growing process model of the thermal fatigue crack<sup>[<xref ref-type="bibr" rid="R35">35</xref>]</sup>(a) initial (b) crack initiation (c) crack broadening ...
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(a) initial (b) crack initiation (c) crack broadening ...
Dynamic performance analysis of aluminum matrix composite brake disc for linear metro vehicle
1
2021
... 周开磊等[36]对比分析了将地铁车辆铸铁制动盘更换为铝基复合材料制动盘前后的动力学表现，针对惰行、牵引及制动工况，重点考察了电机气隙、电机与轴箱振动等指标.结果表明，更换铝基复合材料制动盘后，轮轨垂向力及轮重减载率得到优化，从而提升了车辆运行的稳定性.苟青炳等[37]验证了铝基复合材料制动盘与合成闸片组成的轻量化摩擦副在标准地铁车辆上的适用性及制动匹配性.结果显示，该摩擦副的热容量及紧固件连接安全系数均符合相关标准，且摩擦因数稳定，闸片磨耗量小，制动盘温升低，制动噪声较低，表现出优良的匹配性，满足地铁车辆的制动需求，具备推广应用的潜力.赵锋[38]进一步研究了地铁车辆换装铝基复合材料制动盘后，在满轴重载荷及纯空气制动工况下的热容量及制动距离.结果表明，铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，同时在热容量及车辆制动性能方面均表现优异.曹建行等[39]结合仿真计算与装车运用考核，通过与铁盘对比，从能耗、磨耗、脱轨系数、冲击振动、噪声等方面探讨了铝基复合材料制动盘对列车运行品质的影响.结果表明，城市轨道交通列车换装铝基复合材料制动盘后，每年可节约电能约4.94 × 104 kW·h，计算方式见表2[39]，且单位里程磨耗量仅为传统铸铁制动盘的一半.此外，该制动盘还能有效降低轮轨间的动态冲击及轮对振动，从而延长轮轨的运维周期. ...
直线电机地铁车辆铝基复合材料制动盘动力学性能分析
1
2021
... 周开磊等[36]对比分析了将地铁车辆铸铁制动盘更换为铝基复合材料制动盘前后的动力学表现，针对惰行、牵引及制动工况，重点考察了电机气隙、电机与轴箱振动等指标.结果表明，更换铝基复合材料制动盘后，轮轨垂向力及轮重减载率得到优化，从而提升了车辆运行的稳定性.苟青炳等[37]验证了铝基复合材料制动盘与合成闸片组成的轻量化摩擦副在标准地铁车辆上的适用性及制动匹配性.结果显示，该摩擦副的热容量及紧固件连接安全系数均符合相关标准，且摩擦因数稳定，闸片磨耗量小，制动盘温升低，制动噪声较低，表现出优良的匹配性，满足地铁车辆的制动需求，具备推广应用的潜力.赵锋[38]进一步研究了地铁车辆换装铝基复合材料制动盘后，在满轴重载荷及纯空气制动工况下的热容量及制动距离.结果表明，铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，同时在热容量及车辆制动性能方面均表现优异.曹建行等[39]结合仿真计算与装车运用考核，通过与铁盘对比，从能耗、磨耗、脱轨系数、冲击振动、噪声等方面探讨了铝基复合材料制动盘对列车运行品质的影响.结果表明，城市轨道交通列车换装铝基复合材料制动盘后，每年可节约电能约4.94 × 104 kW·h，计算方式见表2[39]，且单位里程磨耗量仅为传统铸铁制动盘的一半.此外，该制动盘还能有效降低轮轨间的动态冲击及轮对振动，从而延长轮轨的运维周期. ...
Development and experimental study of new brake friction pairs for standard metro train
1
2022
... 周开磊等[36]对比分析了将地铁车辆铸铁制动盘更换为铝基复合材料制动盘前后的动力学表现，针对惰行、牵引及制动工况，重点考察了电机气隙、电机与轴箱振动等指标.结果表明，更换铝基复合材料制动盘后，轮轨垂向力及轮重减载率得到优化，从而提升了车辆运行的稳定性.苟青炳等[37]验证了铝基复合材料制动盘与合成闸片组成的轻量化摩擦副在标准地铁车辆上的适用性及制动匹配性.结果显示，该摩擦副的热容量及紧固件连接安全系数均符合相关标准，且摩擦因数稳定，闸片磨耗量小，制动盘温升低，制动噪声较低，表现出优良的匹配性，满足地铁车辆的制动需求，具备推广应用的潜力.赵锋[38]进一步研究了地铁车辆换装铝基复合材料制动盘后，在满轴重载荷及纯空气制动工况下的热容量及制动距离.结果表明，铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，同时在热容量及车辆制动性能方面均表现优异.曹建行等[39]结合仿真计算与装车运用考核，通过与铁盘对比，从能耗、磨耗、脱轨系数、冲击振动、噪声等方面探讨了铝基复合材料制动盘对列车运行品质的影响.结果表明，城市轨道交通列车换装铝基复合材料制动盘后，每年可节约电能约4.94 × 104 kW·h，计算方式见表2[39]，且单位里程磨耗量仅为传统铸铁制动盘的一半.此外，该制动盘还能有效降低轮轨间的动态冲击及轮对振动，从而延长轮轨的运维周期. ...
标准地铁车辆用新型制动摩擦副设计与试验研究
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2022
... 周开磊等[36]对比分析了将地铁车辆铸铁制动盘更换为铝基复合材料制动盘前后的动力学表现，针对惰行、牵引及制动工况，重点考察了电机气隙、电机与轴箱振动等指标.结果表明，更换铝基复合材料制动盘后，轮轨垂向力及轮重减载率得到优化，从而提升了车辆运行的稳定性.苟青炳等[37]验证了铝基复合材料制动盘与合成闸片组成的轻量化摩擦副在标准地铁车辆上的适用性及制动匹配性.结果显示，该摩擦副的热容量及紧固件连接安全系数均符合相关标准，且摩擦因数稳定，闸片磨耗量小，制动盘温升低，制动噪声较低，表现出优良的匹配性，满足地铁车辆的制动需求，具备推广应用的潜力.赵锋[38]进一步研究了地铁车辆换装铝基复合材料制动盘后，在满轴重载荷及纯空气制动工况下的热容量及制动距离.结果表明，铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，同时在热容量及车辆制动性能方面均表现优异.曹建行等[39]结合仿真计算与装车运用考核，通过与铁盘对比，从能耗、磨耗、脱轨系数、冲击振动、噪声等方面探讨了铝基复合材料制动盘对列车运行品质的影响.结果表明，城市轨道交通列车换装铝基复合材料制动盘后，每年可节约电能约4.94 × 104 kW·h，计算方式见表2[39]，且单位里程磨耗量仅为传统铸铁制动盘的一半.此外，该制动盘还能有效降低轮轨间的动态冲击及轮对振动，从而延长轮轨的运维周期. ...
Application of aluminum matrix composite brake disc on subway vehicles
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2023
... 周开磊等[36]对比分析了将地铁车辆铸铁制动盘更换为铝基复合材料制动盘前后的动力学表现，针对惰行、牵引及制动工况，重点考察了电机气隙、电机与轴箱振动等指标.结果表明，更换铝基复合材料制动盘后，轮轨垂向力及轮重减载率得到优化，从而提升了车辆运行的稳定性.苟青炳等[37]验证了铝基复合材料制动盘与合成闸片组成的轻量化摩擦副在标准地铁车辆上的适用性及制动匹配性.结果显示，该摩擦副的热容量及紧固件连接安全系数均符合相关标准，且摩擦因数稳定，闸片磨耗量小，制动盘温升低，制动噪声较低，表现出优良的匹配性，满足地铁车辆的制动需求，具备推广应用的潜力.赵锋[38]进一步研究了地铁车辆换装铝基复合材料制动盘后，在满轴重载荷及纯空气制动工况下的热容量及制动距离.结果表明，铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，同时在热容量及车辆制动性能方面均表现优异.曹建行等[39]结合仿真计算与装车运用考核，通过与铁盘对比，从能耗、磨耗、脱轨系数、冲击振动、噪声等方面探讨了铝基复合材料制动盘对列车运行品质的影响.结果表明，城市轨道交通列车换装铝基复合材料制动盘后，每年可节约电能约4.94 × 104 kW·h，计算方式见表2[39]，且单位里程磨耗量仅为传统铸铁制动盘的一半.此外，该制动盘还能有效降低轮轨间的动态冲击及轮对振动，从而延长轮轨的运维周期. ...
铝基复合材料制动盘在地铁车辆上的应用研究
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2023
... 周开磊等[36]对比分析了将地铁车辆铸铁制动盘更换为铝基复合材料制动盘前后的动力学表现，针对惰行、牵引及制动工况，重点考察了电机气隙、电机与轴箱振动等指标.结果表明，更换铝基复合材料制动盘后，轮轨垂向力及轮重减载率得到优化，从而提升了车辆运行的稳定性.苟青炳等[37]验证了铝基复合材料制动盘与合成闸片组成的轻量化摩擦副在标准地铁车辆上的适用性及制动匹配性.结果显示，该摩擦副的热容量及紧固件连接安全系数均符合相关标准，且摩擦因数稳定，闸片磨耗量小，制动盘温升低，制动噪声较低，表现出优良的匹配性，满足地铁车辆的制动需求，具备推广应用的潜力.赵锋[38]进一步研究了地铁车辆换装铝基复合材料制动盘后，在满轴重载荷及纯空气制动工况下的热容量及制动距离.结果表明，铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，同时在热容量及车辆制动性能方面均表现优异.曹建行等[39]结合仿真计算与装车运用考核，通过与铁盘对比，从能耗、磨耗、脱轨系数、冲击振动、噪声等方面探讨了铝基复合材料制动盘对列车运行品质的影响.结果表明，城市轨道交通列车换装铝基复合材料制动盘后，每年可节约电能约4.94 × 104 kW·h，计算方式见表2[39]，且单位里程磨耗量仅为传统铸铁制动盘的一半.此外，该制动盘还能有效降低轮轨间的动态冲击及轮对振动，从而延长轮轨的运维周期. ...
Research on brake disc lightweight technology based on improving train running quality
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2019
... 周开磊等[36]对比分析了将地铁车辆铸铁制动盘更换为铝基复合材料制动盘前后的动力学表现，针对惰行、牵引及制动工况，重点考察了电机气隙、电机与轴箱振动等指标.结果表明，更换铝基复合材料制动盘后，轮轨垂向力及轮重减载率得到优化，从而提升了车辆运行的稳定性.苟青炳等[37]验证了铝基复合材料制动盘与合成闸片组成的轻量化摩擦副在标准地铁车辆上的适用性及制动匹配性.结果显示，该摩擦副的热容量及紧固件连接安全系数均符合相关标准，且摩擦因数稳定，闸片磨耗量小，制动盘温升低，制动噪声较低，表现出优良的匹配性，满足地铁车辆的制动需求，具备推广应用的潜力.赵锋[38]进一步研究了地铁车辆换装铝基复合材料制动盘后，在满轴重载荷及纯空气制动工况下的热容量及制动距离.结果表明，铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，同时在热容量及车辆制动性能方面均表现优异.曹建行等[39]结合仿真计算与装车运用考核，通过与铁盘对比，从能耗、磨耗、脱轨系数、冲击振动、噪声等方面探讨了铝基复合材料制动盘对列车运行品质的影响.结果表明，城市轨道交通列车换装铝基复合材料制动盘后，每年可节约电能约4.94 × 104 kW·h，计算方式见表2[39]，且单位里程磨耗量仅为传统铸铁制动盘的一半.此外，该制动盘还能有效降低轮轨间的动态冲击及轮对振动，从而延长轮轨的运维周期. ...
... [39]，且单位里程磨耗量仅为传统铸铁制动盘的一半.此外，该制动盘还能有效降低轮轨间的动态冲击及轮对振动，从而延长轮轨的运维周期. ...
... 列车制动盘牵引能耗计算[39] (kW·h) ...
... Traction energy consumption calculation for a Train's brake discs[39] ...
基于提高列车运行品质的制动盘轻量化技术研究
4
2019
... 周开磊等[36]对比分析了将地铁车辆铸铁制动盘更换为铝基复合材料制动盘前后的动力学表现，针对惰行、牵引及制动工况，重点考察了电机气隙、电机与轴箱振动等指标.结果表明，更换铝基复合材料制动盘后，轮轨垂向力及轮重减载率得到优化，从而提升了车辆运行的稳定性.苟青炳等[37]验证了铝基复合材料制动盘与合成闸片组成的轻量化摩擦副在标准地铁车辆上的适用性及制动匹配性.结果显示，该摩擦副的热容量及紧固件连接安全系数均符合相关标准，且摩擦因数稳定，闸片磨耗量小，制动盘温升低，制动噪声较低，表现出优良的匹配性，满足地铁车辆的制动需求，具备推广应用的潜力.赵锋[38]进一步研究了地铁车辆换装铝基复合材料制动盘后，在满轴重载荷及纯空气制动工况下的热容量及制动距离.结果表明，铝基复合材料制动盘不仅能够有效降低车辆重量，同时在热容量及车辆制动性能方面均表现优异.曹建行等[39]结合仿真计算与装车运用考核，通过与铁盘对比，从能耗、磨耗、脱轨系数、冲击振动、噪声等方面探讨了铝基复合材料制动盘对列车运行品质的影响.结果表明，城市轨道交通列车换装铝基复合材料制动盘后，每年可节约电能约4.94 × 104 kW·h，计算方式见表2[39]，且单位里程磨耗量仅为传统铸铁制动盘的一半.此外，该制动盘还能有效降低轮轨间的动态冲击及轮对振动，从而延长轮轨的运维周期. ...
... [39]，且单位里程磨耗量仅为传统铸铁制动盘的一半.此外，该制动盘还能有效降低轮轨间的动态冲击及轮对振动，从而延长轮轨的运维周期. ...
... 列车制动盘牵引能耗计算[39] (kW·h) ...
... Traction energy consumption calculation for a Train's brake discs[39] ...
Progress on multi-dimensional carbon nanomaterials reinforced aluminum matrix composites: A review
1
2019
... 随着市域列车朝着更高速、轻量化方向发展，铝基复合材料制动盘在更高速度等级列车中的应用需求日益迫切.因此，亟需突破高强、耐热SiCp/Al复合材料的关键制备技术瓶颈，以适应运行速度120 km/h以上的制动工况.未来研究可充分利用铝基复合材料的高可设计性[40]，依托高通量制备与表征技术[41]，实现材料成分与工艺参数的快速筛选与优化，并系统探索新型增强相(如Al2O3、碳纳米管、石墨烯等[42,43])在提升材料导热性能、耐磨损性能及抗热疲劳性能方面的潜力.在此基础上，需重点研究高速制动环境下的界面改性技术，以增强强化相与基体的结合强度，降低界面脱黏风险.进一步地，应聚焦材料在制动过程中的热-力耦合行为，结合模拟计算与实验研究，深入分析复合材料在瞬态热冲击下的热稳定性与微观组织演化规律，并借助电子显微镜、中子衍射等先进表征手段，揭示增强相与基体在复杂载荷作用下的相互作用机制，进而明确材料的强化机理与失效规律，为其在高速制动工况下的服役性能评估与寿命预测提供科学依据.通过上述系统研究，有望推动高性能铝基复合材料制动盘在更高速度轨道交通车辆中的应用，为行业发展提供技术支撑. ...
多维度碳纳米相增强铝基复合材料研究进展
1
2019
... 随着市域列车朝着更高速、轻量化方向发展，铝基复合材料制动盘在更高速度等级列车中的应用需求日益迫切.因此，亟需突破高强、耐热SiCp/Al复合材料的关键制备技术瓶颈，以适应运行速度120 km/h以上的制动工况.未来研究可充分利用铝基复合材料的高可设计性[40]，依托高通量制备与表征技术[41]，实现材料成分与工艺参数的快速筛选与优化，并系统探索新型增强相(如Al2O3、碳纳米管、石墨烯等[42,43])在提升材料导热性能、耐磨损性能及抗热疲劳性能方面的潜力.在此基础上，需重点研究高速制动环境下的界面改性技术，以增强强化相与基体的结合强度，降低界面脱黏风险.进一步地，应聚焦材料在制动过程中的热-力耦合行为，结合模拟计算与实验研究，深入分析复合材料在瞬态热冲击下的热稳定性与微观组织演化规律，并借助电子显微镜、中子衍射等先进表征手段，揭示增强相与基体在复杂载荷作用下的相互作用机制，进而明确材料的强化机理与失效规律，为其在高速制动工况下的服役性能评估与寿命预测提供科学依据.通过上述系统研究，有望推动高性能铝基复合材料制动盘在更高速度轨道交通车辆中的应用，为行业发展提供技术支撑. ...
Progress in high throughput fabrication and characterization of metal matrix composites
1
2019
... 随着市域列车朝着更高速、轻量化方向发展，铝基复合材料制动盘在更高速度等级列车中的应用需求日益迫切.因此，亟需突破高强、耐热SiCp/Al复合材料的关键制备技术瓶颈，以适应运行速度120 km/h以上的制动工况.未来研究可充分利用铝基复合材料的高可设计性[40]，依托高通量制备与表征技术[41]，实现材料成分与工艺参数的快速筛选与优化，并系统探索新型增强相(如Al2O3、碳纳米管、石墨烯等[42,43])在提升材料导热性能、耐磨损性能及抗热疲劳性能方面的潜力.在此基础上，需重点研究高速制动环境下的界面改性技术，以增强强化相与基体的结合强度，降低界面脱黏风险.进一步地，应聚焦材料在制动过程中的热-力耦合行为，结合模拟计算与实验研究，深入分析复合材料在瞬态热冲击下的热稳定性与微观组织演化规律，并借助电子显微镜、中子衍射等先进表征手段，揭示增强相与基体在复杂载荷作用下的相互作用机制，进而明确材料的强化机理与失效规律，为其在高速制动工况下的服役性能评估与寿命预测提供科学依据.通过上述系统研究，有望推动高性能铝基复合材料制动盘在更高速度轨道交通车辆中的应用，为行业发展提供技术支撑. ...
金属基复合材料高通量制备及表征技术研究进展
1
2019
... 随着市域列车朝着更高速、轻量化方向发展，铝基复合材料制动盘在更高速度等级列车中的应用需求日益迫切.因此，亟需突破高强、耐热SiCp/Al复合材料的关键制备技术瓶颈，以适应运行速度120 km/h以上的制动工况.未来研究可充分利用铝基复合材料的高可设计性[40]，依托高通量制备与表征技术[41]，实现材料成分与工艺参数的快速筛选与优化，并系统探索新型增强相(如Al2O3、碳纳米管、石墨烯等[42,43])在提升材料导热性能、耐磨损性能及抗热疲劳性能方面的潜力.在此基础上，需重点研究高速制动环境下的界面改性技术，以增强强化相与基体的结合强度，降低界面脱黏风险.进一步地，应聚焦材料在制动过程中的热-力耦合行为，结合模拟计算与实验研究，深入分析复合材料在瞬态热冲击下的热稳定性与微观组织演化规律，并借助电子显微镜、中子衍射等先进表征手段，揭示增强相与基体在复杂载荷作用下的相互作用机制，进而明确材料的强化机理与失效规律，为其在高速制动工况下的服役性能评估与寿命预测提供科学依据.通过上述系统研究，有望推动高性能铝基复合材料制动盘在更高速度轨道交通车辆中的应用，为行业发展提供技术支撑. ...
Microstructure and mechanical properties of carbon nanotubes-reinforced 7055Al composites fabricated by high-energy ball milling and powder metallurgy processing
1
2021
... 随着市域列车朝着更高速、轻量化方向发展，铝基复合材料制动盘在更高速度等级列车中的应用需求日益迫切.因此，亟需突破高强、耐热SiCp/Al复合材料的关键制备技术瓶颈，以适应运行速度120 km/h以上的制动工况.未来研究可充分利用铝基复合材料的高可设计性[40]，依托高通量制备与表征技术[41]，实现材料成分与工艺参数的快速筛选与优化，并系统探索新型增强相(如Al2O3、碳纳米管、石墨烯等[42,43])在提升材料导热性能、耐磨损性能及抗热疲劳性能方面的潜力.在此基础上，需重点研究高速制动环境下的界面改性技术，以增强强化相与基体的结合强度，降低界面脱黏风险.进一步地，应聚焦材料在制动过程中的热-力耦合行为，结合模拟计算与实验研究，深入分析复合材料在瞬态热冲击下的热稳定性与微观组织演化规律，并借助电子显微镜、中子衍射等先进表征手段，揭示增强相与基体在复杂载荷作用下的相互作用机制，进而明确材料的强化机理与失效规律，为其在高速制动工况下的服役性能评估与寿命预测提供科学依据.通过上述系统研究，有望推动高性能铝基复合材料制动盘在更高速度轨道交通车辆中的应用，为行业发展提供技术支撑. ...
高能球磨结合粉末冶金法制备碳纳米管增强7055Al复合材料的微观组织和力学性能
1
2021
... 随着市域列车朝着更高速、轻量化方向发展，铝基复合材料制动盘在更高速度等级列车中的应用需求日益迫切.因此，亟需突破高强、耐热SiCp/Al复合材料的关键制备技术瓶颈，以适应运行速度120 km/h以上的制动工况.未来研究可充分利用铝基复合材料的高可设计性[40]，依托高通量制备与表征技术[41]，实现材料成分与工艺参数的快速筛选与优化，并系统探索新型增强相(如Al2O3、碳纳米管、石墨烯等[42,43])在提升材料导热性能、耐磨损性能及抗热疲劳性能方面的潜力.在此基础上，需重点研究高速制动环境下的界面改性技术，以增强强化相与基体的结合强度，降低界面脱黏风险.进一步地，应聚焦材料在制动过程中的热-力耦合行为，结合模拟计算与实验研究，深入分析复合材料在瞬态热冲击下的热稳定性与微观组织演化规律，并借助电子显微镜、中子衍射等先进表征手段，揭示增强相与基体在复杂载荷作用下的相互作用机制，进而明确材料的强化机理与失效规律，为其在高速制动工况下的服役性能评估与寿命预测提供科学依据.通过上述系统研究，有望推动高性能铝基复合材料制动盘在更高速度轨道交通车辆中的应用，为行业发展提供技术支撑. ...
Simulation of thermal expansion coefficient of configurational GNPs/2009Al composites
2
2024
... 随着市域列车朝着更高速、轻量化方向发展，铝基复合材料制动盘在更高速度等级列车中的应用需求日益迫切.因此，亟需突破高强、耐热SiCp/Al复合材料的关键制备技术瓶颈，以适应运行速度120 km/h以上的制动工况.未来研究可充分利用铝基复合材料的高可设计性[40]，依托高通量制备与表征技术[41]，实现材料成分与工艺参数的快速筛选与优化，并系统探索新型增强相(如Al2O3、碳纳米管、石墨烯等[42,43])在提升材料导热性能、耐磨损性能及抗热疲劳性能方面的潜力.在此基础上，需重点研究高速制动环境下的界面改性技术，以增强强化相与基体的结合强度，降低界面脱黏风险.进一步地，应聚焦材料在制动过程中的热-力耦合行为，结合模拟计算与实验研究，深入分析复合材料在瞬态热冲击下的热稳定性与微观组织演化规律，并借助电子显微镜、中子衍射等先进表征手段，揭示增强相与基体在复杂载荷作用下的相互作用机制，进而明确材料的强化机理与失效规律，为其在高速制动工况下的服役性能评估与寿命预测提供科学依据.通过上述系统研究，有望推动高性能铝基复合材料制动盘在更高速度轨道交通车辆中的应用，为行业发展提供技术支撑. ...
... 目前运行速度120 km/h及以下的城市轨道交通铝基复合材料制动盘广泛采用合成闸片[43]，应用效果良好，但是仍存在潮湿工况下摩擦系数较低，在与铝盘匹配时产生金属镶嵌划伤制动盘和闸片、噪声大等问题[44,45].运行速度120 km/h标准地铁A型车的1∶1制动动力实验数据显示，铝盘与合成闸片最高工作温度为350 ℃[46]，而商业酚醛树脂[47]在200~300 ℃范围内发生玻璃化转变，在350 ℃以上会发生热分解，其低热稳定性限制了合成闸片在更高速度市域列车中的使用.对于运行速度140 km/h及以上的市域列车，紧急制动温度高于350 ℃，现有合成闸片与之匹配将会产生冒火花、表面碳化、磨耗过快、摩擦系数偏低等问题，无法满足市域列车的应用要求.因此，与铝基制动盘匹配的制动闸片的发展应围绕高温稳定性、摩擦匹配性、耐磨性、低噪声及环保性等核心方向展开.未来需开发金属-陶瓷复合闸片，结合金属的高强度与陶瓷的耐磨性，以提升耐高温性和抗热衰退能力，同时优化摩擦材料配方与制备工艺，确保在高速制动工况下形成均匀、稳定的摩擦膜，减少制动盘划伤和噪声.此外，可引入固体润滑剂(如MoS2、石墨、BN等)或纳米填料，提高自润滑性能，降低摩擦振动，增强摩擦稳定性.环保法规的严格要求也推动闸片向无Cu、无重金属、低排放方向发展，应采用新型绿色摩擦材料以减少污染并优化性能.与此同时，结合AI与数据驱动优化，通过机器学习预测摩擦材料配方与性能关系，可加速材料研发，并探索具有温度敏感自修复功能的智能摩擦材料，提升闸片的寿命和可靠性.通过这些技术突破，有望提升铝基制动盘匹配闸片的综合性能，从而满足更高速度等级轨道交通的制动需求. ...
构型化石墨烯纳米片/2009Al复合材料热膨胀系数模拟
2
2024
... 随着市域列车朝着更高速、轻量化方向发展，铝基复合材料制动盘在更高速度等级列车中的应用需求日益迫切.因此，亟需突破高强、耐热SiCp/Al复合材料的关键制备技术瓶颈，以适应运行速度120 km/h以上的制动工况.未来研究可充分利用铝基复合材料的高可设计性[40]，依托高通量制备与表征技术[41]，实现材料成分与工艺参数的快速筛选与优化，并系统探索新型增强相(如Al2O3、碳纳米管、石墨烯等[42,43])在提升材料导热性能、耐磨损性能及抗热疲劳性能方面的潜力.在此基础上，需重点研究高速制动环境下的界面改性技术，以增强强化相与基体的结合强度，降低界面脱黏风险.进一步地，应聚焦材料在制动过程中的热-力耦合行为，结合模拟计算与实验研究，深入分析复合材料在瞬态热冲击下的热稳定性与微观组织演化规律，并借助电子显微镜、中子衍射等先进表征手段，揭示增强相与基体在复杂载荷作用下的相互作用机制，进而明确材料的强化机理与失效规律，为其在高速制动工况下的服役性能评估与寿命预测提供科学依据.通过上述系统研究，有望推动高性能铝基复合材料制动盘在更高速度轨道交通车辆中的应用，为行业发展提供技术支撑. ...
... 目前运行速度120 km/h及以下的城市轨道交通铝基复合材料制动盘广泛采用合成闸片[43]，应用效果良好，但是仍存在潮湿工况下摩擦系数较低，在与铝盘匹配时产生金属镶嵌划伤制动盘和闸片、噪声大等问题[44,45].运行速度120 km/h标准地铁A型车的1∶1制动动力实验数据显示，铝盘与合成闸片最高工作温度为350 ℃[46]，而商业酚醛树脂[47]在200~300 ℃范围内发生玻璃化转变，在350 ℃以上会发生热分解，其低热稳定性限制了合成闸片在更高速度市域列车中的使用.对于运行速度140 km/h及以上的市域列车，紧急制动温度高于350 ℃，现有合成闸片与之匹配将会产生冒火花、表面碳化、磨耗过快、摩擦系数偏低等问题，无法满足市域列车的应用要求.因此，与铝基制动盘匹配的制动闸片的发展应围绕高温稳定性、摩擦匹配性、耐磨性、低噪声及环保性等核心方向展开.未来需开发金属-陶瓷复合闸片，结合金属的高强度与陶瓷的耐磨性，以提升耐高温性和抗热衰退能力，同时优化摩擦材料配方与制备工艺，确保在高速制动工况下形成均匀、稳定的摩擦膜，减少制动盘划伤和噪声.此外，可引入固体润滑剂(如MoS2、石墨、BN等)或纳米填料，提高自润滑性能，降低摩擦振动，增强摩擦稳定性.环保法规的严格要求也推动闸片向无Cu、无重金属、低排放方向发展，应采用新型绿色摩擦材料以减少污染并优化性能.与此同时，结合AI与数据驱动优化，通过机器学习预测摩擦材料配方与性能关系，可加速材料研发，并探索具有温度敏感自修复功能的智能摩擦材料，提升闸片的寿命和可靠性.通过这些技术突破，有望提升铝基制动盘匹配闸片的综合性能，从而满足更高速度等级轨道交通的制动需求. ...
Wear mechanism in automotive brake materials, wear debris and its potential environmental impact
1
2009
... 目前运行速度120 km/h及以下的城市轨道交通铝基复合材料制动盘广泛采用合成闸片[43]，应用效果良好，但是仍存在潮湿工况下摩擦系数较低，在与铝盘匹配时产生金属镶嵌划伤制动盘和闸片、噪声大等问题[44,45].运行速度120 km/h标准地铁A型车的1∶1制动动力实验数据显示，铝盘与合成闸片最高工作温度为350 ℃[46]，而商业酚醛树脂[47]在200~300 ℃范围内发生玻璃化转变，在350 ℃以上会发生热分解，其低热稳定性限制了合成闸片在更高速度市域列车中的使用.对于运行速度140 km/h及以上的市域列车，紧急制动温度高于350 ℃，现有合成闸片与之匹配将会产生冒火花、表面碳化、磨耗过快、摩擦系数偏低等问题，无法满足市域列车的应用要求.因此，与铝基制动盘匹配的制动闸片的发展应围绕高温稳定性、摩擦匹配性、耐磨性、低噪声及环保性等核心方向展开.未来需开发金属-陶瓷复合闸片，结合金属的高强度与陶瓷的耐磨性，以提升耐高温性和抗热衰退能力，同时优化摩擦材料配方与制备工艺，确保在高速制动工况下形成均匀、稳定的摩擦膜，减少制动盘划伤和噪声.此外，可引入固体润滑剂(如MoS2、石墨、BN等)或纳米填料，提高自润滑性能，降低摩擦振动，增强摩擦稳定性.环保法规的严格要求也推动闸片向无Cu、无重金属、低排放方向发展，应采用新型绿色摩擦材料以减少污染并优化性能.与此同时，结合AI与数据驱动优化，通过机器学习预测摩擦材料配方与性能关系，可加速材料研发，并探索具有温度敏感自修复功能的智能摩擦材料，提升闸片的寿命和可靠性.通过这些技术突破，有望提升铝基制动盘匹配闸片的综合性能，从而满足更高速度等级轨道交通的制动需求. ...
Development and testing of pad for brake disc of aluminum matrix composites
1
2019
... 目前运行速度120 km/h及以下的城市轨道交通铝基复合材料制动盘广泛采用合成闸片[43]，应用效果良好，但是仍存在潮湿工况下摩擦系数较低，在与铝盘匹配时产生金属镶嵌划伤制动盘和闸片、噪声大等问题[44,45].运行速度120 km/h标准地铁A型车的1∶1制动动力实验数据显示，铝盘与合成闸片最高工作温度为350 ℃[46]，而商业酚醛树脂[47]在200~300 ℃范围内发生玻璃化转变，在350 ℃以上会发生热分解，其低热稳定性限制了合成闸片在更高速度市域列车中的使用.对于运行速度140 km/h及以上的市域列车，紧急制动温度高于350 ℃，现有合成闸片与之匹配将会产生冒火花、表面碳化、磨耗过快、摩擦系数偏低等问题，无法满足市域列车的应用要求.因此，与铝基制动盘匹配的制动闸片的发展应围绕高温稳定性、摩擦匹配性、耐磨性、低噪声及环保性等核心方向展开.未来需开发金属-陶瓷复合闸片，结合金属的高强度与陶瓷的耐磨性，以提升耐高温性和抗热衰退能力，同时优化摩擦材料配方与制备工艺，确保在高速制动工况下形成均匀、稳定的摩擦膜，减少制动盘划伤和噪声.此外，可引入固体润滑剂(如MoS2、石墨、BN等)或纳米填料，提高自润滑性能，降低摩擦振动，增强摩擦稳定性.环保法规的严格要求也推动闸片向无Cu、无重金属、低排放方向发展，应采用新型绿色摩擦材料以减少污染并优化性能.与此同时，结合AI与数据驱动优化，通过机器学习预测摩擦材料配方与性能关系，可加速材料研发，并探索具有温度敏感自修复功能的智能摩擦材料，提升闸片的寿命和可靠性.通过这些技术突破，有望提升铝基制动盘匹配闸片的综合性能，从而满足更高速度等级轨道交通的制动需求. ...
铝基复合制动盘闸片开发及试验
1
2019
... 目前运行速度120 km/h及以下的城市轨道交通铝基复合材料制动盘广泛采用合成闸片[43]，应用效果良好，但是仍存在潮湿工况下摩擦系数较低，在与铝盘匹配时产生金属镶嵌划伤制动盘和闸片、噪声大等问题[44,45].运行速度120 km/h标准地铁A型车的1∶1制动动力实验数据显示，铝盘与合成闸片最高工作温度为350 ℃[46]，而商业酚醛树脂[47]在200~300 ℃范围内发生玻璃化转变，在350 ℃以上会发生热分解，其低热稳定性限制了合成闸片在更高速度市域列车中的使用.对于运行速度140 km/h及以上的市域列车，紧急制动温度高于350 ℃，现有合成闸片与之匹配将会产生冒火花、表面碳化、磨耗过快、摩擦系数偏低等问题，无法满足市域列车的应用要求.因此，与铝基制动盘匹配的制动闸片的发展应围绕高温稳定性、摩擦匹配性、耐磨性、低噪声及环保性等核心方向展开.未来需开发金属-陶瓷复合闸片，结合金属的高强度与陶瓷的耐磨性，以提升耐高温性和抗热衰退能力，同时优化摩擦材料配方与制备工艺，确保在高速制动工况下形成均匀、稳定的摩擦膜，减少制动盘划伤和噪声.此外，可引入固体润滑剂(如MoS2、石墨、BN等)或纳米填料，提高自润滑性能，降低摩擦振动，增强摩擦稳定性.环保法规的严格要求也推动闸片向无Cu、无重金属、低排放方向发展，应采用新型绿色摩擦材料以减少污染并优化性能.与此同时，结合AI与数据驱动优化，通过机器学习预测摩擦材料配方与性能关系，可加速材料研发，并探索具有温度敏感自修复功能的智能摩擦材料，提升闸片的寿命和可靠性.通过这些技术突破，有望提升铝基制动盘匹配闸片的综合性能，从而满足更高速度等级轨道交通的制动需求. ...
Application and development of organic friction materials in rail transit field
1
2024
... 目前运行速度120 km/h及以下的城市轨道交通铝基复合材料制动盘广泛采用合成闸片[43]，应用效果良好，但是仍存在潮湿工况下摩擦系数较低，在与铝盘匹配时产生金属镶嵌划伤制动盘和闸片、噪声大等问题[44,45].运行速度120 km/h标准地铁A型车的1∶1制动动力实验数据显示，铝盘与合成闸片最高工作温度为350 ℃[46]，而商业酚醛树脂[47]在200~300 ℃范围内发生玻璃化转变，在350 ℃以上会发生热分解，其低热稳定性限制了合成闸片在更高速度市域列车中的使用.对于运行速度140 km/h及以上的市域列车，紧急制动温度高于350 ℃，现有合成闸片与之匹配将会产生冒火花、表面碳化、磨耗过快、摩擦系数偏低等问题，无法满足市域列车的应用要求.因此，与铝基制动盘匹配的制动闸片的发展应围绕高温稳定性、摩擦匹配性、耐磨性、低噪声及环保性等核心方向展开.未来需开发金属-陶瓷复合闸片，结合金属的高强度与陶瓷的耐磨性，以提升耐高温性和抗热衰退能力，同时优化摩擦材料配方与制备工艺，确保在高速制动工况下形成均匀、稳定的摩擦膜，减少制动盘划伤和噪声.此外，可引入固体润滑剂(如MoS2、石墨、BN等)或纳米填料，提高自润滑性能，降低摩擦振动，增强摩擦稳定性.环保法规的严格要求也推动闸片向无Cu、无重金属、低排放方向发展，应采用新型绿色摩擦材料以减少污染并优化性能.与此同时，结合AI与数据驱动优化，通过机器学习预测摩擦材料配方与性能关系，可加速材料研发，并探索具有温度敏感自修复功能的智能摩擦材料，提升闸片的寿命和可靠性.通过这些技术突破，有望提升铝基制动盘匹配闸片的综合性能，从而满足更高速度等级轨道交通的制动需求. ...
合成摩擦材料在轨道交通领域的应用与发展
1
2024
... 目前运行速度120 km/h及以下的城市轨道交通铝基复合材料制动盘广泛采用合成闸片[43]，应用效果良好，但是仍存在潮湿工况下摩擦系数较低，在与铝盘匹配时产生金属镶嵌划伤制动盘和闸片、噪声大等问题[44,45].运行速度120 km/h标准地铁A型车的1∶1制动动力实验数据显示，铝盘与合成闸片最高工作温度为350 ℃[46]，而商业酚醛树脂[47]在200~300 ℃范围内发生玻璃化转变，在350 ℃以上会发生热分解，其低热稳定性限制了合成闸片在更高速度市域列车中的使用.对于运行速度140 km/h及以上的市域列车，紧急制动温度高于350 ℃，现有合成闸片与之匹配将会产生冒火花、表面碳化、磨耗过快、摩擦系数偏低等问题，无法满足市域列车的应用要求.因此，与铝基制动盘匹配的制动闸片的发展应围绕高温稳定性、摩擦匹配性、耐磨性、低噪声及环保性等核心方向展开.未来需开发金属-陶瓷复合闸片，结合金属的高强度与陶瓷的耐磨性，以提升耐高温性和抗热衰退能力，同时优化摩擦材料配方与制备工艺，确保在高速制动工况下形成均匀、稳定的摩擦膜，减少制动盘划伤和噪声.此外，可引入固体润滑剂(如MoS2、石墨、BN等)或纳米填料，提高自润滑性能，降低摩擦振动，增强摩擦稳定性.环保法规的严格要求也推动闸片向无Cu、无重金属、低排放方向发展，应采用新型绿色摩擦材料以减少污染并优化性能.与此同时，结合AI与数据驱动优化，通过机器学习预测摩擦材料配方与性能关系，可加速材料研发，并探索具有温度敏感自修复功能的智能摩擦材料，提升闸片的寿命和可靠性.通过这些技术突破，有望提升铝基制动盘匹配闸片的综合性能，从而满足更高速度等级轨道交通的制动需求. ...
Performance research of organic composite friction materials matching Al-MMC brake discs
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2024
... 目前运行速度120 km/h及以下的城市轨道交通铝基复合材料制动盘广泛采用合成闸片[43]，应用效果良好，但是仍存在潮湿工况下摩擦系数较低，在与铝盘匹配时产生金属镶嵌划伤制动盘和闸片、噪声大等问题[44,45].运行速度120 km/h标准地铁A型车的1∶1制动动力实验数据显示，铝盘与合成闸片最高工作温度为350 ℃[46]，而商业酚醛树脂[47]在200~300 ℃范围内发生玻璃化转变，在350 ℃以上会发生热分解，其低热稳定性限制了合成闸片在更高速度市域列车中的使用.对于运行速度140 km/h及以上的市域列车，紧急制动温度高于350 ℃，现有合成闸片与之匹配将会产生冒火花、表面碳化、磨耗过快、摩擦系数偏低等问题，无法满足市域列车的应用要求.因此，与铝基制动盘匹配的制动闸片的发展应围绕高温稳定性、摩擦匹配性、耐磨性、低噪声及环保性等核心方向展开.未来需开发金属-陶瓷复合闸片，结合金属的高强度与陶瓷的耐磨性，以提升耐高温性和抗热衰退能力，同时优化摩擦材料配方与制备工艺，确保在高速制动工况下形成均匀、稳定的摩擦膜，减少制动盘划伤和噪声.此外，可引入固体润滑剂(如MoS2、石墨、BN等)或纳米填料，提高自润滑性能，降低摩擦振动，增强摩擦稳定性.环保法规的严格要求也推动闸片向无Cu、无重金属、低排放方向发展，应采用新型绿色摩擦材料以减少污染并优化性能.与此同时，结合AI与数据驱动优化，通过机器学习预测摩擦材料配方与性能关系，可加速材料研发，并探索具有温度敏感自修复功能的智能摩擦材料，提升闸片的寿命和可靠性.通过这些技术突破，有望提升铝基制动盘匹配闸片的综合性能，从而满足更高速度等级轨道交通的制动需求. ...
匹配铝基制动盘的有机复合摩擦材料性能研究
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... 目前运行速度120 km/h及以下的城市轨道交通铝基复合材料制动盘广泛采用合成闸片[43]，应用效果良好，但是仍存在潮湿工况下摩擦系数较低，在与铝盘匹配时产生金属镶嵌划伤制动盘和闸片、噪声大等问题[44,45].运行速度120 km/h标准地铁A型车的1∶1制动动力实验数据显示，铝盘与合成闸片最高工作温度为350 ℃[46]，而商业酚醛树脂[47]在200~300 ℃范围内发生玻璃化转变，在350 ℃以上会发生热分解，其低热稳定性限制了合成闸片在更高速度市域列车中的使用.对于运行速度140 km/h及以上的市域列车，紧急制动温度高于350 ℃，现有合成闸片与之匹配将会产生冒火花、表面碳化、磨耗过快、摩擦系数偏低等问题，无法满足市域列车的应用要求.因此，与铝基制动盘匹配的制动闸片的发展应围绕高温稳定性、摩擦匹配性、耐磨性、低噪声及环保性等核心方向展开.未来需开发金属-陶瓷复合闸片，结合金属的高强度与陶瓷的耐磨性，以提升耐高温性和抗热衰退能力，同时优化摩擦材料配方与制备工艺，确保在高速制动工况下形成均匀、稳定的摩擦膜，减少制动盘划伤和噪声.此外，可引入固体润滑剂(如MoS2、石墨、BN等)或纳米填料，提高自润滑性能，降低摩擦振动，增强摩擦稳定性.环保法规的严格要求也推动闸片向无Cu、无重金属、低排放方向发展，应采用新型绿色摩擦材料以减少污染并优化性能.与此同时，结合AI与数据驱动优化，通过机器学习预测摩擦材料配方与性能关系，可加速材料研发，并探索具有温度敏感自修复功能的智能摩擦材料，提升闸片的寿命和可靠性.通过这些技术突破，有望提升铝基制动盘匹配闸片的综合性能，从而满足更高速度等级轨道交通的制动需求. ...
