排气或脱气操作是摩擦材料热压过程中保证结构完整性的基本必需。这是必需的,因为酚醛树脂的固化过程会产生挥发性气体和水分,如果被困在材料内部,不可避免地会导致材料失效。通过暂时释放压力,您可以让这些副产物逸出,而不是成为复合材料中的嵌入缺陷。
“排气”步骤充当化学副产物的安全阀。通过在固化过程中允许挥发物逸出,可以防止内部空隙和应力的形成,这直接转化为最终产品卓越的抗裂性和可靠性。
固化和气体产生的化学原理
管理酚醛树脂副产物
核心问题在于摩擦材料中使用的酚醛树脂的化学性质。当树脂在热量作用下进行固化过程时,它会自然地产生挥发性气体和水分作为副产物。
间歇性压力释放的功能
实验室压力机必须执行间歇性压力释放,称为排气操作。这种机械作用会产生一个短暂的通道,使这些被困的气体和水分有效地逸出模腔。
结构完整性和性能
消除内部缺陷
如果气体没有被排出,它们会残留在冷却的材料中。这会导致内部孔隙(空隙)的形成,并可能引起分层,即复合材料的层分离。
缓解残余应力
被困的气体团会产生内部压力点。通过对材料进行脱气,您可以显著缓解这种残余应力,确保材料的内部结构均匀且放松。
提高高温可靠性
缺陷和应力的去除直接影响性能。正确脱气的材料表现出增强的抗裂性,这对于在高温制动恶劣条件下保持可靠性至关重要。
遗漏的后果
看不见的弱点的风险
虽然排气会增加一个周期步骤,但省略它是一个关键错误。跳过此操作会使材料在负载下容易发生灾难性故障,因为内部空隙和应力会成为裂纹的起始点,而这些裂纹在弹出时可能不明显。
确保摩擦材料的质量
如果您的主要关注点是结构耐久性:
- 确保排气周期足以完全排出水分,这可以防止导致开裂的内部孔隙。
如果您的主要关注点是高性能可靠性:
- 优先进行脱气以消除残余应力,确保材料在重制动产生的热冲击下保持完整。
掌握排气操作是区分粘合性好、可靠的复合材料与易于分离的缺陷零件的关键。
总结表:
| 特征 | 脱气/排气的影响 |
|---|---|
| 结构完整性 | 防止内部孔隙、空隙和分层 |
| 化学管理 | 释放酚醛树脂中的挥发性气体和水分 |
| 应力释放 | 缓解残余内部应力,实现均匀结构 |
| 产品可靠性 | 提高高温条件下的抗裂性 |
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参考文献
- Tej Singh. An integrated multicriteria decision making framework for the selection of waste cement dust filled automotive brake friction composites. DOI: 10.1038/s41598-023-46385-5
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .