作为基建大国,我们的高铁水平已经领先全球,不过这并不意味着高铁上的所有部件和技术都是领先的。拿高铁刹车片来说,碳纤维材质上我们还是相对落后,好在国产碳纤维近些年发展迅速,所以国产碳纤维高铁刹车片已经稳定起步了。
 
国内碳纤维高铁刹车片已经起步
 
    碳纤维高铁刹车片的性能优势
 
    为了满足高铁的制动技术要求,刹车片材料的选择需要特别慎重,碳纤维复合材料应用在刹车片上需要满足一些性能的需求。
 
    碳纤维高铁刹车片在性能上还是非常全面的,重量轻、强度大、模量高,这3个核心性能已经胜过较多的金属材料。其次碳纤维复合材料具备的热膨胀系数较小、耐高温、耐热冲击、耐酸碱腐蚀、吸震性好等,加上这些性能的加持,碳纤维高铁刹车片可谓是功能完善,性能强大。
 
    那种结构形式更适合碳纤维高铁刹车片?
 
    从碳纤维增强体的结构来看,其可以分为三种,分别是单层毡、整体毡和针刺毡。
 
    1、单层毡:其由于短纤维未能形成完整的纤维增强体,导致材料力学性能低,所以该种结构所制,备的刹车片主要用于早期的实验机型。
 
    2、整体毡:其碳布层结构所制的材料因其层剪切强度低,垂直导热率低等因素的影响,其应用的刹车片也是早期机型。
 
    3、针刺毡:非常合适CVD工艺增密,并且所制的材料具有良好的力学、热学和摩擦磨损性能,已经成为目前C/C复合材料增强体的基本结构,并取得不断改进。
 
    国产碳纤维高铁刹车片已经起步
 
    碳纤维复合材料在在日本欧美等过的发展速度比我国快上不少,想要追赶他们还需要时间,碳纤维高铁刹车片在国外的应用也早于我国。
 
    德国KnoorBremse公司研制的一种碳纤维复合材料制动器,实验证明,该制动器在时速高达250km/h下质量尚好。该公司试验台以250km/h试验时,其吸收的制动能高达100MJ。
 
    法国碳工业公司制造的碳纤维复合材料的比热容是钢的2倍,线胀系数和弹性模量都比较小,具有优异的耐高温性能。它能在1000℃的高温下工作,件重仅为钢的1/4,目前已经在TGV-A上得到应用。
 
    这些年我国在高铁上的投入和应用下足了功夫,已经形成了全球长度最长、覆盖面积最广的高铁网络,像碳纤维高铁刹车片这样的新型材料部件的发展已经正式起步,达到先进水平只是时间问题。