碳纤维复合材料电力机车受电弓滑板的研制

以改性酚醛树脂为粘结剂，以碳纤维、铜纤维为增强剂和导电组分，以石墨等为润滑组分，采用常规热压成型工艺制造一种新型碳纤维复合材料电力机车受电弓滑板。该材料采用层状复合结构。与浸金属碳滑板相比。碳纤维复合材料受电弓滑板的密度更小，电阻率更低，冲击强度和弯曲强度更高。     

受电弓滑板材料研究进展

受电弓滑板是中国高铁少数几个未能完全国产化的零部件之一。滑板材料更是其中的关键部件,是受电弓制造的核心技术。近年来,由于检修制度改革,以及高速列车数量快速增长,受电弓滑板材料在现场使用过程中暴露出许多问题。国内众多科研院所和生产企业对滑板材料的研发工作做了巨大投入。该文就受电弓材料配方、工艺、摩擦磨损特性及机理方面的研究的新成果做了总结和回顾,对新方向以及面临的新问题做了分析。期望为受电弓材料的研发提供参考,促进国内滑板材料研究技术升级。     

高速动车组受电弓滑板用炭条研制

在基体炭材料配方中添加一定比例的造孔剂、特殊耐磨添加剂,采用等静压成型、浸渍优化等措施,制得一种低电阻率高性能受电弓滑板用浸渍铜合金炭/铜复合材料.测试结果表明,受电弓滑板炭条材料抗折强度可达86～88 MPa,电阻率0.98～2.28μΩ·m,且水平与垂直方向电阻率接近,解决了现在普遍使用的挤压浸铜滑板水平与垂直方向...     

新型铜-碳复合受电弓滑板的制备

通过分析当前电力机车受电弓滑板存在的各种问题,用粉末冶金法研制出了一种新型的受电弓滑板. 该滑板由铜、碳纤维和石墨等构成. 首先分析了成形压力、烧结温度对滑板性能的影响,然后对其导电性、摩擦、磨损性能及冲击韧性进行检测并与当前正在使用的受电弓滑板进行了对比. 结果表明,该新型滑板的最佳制备工艺条件为铜含量78%,碳纤维含量2%,石墨含量15%,添加剂含量5%,成形压力为200 MPa,烧结温度为880℃. 该滑板不仅电阻率很低,而且其摩擦、磨损及冲击韧性等性能也较当前正在使用的受电弓滑板优越. 与当前正在使用的碳滑板相比,其摩擦系数降低54.5%,磨损量减少41%,冲击韧性提高9.6倍,导电性增强87倍.     

碳纳米管对酚醛树脂/碳纤维复合材料力学性能的影响

利用碳纳米管(CNTs)对酚醛树脂(PF)进行改性,研究了CNTs含量对PF/碳纤维(CF)复合材料力学性能的影响。研究表明,CNTs能够明显提高PF/CF复合材料的力学性能,当CNTs的含量为0.5%时,复合材料的弯曲强度达到最大值(891.8MPa),与未加入CNTs时相比提高了168.4MPa,而弯曲弹性模量降低了9.5GPa;当CNTs的含量为1.5%时,复合材料的压缩强度、层间剪切强度、冲击强度均达到最大值,与未加入CNTs时相比,分别提高了10.4%、79.2%、71.9%。     

炭系电力机车受电弓滑板材料的研究进展

综述了电力机车受电弓滑板/接触导线的工况特点和主要磨耗形式,比较了不同材质电力机车受电弓滑板的性能特征及在实际应用中存在的问题。重点阐述了炭系受电弓滑板材料的种类和制备方法。根据摩擦副的特点,展望了受电弓滑板的发展趋势,并提出准三维纤维编织炭系复合材料是今后滑板材料的主要发展方向。     

碳纤维布表面处理对酚醛树脂复合材料力学性能的影响

以碳纤维布(CB)为增强相,丁苯橡胶为增韧剂,酚醛树脂(PF)为基体,通过模压成型工艺制得了PF/CB复合材料,研究了CB表面处理方式、丁苯橡胶含量及加工成型温度对PF/CB复合材料的界面结合及力学性能的影响。结果表明,丙酮处理CB、氧化处理CB及加工成型温度的提高都能改善纤维与基体的结合程度,提高界面结合力。但氧化处理CB随着加工成型温度的提高,易断裂,对复合材料的增强作用有所减弱。丁苯橡胶加入量为12%时PF的加工及冲击性能为最佳。     

电力机车受电弓滑板C/Cu复合材料的研究进展北大核心

受电弓滑板是安装在电力机车车顶,从接触导线获得电力的设备。滑板/接触导线的导电性、摩擦磨损等一直是电力机车提速的关键问题,因此受电弓滑板材料的力学性能、摩擦磨损性能、导电性等方面的研究至关重要。炭纤维、石墨等作为性能优异的增强体,近年来广泛用于受电弓滑板材料。本文介绍了受电弓滑板C/Cu复合材料的研究现状,分析了C、Cu两相界面结合改善问题,展望了今后受电弓滑板C/Cu复合材料的发展趋势。     

酚醛树脂/镀银碳纤维导热复合材料的制备与性能

采用化学镀的方法在碳纤维(CF)上镀一层银膜,然后采用搅拌混合的方法制备了酚醛树脂/镀银碳纤维(Ag-CF)导热复合材料,通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、X射线能量色散光谱仪(EDS)等方法对其结构和性能进行表征。结果表明,大量的银粒子均匀分布在CF表面;酚醛树脂/Ag-CF导热复合材料的导热系数、冲击强度和拉伸强度随着Ag-CF含量的增加而逐渐增加;Ag-CF的含量为7.0 %时,酚醛树脂/Ag-CF导热复合材料的综合性能最优,此时其导热系数为1.25 W/(m·K),冲击强度和弯曲强度分别为66.7 kJ/m2和139.2 MPa;残炭率为30 %时,添加量为7.0 %的复合材料对应温度为 500 ℃,高于纯酚醛树脂的 450 ℃。     

碳纤维/酚醛树脂复合材料燃烧特性研究

采用锥形量热仪测试碳纤维/酚醛树脂复合材料的燃烧特性,评价碳纤维/酚醛树脂复合材料的火灾危险性。结果表明：热辐射强度为35 kW/m²时,碳纤维/酚醛树脂复合材料不会燃烧。热辐射强度增至50 kW/m²时,碳纤维/酚醛树脂复合材料的热释放速率曲线只有1个峰值,峰值为25.1 kW/m²。碳纤维/酚醛树脂复合材料的质量损失速率随着热辐射强度的增加而增大。随着热辐射强度的增加,复合材料的火灾危险性增大。     

树脂含量对碳布/环氧复合材料力学性能的影响

主要研究了不同树脂含量下，碳布／环氧复合材料的径向拉伸和纬向压缩性能，并初步探讨了树脂含量对复合材料拉伸、压缩性能的影响机理。试验结果表明：树脂含量对复合材料力学性能的影响较大，当树脂质量含量在42％－45％之间时，拉伸、压缩性能较好。     

HGB改性酚醛／高硅氧布复合材料的制备及性能

采用高强中空玻璃微珠(HGB)改性酚醛树脂(PF),制备了PF/高硅氧布/HGB复合材料层压板,研究了HGB含量对复合材料烧蚀性能、密度、隔热性能的影响,同时采用扫描电子显微镜和金相电子显微镜观察了HGB的分布。结果表明,HGB均匀分散在纤维束与纤维束之间的树脂胶液中;适量的HGB可提高复合材料炭化层强度,从而提高复合材料的耐烧蚀能力;当HGB质量分数为5%时,复合材料氧-乙炔线烧蚀率和质量烧蚀率最低,分别为0.091 mm/s和0.0669 g/s,比未添加HGB的降低了35.9%和20.1%;复合材料的密度随HGB含量的增加而降低;综合比热容、热扩散系数和导热系数的分析,当HGB质量分数为5%时,复合材料的综合隔热性能最好。     

新型酚醛树脂基耐烧蚀复合材料的性能研究

本文采用GPC和TG对高残碳酚醛树脂（HCYPR）和硼酚醛树脂（BPR）的分子量及其分布、热失重特性进行了表征和对比。同时对比了S-2GFC／HCYPR和S-2GFC／BPR的力学性能和烧蚀性能。研究结果发现：与HCYPR相比,BPR的分子量更小,分布宽度更窄,与增强体的浸润性更好;BPR的800℃残碳率高于HCYPR;S-2GFC／HCYPR的质量烧蚀率要大于S-2GFC／BPR,但线烧蚀率小于后者。S-2GFC／BPR比S-2GFC／HCYPR强度的提高百分数从59．4％到73．9％不等,其中压缩强度提高了73．9％;模量的提高百分数从27．5％到31．9％不等,其中弯曲模量提高了31．9％。     

酚醛树脂及酚醛复合材料的磨蚀损伤状况

本文研究了酚醛树脂PE和用酚醛树脂作基体的FRP的泥浆磨蚀。用泥土作填料的基体和玻璃纤维制成的最普通的复合材料表现出非常低的耐磨蚀性，并且由实验得出，玻璃纤维方向和微粒冲击方向形成的角度对损伤影响极大。由此提出，研究讨论填料或增强材料对磨蚀损伤影响的重要性。     

表面处理对碳/酚醛材料层间性能影响的研究

本文分别研究了在有氧与无氧状态下表面处理对碳／酚醛材料界面特性的改善，尤其是在高温环境下的变化。通过扫描电镜(SEM)、电子能谱(XPS)研究了不同状态处理下的碳布，测试了碳／酚醛复合材料的剪切强度。研究表明，在500～600％有氧状态下处理的碳／酚醛材料层间性能最佳。     

预分散酚醛树脂硫化CIIR性能的研究

分别研究了预分散酚醛树脂HY-2045(预)、HY-2055(预)和SP-1055(预)对CIIR胶料硫化特性、力学性能及100℃×72h热空气老化性能的影响,并与原树脂HY-2045(原)、HY-2055(原)和SP-1055(原)的影响效果进行了对比。结果表明,与原酚醛树脂相比,预分散酚醛树脂在CIIR橡胶中的分散性、硫化胶拉伸强度和拉断伸长率均获得提高。加入SP-1055(预)可明显缩短CIIR胶料的t90;加入HY-2045(预)可使胶料的t10和t90延长,交联密度、硬度、100%定伸应力和拉伸强度均最小,拉断伸长率最大;加入HY-2055(预)可使胶料的t90延长,其他性能与加入SP-1055(预)的胶料相差不大。加入HY-2055(预)的硫化胶100℃×72h热空气老化后性能变化最小。     

碳布复合材料力学性能研究

测试了两种不同经纬编织密度和不同含胶量的碳布／环氧复合材料的基本力学性能，对碳纤维复丝及碳布在复合材料中的强度利用率作了比较与分析。结果表明：适当增大含胶量有利于改善复合材料的力学性能；经纬编织密度对复合材料力学性能的影响同样不可忽视。     

高性能酚醛树脂基烧蚀复合材料的研究

本文采用DSC、TG和GPC等测试方法对硼酚醛树脂和S-15X酚醛树脂的固化工艺、热失重特性、分子量及其分布进行了表征和对比,在此基础上对比研究了连续玄武岩纤维、S-2高强玻璃纤维、高硅氧纤维、碳纤维增强硼酚醛树脂和S-15X酚醛树脂复合材料的烧蚀性能和弯曲性能,最后考察了脱模剂对硼酚醛树脂复合材料压制工艺的影响。研究结果表明：硼酚醛树脂复合材料的烧蚀性能、弯曲性能都要优于S-15X酚醛树脂复合材料,通过使用PMR、MIRROR GLAZE代替硬脂酸作为外脱模剂,19W RELEASE代替油酸作为内脱模剂,能良好的解决硼酚醛树脂复合材料压制工艺问题。     

环氧液晶/酚醛树脂复合材料的摩擦磨损性能研究

利用自行合成的端基为环氧基的热致性环氧液晶(LCE)与酚醛树脂(PF)通过熔融挤出进行原位复合制备了LCE/PF复合材料。研究了LCE含量对LCE/PF复合材料力学性能、硬度及摩擦性能的影响,使用扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料的磨损面形貌,分析了复合材料的摩擦磨损机理。研究结果表明:LCE含量为2.5%时,摩擦系数比未加LCE的稳定,力学性能也有所提高;在各温度下,LCE含量为7.5%的复合材料的体积磨损率比未加LCE的复合材料的小达,到了GB 5763—2008的要求。