June 10, 2025
Trong việc nâng cấp liên tục các hệ thống phanh xe hơi, miếng phanh gốm đã trở thành một lựa chọn phổ biến cho nhiều chủ sở hữu xe hơi do tính năng "chống nhiệt độ cao" và "giảm tiếng ồn".khi lái xe qua mùa mưa miền nam ẩm ướt và nóng, những vùng tuyết lạnh lùng ở phía bắc, hoặc sa mạc khô hạn ở phía tây bắc, một câu hỏi quan trọng nảy sinh: Các tấm phanh bằng gốm có thực sự hoạt động nhất quán trong tất cả các mùa và khí hậu?Để trả lời câu hỏi này, cần phải phân tích kỹ lưỡng về tính chất của vật liệu và khả năng thích nghi với môi trường.
Khả năng thích nghi cơ bản được xác định bởi gen vật chất
Ưu điểm của miếng phanh gốm xuất phát từ thành phần vật liệu độc đáo của chúng.cùng với chất lấp không kim loại như sợi aramid và graphite, và gắn kết với nhựa chống nhiệt độ cao. Cấu trúc composite này cho các miếng phanh gốm thích nghi với khí hậu cao hơn so với các miếng phanh kim loại truyền thống.Trong điều kiện cực kỳ lạnh, các miếng phanh bán kim loại thông thường thường trải qua một sự sụt giảm mạnh của hệ số ma sát do sự co thắt lạnh của các thành phần kim loại của chúng, dẫn đến "đào mềm". Tuy nhiên,vật liệu gốm có hệ số mở rộng nhiệt khoảng một phần ba của thépVí dụ, trong mùa đông 30 ° C ở Đông Bắc Trung Quốc, hệ số ma sát của miếng phanh gốm dao động dưới 5%, duy trì hiệu suất phanh ổn định.Sự ổn định này được quy cho sự toàn vẹn cấu trúc của sợi gốm ở nhiệt độ thấp.
Khi đối mặt với nhiệt độ cao, vật liệu gốm cho thấy sự ổn định nhiệt vượt trội.Các miếng phanh amiăng truyền thống có hiệu suất ma sát giảm mạnh khi nhiệt độ vượt quá 200 °C do phân hủy các thành phần hữu cơ, trong khi miếng phanh gốm có thể duy trì hiệu suất ở nhiệt độ trên 600 °C. Trong mùa hè leo núi, khi nhiệt độ đĩa phanh đạt 400 °C,hệ số ma sát của miếng phanh gốm vẫn nằm trong phạm vi lý tưởng là 0.35-0.40, cao hơn khoảng 30% so với các miếng phanh kim loại. Khả năng chống nhiệt độ cao này không chỉ là do điểm nóng chảy cao của sợi gốm mà còn do cấu trúc xốp độc đáo của nó.Những lỗ chân lông ở mức micron tạo thành một lớp cách nhiệt không khí ở nhiệt độ cao, hiệu quả ngăn chặn nhiệt xâm nhập vào miếng phanh.
Ranh giới hiệu suất trong khí hậu phức tạp
Mặc dù có khả năng thích nghi rộng rãi, miếng phanh gốm vẫn phải đối mặt với những hạn chế về hiệu suất trong điều kiện thời tiết khắc nghiệt.như mùa mưa mận ở các khu vực phía nam hoặc các khu vực ven biển, tính chất hydrophilic của miếng phanh gốm có thể gây ra biến động hiệu suất tạm thời.nó tạo ra "hiệu ứng phim nước" trong khi phanh, tăng khoảng cách phanh ban đầu khoảng 10% -15%. Tuy nhiên, hiệu ứng này là tạm thời; vì nhiệt được tạo ra trong quá trình phanh, độ ẩm bốc hơi nhanh chóng,và hệ số ma sát thường trở lại bình thường sau 2-3 chu kỳ phanh.
Trong điều kiện đường bộ khắc nghiệt với nhiều bụi và sỏi, khả năng tự làm sạch của miếng phanh bằng gốm phải đối mặt với những thách thức đáng kể.Mặc dù độ cứng của chúng (khoảng 60-70HRA) cao hơn so với các tấm phanh thông thường, giúp giảm sự tạo ra các mảnh vụn mài, hạt cát nhúng vào bề mặt ma sát có thể gây ra hiệu ứng mài.Các thử nghiệm lâu dài ở khu vực sa mạc Gobi ở Tây Bắc Trung Quốc cho thấy sau 10 năm,000 km lái xe, sự hao mòn trên miếng phanh gốm tăng khoảng 20% so với điều kiện thông thường và tỷ lệ tiếng ồn phanh tăng lên 15%.Điều này là do các hạt cát làm hỏng lớp ma sát mịn trên bề mặt miếng phanh, dẫn đến sự phân phối áp suất không đồng đều, đòi hỏi phải làm sạch và bảo trì hệ thống phanh thường xuyên hơn.
