一、白刚玉简介
白刚玉是人造刚玉的一种,以工业氧化铝粉为原料,经高温熔融后冷却结晶而成。其主要成分是α-氧化铝,具有硬度高(莫氏硬度9)、耐磨性好、化学性质稳定、耐高温等特点。将其研磨成细粉(通常粒度在几十到几百微米)后,即可作为添加剂使用。
二、在刹车片中的作用
白刚玉细粉在刹车片中不是主要摩擦材料(如树脂、纤维、金属屑),而是一种重要的功能性填料,其核心作用如下:
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调节摩擦系数:
提升初始和高温摩擦系数:白刚玉的高硬度能在摩擦表面产生微观的切削和犁削作用,有效防止刹车片与刹车盘之间形成过于光滑的“釉面”,从而保持稳定且足够的摩擦力,尤其在高温下能防止摩擦系数衰退。
稳定摩擦性能:使刹车片在整个使用温度范围内(从低温到高温)的摩擦系数更稳定,减少“热衰退”现象。
增强耐磨性:
白刚玉本身极其耐磨,能提高刹车片整体的耐磨性能,延长其使用寿命。
但同时,它也会对偶件(刹车盘)造成一定的磨损。因此,其添加量需要非常精确地控制,以在刹车片寿命和刹车盘保护之间取得最佳平衡。
改善导热性:
氧化铝具有良好的导热性。添加白刚玉细粉有助于将摩擦产生的高热从接触面更快地导出,分散到刹车片本体中,有助于降低摩擦表面的瞬时高温,减少热应力和热裂纹的产生。
降低噪音:
这是一个双重作用。适量添加可以破坏可能产生共振的连续摩擦膜,有助于抑制低频噪音。但如果添加过量或粒度分布不当,其坚硬的颗粒反而可能成为产生高频啸叫的根源。
成本控制:
作为一种性能优异的填料,它可以部分替代更昂贵的摩擦材料,在保证性能的同时优化成本。
三、应用的关键考虑因素
在刹车片配方中使用白刚玉细粉,不是简单地“加进去就行”,需要精细的工程学设计:
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粒度与粒度分布:这是最关键的因素之一。通常使用200目至800目(约75微米至20微米)甚至更细的粉末。细粉更容易均匀分散,对盘的磨损更温和,但摩擦调节能力会变化;粗粉效果强,但对盘磨损大且可能产生噪音。一个优化的配方会采用不同粒度的组合。
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添加比例:通常在配方总重量的 2% - 10% 之间,具体比例取决于刹车片的性能定位(如经济型、舒适型、高性能型)。高性能或赛车用刹车片可能添加量更高。
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表面处理:为了改善白刚玉与有机树脂基体的结合力,防止颗粒脱落,有时会对其表面进行硅烷偶联剂等处理。良好的结合可以提升耐磨性和降低噪音。
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配方协同:必须与配方中的其他成分(如树脂、纤维、石墨、铜粉、其他摩擦调节剂等)协同工作。一个优秀的配方师会通过大量实验,找到白刚玉与其他组分的最佳配比。
优点:
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有效提升和稳定摩擦系数,尤其是高温性能。
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增强刹车片耐磨性。
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改善导热性。
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原料相对易得,成本可控。



