Отечественные углерод/углеродные композиты
Китайские исследования и разработки углерод/углеродного композита начались в конце 1970-х годов, после десятилетий разработок, получения богатых результатов, продвинулись вперед, чтобы догнать развитые страны. В настоящее время тормозные диски C919 изготавливаются из углеродно-углеродных композитных материалов китайского производства. Его поставщик Boyun Xinai также поставляет тормозные диски для самолетов Boeing 757 и Airbus 320.
Поскольку тормозной диск относится к расходным материалам, необходимо заменить около одной-двух тысяч взлетно-посадочных, стоимость использования импортного тормозного диска выше. Руководствуясь рыночным спросом, отечественные производители материалов приступили к разработке углеродных тормозных дисков для гражданских самолетов.
Композитное покрытие углерод / углерод было в центре внимания исследований в стране и за рубежом. Поскольку углерод/углеродные композиты начинают окисляться при температуре около 370 градусов, свойства материала ухудшаются. Поэтому необходимо подготовить антиокислительное покрытие на поверхности, когда она используется в аэробной среде. В дополнение к хорошей стойкости к окислению и абляции покрытие должно иметь хорошую химическую и физическую совместимость и аналогичный коэффициент расширения с композитами углерод/углерод.
Нефрикционная поверхность тормозного диска C919 покрыта бором и фосфором, что может эффективно задерживать диффузию кислорода внутрь материала и продлевать срок службы материала в условиях высокотемпературной рабочей среды. В то время как обычный тормозной диск, возможно, придется заменить после более чем 1,000 взлетов и посадок, тормозной диск C919 доказал свою способность выдерживать 2,000 взлетов и посадок в результате усталостных испытаний.
В дополнение к покрытию, процессы предварительной обработки и уплотнения углеродного волокна также оказывают важное влияние на свойства углерод/углеродных композитов. В зарубежных странах предварительно окисленная проволока обычно используется для плетения сборных углеродных волокон, которая имеет преимущества хорошей гибкости волокна, легкости формовки, но низкой прочности. В тормозных дисках C919 используются органические волокна, вплетенные в заготовки из углеродного волокна, которые сложнее сплести, но полученные заготовки намного прочнее. В то же время для увеличения плотности материала использовались химическое проникновение паров и пропитка жидкостью, а коэффициент высокоэнергетического тормозного трения материала был значительно увеличен.
