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多孔网络过渡层改性碳纤维树脂基摩擦材料的制备和性能研究

湿式摩擦材料主要应用于自动变速器、差速器、扭矩管理器和同步器等湿式传动系统中。由于碳纤维具有一系列优异性能，以其增强的复合材料成为一种可应用于极端苛刻工况的新型高性能湿式摩擦材料。但碳纤维与树脂基体之间的界面结合强度较差，限制了其应用范围。因此选择适宜且高效的改性方法是提升碳纤维与基体间的界面性能、扩宽摩擦领域的重要途径之一。针对碳纤维表面光滑、活性差等问题，以改善碳纤维和树脂基体的界面性能，本文研发了一种新型活性多孔结构改性碳纤维的增强体结构。采用液相氧化辅助水热原位生长工艺，利用碳纤维与改性纳米片之间形成了一定化学键作用，获得碳纤维表面均匀且牢固地生长活性双金属氢氧化物纳米片的增强体结构，构筑的活性多孔过渡层有利于有机树脂溶液的浸渍，经过热压固化得到碳纤维树脂基复合材料。利用双金属氢氧化物具有高比表面积、高孔隙率、表面活性官能团丰富等优点，一方面提高了纤维的比表面积，充分发挥了三维网络的铆钉互锁作用，另一方面增加了纤维表面活性，进而提高纤维与树脂界面的机械啮合和化学键合作用；在使用的过程中不仅能够明显提高拉伸强度，还具有优异的摩擦稳定性和抗磨特性，进而改善湿式摩擦材料摩擦学性能。