知识分享丨揭秘所谓的“石墨烯刹车片”
刹车片工艺历史悠久,可追溯到马车时代,那时的刹车是靠驾乘者通过脚踩横在两个马车轮上的木梁来刹车,利用杠杆原理实现驻停。
随着工业革命的爆发,第一台真正意义上的汽车诞生了。1885年,卡尔·本茨造出了世上首辆内燃机三轮汽车。
1907年纽约国际汽车展上,由骆驼毛发、棉纤维与柏油及橡胶结合而成的刹车片被人们视为最新科技。殊不知,此种材料不耐高温,经剧烈摩擦会导致起火燃烧。
至此,人类寻求适当磨耗材料之旅才刚刚开始。
1935年,石绵(Asbestos)正式被发掘并使用在福特汽车上,该刹车片具有耐磨、耐高温、不伤盘的特性,但石棉摩擦后的粉尘对人体有巨大损害,欧盟各国禁止该配方刹车片继续销售。新配方刹车片——第二代金属刹车片随即诞生,该刹车片以铁纤为主轴,以传统纤维为副材料。
说起金属刹车片,我们不得不说说石墨半金属刹车片,其具有稳定性好、散热能力突出、噪音低、舒适性好等特点。该刹车片配方与我们今天的主角——石墨烯配方刹车片有一定的渊源,后边我们会着重讲解。
刹车片研发里程到此结束了吗?
并没有!
第三代刹车片----非石绵系复合材质刹车片(Non-Asbestos Organic,简称NAO)横空出世,该刹车片也叫NAO刹车片,采用的是玻璃纤维(Fiber Glass)、杜邦凯夫拉(Kevlar)纤维,其耐磨度是一般传统合成纤维的2~6倍,且在噪音控制方面也有杰出的表现。目前,日本正在努力升级该配方刹车片。
在NAO配方不断演化的过程中,此种纤维还被加入非铁系金属如黄铜(Brass)、铜(Copper)粉末来提高其热量传导能力,甚至加入镁合金、钛合金、陶瓷等成分来增加它的热稳定度,使其性能趋近金属系材质。
以上是刹车片的发展历程,接下来是石墨烯陶瓷配方刹车片揭秘时刻。
前面我们说了,石墨烯陶瓷配方刹车片和石墨半金属刹车片有一定的渊源,相信从两者都带有的"石墨"俩字,你也能知晓一二了吧。
要想了解石墨和石墨烯,首先你得了解什么是同素异形体——同一元素呈现多种形体。石墨听起来好像离我们很远,但铅笔芯就是石墨原矿加工后的成品。
从分子结构上说,石墨是个多层原子,由于它的结构具有相互可拉伸的可塑性,因此具备了天然润滑性,这一特性被发现后陆续被引用到各个领域,其中加在刹车片里的就是我们上述提到的石墨半金属刹车片。
下面重点介绍石墨烯,石墨和石墨烯为同一元素,通过人为干预提取而呈现出另一种形态。
石墨烯为单层石墨原子,它具有以下特点:
⭐机械强度大(不易破坏,是钢铁强度的200倍);
⭐拉伸性好(可拉伸至自身强度的20%);
⭐导电性能好(电阻小);
⭐导热性能好(银元素的10倍),散热能力突出;
⭐吸附能力强。
由于其性能突出,专家预言其可应用到诸多领域:
▲可制作防弹衣(对比钢铁的强度);
▲折叠电子设备如手机等(对比拉伸性);
▲电池添加剂(对比导电性能);
▲计算机芯片(对比电阻小);
▲应用于生物工程如净化海水、制作医疗器材等。
以上是对石墨烯物质的解析,那么它有没有可能被运用在刹车片上呢?答案是--有可能,但当下某些厂家以此为噱头进行夸大宣传极易误导消费者。石墨烯不易被提取,价格昂贵,且应用范围广,应将首先应用于国防、科研、航天等重要民生领域。
目前市面上的刹车片多为金属配方、NAO配方,且还在不断研发升级中,那么造价并不便宜的石墨烯可能被添加进去吗?笔者认为它就算能被添加进刹车片中,其高昂的价格暂时也很难被广大用户所接受。
如在市场上遇到所谓的石墨烯材质刹车片,你可一定得留个心眼了。