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我国汽车制动材料的研究现状及发展趋势（推荐5篇）

第一篇：我国汽车制动材料的研究现状及发展趋势

我国汽车制动材料的研究现状及发展趋势

汽车制动器衬片，俗称刹车片，是汽车制动系统中重要的安全部

件。它将汽车运动的动能转化为热能和其他形式的能量，从而使汽车

减速或停止。制动材料是以摩擦为主，兼有结构性能要求的多组分复

合材料。随着我国汽车制造业的不断壮大，制动材料也得到了突飞猛

进的发展。根据2005年中国刹车片市场调查报告，04年国内摩擦材

料产量为19.4万吨，其中盘式和鼓式刹车片占85%以上。国内方面，

近年来我国汽车保有量已经达到2570.97万辆，全国每年需求刹车片

4亿块左右，市场潜力巨大[1]。另外，据中国摩擦与密封协会的统计，

我国摩擦材料产量保持快速增长的势头，2005年产量30万吨，产值

56.27亿元，出口交货值13.3亿元；2006年产量达到37.34吨，产值

67.34亿元，出口交货值20.51亿元。预计在“十一五”末期，我国摩

擦材料总产量将达到60万吨，总产值超过100亿元，其中出口交易值

40亿元。随着各国汽车工业的发展和现代社会环保意识的提高，制动

材料的运行条件越来越苛刻，人们对它的性能要求也越来越高，可简

单将其概括为“三化”。

（1）无石棉，无污染化

自从1972年国际肿瘤医学会确认石棉及其高温挥发物属于致癌物

后，各国家相继禁止使用石棉摩擦材料。我国于1999年10月1日开

始实施国家标准《汽车制动系统结构、性能和试验方法》（GB12676-

1999），其中明确规定“制动衬片应不含石棉”，并在标准实施起48

个月后强制施行。随着人们生活水平的提高，汽车所造成的污染也越

来越受到人们的重视，其中刹车片产生的污染也引起了人们的关注。

就制动材料而言，对环境的污染主要来自制动过程中产生的噪音及磨

屑中的重金属污染。为了控制噪音污染，我国于1996年通过了《中华

人民共和国环境噪声污染防治法》，欧洲各国也对机动车辆的噪声释

放做出了严格规定（图1，图2）。最近的环境研究显示重金属对环境

构成极大的危害，关于重金属污染，在国内还没有被完全了解和关注

[2]，而国外已有报道。欧盟为此已采取措施禁止或严格限制在汽车构

件中使用重金属，不久前在斯德哥尔摩发表的一项研究表明，摩擦材

料是铜污染最大的祸首之一。尽管与其它汽车部件相比其所含的铜量

较低，但制动片却产生了环境中30%的铜污染。在美国加州，由于刹

车片重金属造成的河流和海湾污染已经引起了相关部门的重视，其中

很多金属如锑、铅、锌等被怀疑有致癌性。因此，制动材料的低金属

及无金属化成为研究重点之一。汽车厂商及摩擦材料供货商正在寻找

替代品。TRW（美国天合汽车集团）在环境及安全上的技术创新使其

在提供无重金属制动片领域领先一步。通过深入的研究，TRW开发了

矿物与陶瓷纤维的混合材料，不使用非环保材料，如紫铜、黄铜、锑

铅等[3]。中国也将从TRW的这一成果中获益，一些环保制动产品将

会逐步进入国内市场。

（2）高速化

随着高速公路的普及及火车的再次提速，车辆的行驶速度越来越

快。汽车在刹车过程中，制动材料吸收的能量基本和车速的平方成正

比。以轿车为例，当车速为100km/h时，制动的热负荷达

1130.436KJ。另外，目前小轿车和轻型货车大多从鼓式向盘式制动器

转变。该制动器的散热性、热稳定性和水稳定性好，且易于维修和保

养。但同时其摩擦面积也只有鼓式的1/4~1/6，单位面积吸收的能量

增加4~6倍，高速制动时，摩擦副表面的闪点温度可达1000℃，这就

对制动材料的耐热性能提出了更高的要求。

（3）轻量化

从上世纪70年代开始，能源危机及石油的短缺日趋严重，汽车轻

量化的问题被提上日程。当今世界能源紧缺，节能必将是摩擦材料发

展的一个重要方向。因此，汽车工业相应的将汽车从较重的后轮驱动

改为更小、更轻、更省油的前轮驱动，出现了更小、更轻的刹车片。

也就是说在具有优良摩擦性能的同时，较低密度的刹车片将会更具优

势。对高档汽车的刹车片而言，一般都要求其密度低于2.5g/cm3。

因此，为满足上述性能