高速列車剎車片材料的研究進(jìn)展與展望

鄒芹，孫思哲，李艷國，王明智

(1. 燕山大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河北 秦皇島 066004；2. 燕山大學(xué)亞穩(wěn)材料制備技術(shù)與科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 秦皇島 066004)

目前，高速列車主要依靠制動(dòng)系統(tǒng)中制動(dòng)盤和剎車片的摩擦來進(jìn)行減速停車。影響高速列車剎車片性能的因素可以分為剎車片材料和結(jié)構(gòu)兩大類，其中結(jié)構(gòu)主要包括鋼背和摩擦塊。通常剎車片材料指的是摩擦塊材料，而鋼背的材料主要由鋼組成。因?yàn)椴牧闲阅軐?duì)制動(dòng)效果有直接影響，所以大多以材料分類為主。國內(nèi)外剎車片材料的發(fā)展經(jīng)歷了金屬材料、合成材料、粉末冶金(P/M)材料等，金屬材料適用于電動(dòng)車和客車，合成材料適用于內(nèi)燃機(jī)車和高速客車，P/M 材料適用于高速列車[1]。1964 年，日本東海道新干線運(yùn)行了世界上第1輛高速列車，日本高速列車剎車片材料從合成材料發(fā)展到P/M 材料。繼日本之后，法國的TGA，德國的ICE等一些歐洲國家所用剎車片材料也為P/M 材料[2]。1994 年，我國第1 輛高速列車在廣深鐵路上運(yùn)行，車速為160～200 km/h，其剎車片主要靠進(jìn)口。為了打破這種限制、降低成本，我國開始自主研發(fā)剎車片。隨著人們對(duì)列車速度的要求不斷提高，近幾年國內(nèi)外研發(fā)了耐高溫、質(zhì)量輕的新型材料來代替P/M 材料。本文綜述了高速列車剎車片材料的研究進(jìn)展，對(duì)其性能和應(yīng)用進(jìn)行了分析總結(jié)，并對(duì)新型剎車片材料的發(fā)展前景予以展望。

1 材料種類

目前高速列車剎車片應(yīng)用最廣泛的材料是P/M材料。采用P/M 技術(shù)可以大范圍改變材料的組分，有效避免傳統(tǒng)鑄造工藝中出現(xiàn)的疏松、縮孔和組織中枝晶偏析等問題，且基體為金屬，導(dǎo)熱性好，不受雨雪天氣等外部環(huán)境影響，但是由于適用溫度的限制，逐漸被新型材料所取代[3]。

1.1 鐵基

鐵基剎車片材料包括鑄鐵和鐵基P/M，其中鑄鐵不適用于高速列車，這里以鐵基P/M 材料為主，它以Fe-Ni-C 為基體，添加了強(qiáng)化組元(Cr，Cu等)、摩擦組元(SiO2，Al2O3，莫來石等)和潤滑組元(Pb，Sn，石墨等)[4]。

鐵基P/M 剎車片早期由日本研發(fā)，因合成剎車片不能滿足200 km/h 的速度要求，所以日本用P/M 剎車片材料替代了合成材料。繼日本之后，其他國家也開始使用P/M材料。

鐵基P/M 材料具有較高的耐熱性、機(jī)械強(qiáng)度、硬度和抗氧化性，在高溫高負(fù)荷下摩擦性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)是在低速時(shí)摩擦因數(shù)(COF)波動(dòng)大、摩擦表面損傷嚴(yán)重，且它與鑄鐵或鋼制動(dòng)盤具有親和性，容易發(fā)生黏著現(xiàn)象，用作高速列車剎車片時(shí)受到較大限制[5]。它適用于400～1 000 ℃溫度范圍。

1.2 銅基

銅基P/M 材料以銅為基體，添加了強(qiáng)化組元(Fe，Ni 等)、摩擦組元(SiO2，Al2O3，SiC 等)和潤滑組元(石墨，MoS2等)[6]。RODRIGUES等[7]特別指出，銅在高溫下會(huì)在摩擦表面上軟化，成為固體潤滑劑成分，這是摩擦因數(shù)下降的主要原因。SU等[8]認(rèn)為，光滑而致密的外生銅第三體起著固體潤滑作用，從而導(dǎo)致高速下摩擦因數(shù)的降低，所以增加銅基體的強(qiáng)度是保持高溫制動(dòng)性能的最重要方法之一。

KATSUKI 等[9]在銅基體中添加強(qiáng)化組元0.1%～2%Fe 后，鐵顆粒彌散分布在基體中起強(qiáng)化作用，增大了摩擦表面的粗糙度，同時(shí)使銅保持高的熱導(dǎo)率。Fe 顆粒與制動(dòng)盤的親和性好，在摩擦力和熱的作用下吸附性好，有利于降低磨損量和提高摩擦因數(shù)。除添加Fe 之外，陶瓷顆粒如SiO2，ZrO2和Al2O3顆粒可以顯著改善摩擦和磨損性能[10-11]。另外，纖維添加劑也有助于減少高溫下的磨損[12?13]。BIJWE[12]發(fā)現(xiàn)，纖維具有強(qiáng)化特性，可以增強(qiáng)摩擦復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的完整性。銅基P/M剎車片早期由日本研發(fā)，因?yàn)殂~基的性能優(yōu)于鐵基，且適用于300 km/h 以上的高速列車，所以日本逐漸用銅基P/M材料替代了鐵基P/M材料。而我國列車當(dāng)時(shí)所用的剎車片材料為合成材料，其磨損量大、沖擊韌性差，在運(yùn)行中會(huì)出現(xiàn)微裂紋，特別是在雨季時(shí)潮濕導(dǎo)致剎車片摩擦力減小，使用壽命降低[14]。為了更好地適應(yīng)我國運(yùn)行環(huán)境，各高校及研究機(jī)構(gòu)自主研發(fā)了高鐵用銅基P/M 剎車片，在國內(nèi)京津高鐵上被廣泛應(yīng)用，如圖1(a)為銅基P/M剎車片[15]，圖1(b)為P/M材料的顯微結(jié)構(gòu)[16]。

圖1 銅基P/M剎車片F(xiàn)ig.1 Copper-based powder metallurgy brake pads

銅基P/M 材料具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力、良好的導(dǎo)熱性、不易與對(duì)偶件發(fā)生黏結(jié)及其摩擦因數(shù)在低速時(shí)高、高速時(shí)低且不增加磨損量等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)為較低的耐磨性、密度高、基體在高溫下會(huì)軟化、較短的生命周期及成本較高。但因其制動(dòng)性能穩(wěn)定，對(duì)制動(dòng)盤的熱影響小且磨合性好，得到廣泛應(yīng)用。

1.3 鋁基

傳統(tǒng)的鋼鐵材料對(duì)列車的輕量化貢獻(xiàn)很小，因此進(jìn)一步開發(fā)了鋁基復(fù)合材料。鋁基復(fù)合材料是以鋁合金為基體，添加了8%～20%的SiC 或Al2O3等陶瓷顆粒作為增強(qiáng)相制備的復(fù)合材料[17]。由于鍛鋼制動(dòng)盤重量較大，不適用于高速列車[18]，為解決此問題，可以采用鋁基復(fù)合材料制動(dòng)盤[19]，如圖2所示。

圖2 臺(tái)架試驗(yàn)用鋁基復(fù)合材料制動(dòng)盤Fig.2 Aluminum-based composite brake disc for bench test

日本、美國和德國已研制出性能優(yōu)良的鋁基復(fù)合材料制動(dòng)盤，并在高速列車上進(jìn)行了試運(yùn)行，取得了與鐵基制動(dòng)盤同等的制動(dòng)性能。國內(nèi)學(xué)者也對(duì)鋁基復(fù)合材料進(jìn)行了大量的研究，目前中國香港的列車就安裝了鋁基復(fù)合材料制動(dòng)盤[20]。同鐵基材料相比，鋁基復(fù)合材料有更好的發(fā)展前景，有望替代部分鍛鋼盤，應(yīng)用在高速列車和城市軌道交通上[21]。

鋁基復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)熱性能和熱膨脹系數(shù)低、密度低、比強(qiáng)度高和耐磨性能高等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)為熔點(diǎn)較低、塑韌性較低、伸長率不高、承受熱交變負(fù)荷時(shí)易萌生裂紋并迅速擴(kuò)展。由于鋁基制動(dòng)盤具有較高的抗熱疲勞性能，所以在制動(dòng)盤方面的應(yīng)用得到了世界各國的重視。

1.4 C/C基

C/C 復(fù)合材料即碳纖維增強(qiáng)石墨的復(fù)合材料，其密度約為1.5 g/cm3，僅為鐵密度的1/5。日本、法國等對(duì)其在高速列車上的應(yīng)用進(jìn)行了研究和試驗(yàn)。材料的制備可分為預(yù)成形、致密化和石墨化階段[22]。

C/C 復(fù)合材料于1958 年首次引入，用于飛機(jī)和火箭的減摩材料[23]。在20 世紀(jì)80 年代，法國就曾在TGV 列車上試驗(yàn)過由C/C 纖維復(fù)合材料制成的盤形制動(dòng)裝置[22]。德國Knorr-Bremse公司研制了高速列車用碳纖維復(fù)合材料的盤型制動(dòng)器；日本研發(fā)的碳纖維復(fù)合材料剎車片已成功地應(yīng)用于新干線高速列車制動(dòng)[24]。莊光山等[25]采用碳纖維作為增強(qiáng)材料，研制了適用于提速列車盤形制動(dòng)的混雜纖維增強(qiáng)少金屬制動(dòng)剎車片，其具有良好的制動(dòng)性能。

C/C 基復(fù)合材料具有導(dǎo)熱性好、熱容量大和熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)點(diǎn)。它能顯著減輕簧下質(zhì)量、減小車輪的磨損、經(jīng)濟(jì)效益顯著。其缺點(diǎn)是成本高、摩擦因數(shù)波動(dòng)較大、雨雪天氣情況下磨損量急劇增加[26]、制造周期長，一般為2～3個(gè)月[22]，這些因素阻礙了其進(jìn)一步開發(fā)利用。它適用于1 000～2 000 ℃溫度范圍。

1.5 陶瓷基

C/C-SiC 制動(dòng)盤已廣泛應(yīng)用于汽車，但是對(duì)應(yīng)的制動(dòng)片仍然是有機(jī)制動(dòng)片或金屬剎車片[27]。為了滿足高速列車的需求，研究人員提出了全碳/陶瓷制動(dòng)對(duì)的開發(fā)，即碳/陶瓷盤與碳/陶瓷片耦合[28]。但是，將碳/陶瓷對(duì)應(yīng)用于剎車片系統(tǒng)時(shí)，其摩擦因數(shù)不穩(wěn)定且磨損量較高[29-30]。于是提出采用P/M法制備金屬陶瓷復(fù)合材料燒結(jié)體，其性能優(yōu)異且理想。

1990年，德國人研發(fā)了短纖維增強(qiáng)C/SiC 制動(dòng)材料，并將其應(yīng)用于豪華轎車，如保時(shí)捷、法拉利恩佐[31]。英國SAB Wabco 公司為法國TGV 列車配套開發(fā)了碳纖維強(qiáng)化陶瓷盤形制動(dòng)器，并通過按比例縮小的陶瓷制動(dòng)盤的試驗(yàn)，提高了使用壽命[32]。國內(nèi)將陶瓷材料用作航空航天結(jié)構(gòu)件進(jìn)行研究，直到21 世紀(jì)初中南大學(xué)才率先將其作為摩擦材料開始研究[33]。其研究的C/C-SiC 材料通過模擬火車制動(dòng)試驗(yàn)測得高且穩(wěn)定的摩擦因數(shù)，約為0.3～0.39。

陶瓷基剎車片具有密度低、強(qiáng)度高、耐高溫、制動(dòng)噪音低、無火花、耐磨性好和抗氧化強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)為耗時(shí)5～6 個(gè)月的生產(chǎn)周期、昂貴的成本以及易碎性，使其應(yīng)用在高速列車上還有很長的路要走。

綜上所述，鐵基P/M 材料相比于其他材料可以在高溫高負(fù)荷下有優(yōu)良的摩擦性能，與陶瓷基材料類似，但陶瓷基比鐵基P/M 材料更耐磨損。銅基P/M材料比鐵基P/M材料性能更優(yōu)異，例如穩(wěn)定的摩擦因數(shù)(COF)、高韌性和良好的導(dǎo)熱性，這使其成為應(yīng)用廣泛的剎車片材料。但是它只有4個(gè)月的生命周期，限制了其長期用作高速列車的剎車片材料。鋁基復(fù)合材料因具有較高的抗熱疲勞性能主要用作制動(dòng)盤材料。C/C 復(fù)合材料密度低、高溫機(jī)械性能優(yōu)良是高溫摩擦材料的未來。但其抗氧化性較差、磨損量較高和摩擦因數(shù)較低，因此人們研發(fā)出C/C-SiC 復(fù)合材料(陶瓷基材料)來提高抗氧化性和耐磨性。盡管C/C-SiC 復(fù)合材料使用壽命長，化學(xué)穩(wěn)定性高和制動(dòng)反應(yīng)速度快，很好地滿足高速制動(dòng)材料的需求，但制造方法復(fù)雜和成本高阻礙了其廣泛應(yīng)用。所以300 km/h 以上的高速列車選擇合適的長壽命和輕質(zhì)量剎車片材料是仍需要研究討論的問題。

2 性能

2.1 物理機(jī)械性能

鐵基P/M材料物理機(jī)械性能見表1[34]。

表1 鐵基P/M材料物理機(jī)械性能測試結(jié)果Table 1 Test results of physical and mechanical properties of iron-based powder metallurgy materials

由表1得到的數(shù)據(jù)可以與其他材料物理機(jī)械性能做對(duì)比，也可以應(yīng)用于數(shù)值模擬中。表2為銅基P/M材料的性能[10]，銅基P/M 材料滿足于時(shí)速300 km/h以上的高速列車。

表2 銅基P/M材料性能Table 2 Properties of copper-based powder metallurgy materials

鋁基復(fù)合材料的物理機(jī)械性能見圖3，它常作為制動(dòng)盤材料而不適用剎車片材料。

圖3 鋁基復(fù)合材料性能[35]Fig.3 Aluminum matrix composite properties[35]

如圖3 所示，鋁基復(fù)合材料硬度較大且耐磨，但斷裂韌性較差，加入莫來石和難熔金屬碳化物后，其硬度下降但斷裂韌性顯著增強(qiáng)，可以有效阻止裂紋的產(chǎn)生和擴(kuò)展。C/C 基材料的物理性能見表3。

表3 C/C基材料主要物理性能參數(shù)Table 3 Main physical and performance parameters of C/C-based materials

綜上所述，鐵基P/M 材料密度最大，C/C 基材料密度最小，滿足高速列車剎車片的輕量化要求。此外C/C基材料的比熱容較大、散熱能力強(qiáng)，可以更好地制動(dòng)高速列車，適用于300 km/h 以上的高速列車。

2.2 摩擦磨損性能

高速列車剎車片摩擦磨損性能的好壞可以通過剎車片的摩擦因數(shù)(COF)和磨損量來判斷，其中摩擦因數(shù)受到剎車片材料和列車速度的影響[36]。根據(jù)國際鐵路聯(lián)盟(UIC)規(guī)定：300 km/h 高速列車剎車片的平均摩擦因數(shù)在0.35 左右，磨損量在0.61 cm3/MJ 左右。此外，F(xiàn)ILIP 等[37]認(rèn)為摩擦學(xué)特性主要由摩擦膜的結(jié)構(gòu)和機(jī)械特性決定。表4是鐵基P/M剎車片測試的結(jié)果[34]。

表4 鐵基P/M剎車片模擬剎車試驗(yàn)測試結(jié)果Table 4 Testing results of simulating brake for iron-based powder metallurgy brake pads

由測試結(jié)果得，鐵基P/M 剎車片的摩擦因數(shù)和磨損量都滿足要求，但測試時(shí)的制動(dòng)速度與300 km/h相差較大，所以鐵基P/M剎車片不適用于300 km/h 以上的高速列車。ZHOU 等[38]對(duì)P/M 剎車片的材料成分進(jìn)行了研究，并在更換成分時(shí)也報(bào)告了類似的性能。如圖4所示為銅基P/M 剎車片的摩擦磨損性能圖，它的材料成分不同于鐵基P/M剎車片。

圖4 銅基P/M剎車片的摩擦磨損性能[39]Fig.4 Friction and wear performance of copper-based powder metallurgy brake pads[39]

由圖4 得，銅基P/M 剎車片的摩擦因數(shù)高且穩(wěn)定，在制動(dòng)盤初始制動(dòng)速度為70 m/s(車速約380 km/h)時(shí)，磨損量為0.15 cm3/MJ，滿足要求。此外，袁振軍等[40]研究表明，添加9%～12%FeB可以使銅基P/M 剎車片在高速制動(dòng)下的摩擦因數(shù)較高且穩(wěn)定性好、磨損率較小。綜上所述，與鐵基P/M 剎車片相比，銅基P/M 剎車片在制動(dòng)盤初始制動(dòng)速度為30 m/s時(shí)，其摩擦因數(shù)高于鐵基P/M剎車片，此時(shí)剎車片與制動(dòng)盤之間的摩擦力更大，制動(dòng)效果更好。隨著制動(dòng)盤初始制動(dòng)速度的增加，銅基P/M 剎車片摩擦因數(shù)高而穩(wěn)定，磨損量也滿足國際標(biāo)準(zhǔn)的要求，摩擦磨損性能更加優(yōu)異，可以很好地制動(dòng)300 km/h以上的高速列車。

趙田臣等[41]將陶瓷基剎車片的摩擦磨損性能與法國TGV 剎車片進(jìn)行了對(duì)比，根據(jù)制動(dòng)初速度(IBS)和制動(dòng)距離計(jì)算了平均摩擦因數(shù)，如圖5 所示為平均摩擦因數(shù)與制動(dòng)初速度之間的關(guān)系[41]。

圖5 陶瓷基剎車片與法國TGV剎車片平均摩擦因數(shù)與制動(dòng)初速度的關(guān)系Fig.5 Relationship between average coefficient of friction and initial braking speed of ceramic-based brake pads and French TGV brake pads

圖5 中陶瓷基剎車片和法國TGV 剎車片的平均摩擦因數(shù)均隨著制動(dòng)初速度的增加而平穩(wěn)降低，陶瓷基剎車片變化更平穩(wěn)，且摩擦因數(shù)在高速制動(dòng)時(shí)與TGV 剎車片的摩擦因數(shù)很接近，并對(duì)陶瓷基剎車片進(jìn)行了測試，得到的磨損量為0.17 cm3/MJ，滿足要求。

綜上所述，鐵基P/M剎車片，銅基P/M剎車片和陶瓷基剎車片的摩擦因數(shù)以及磨損量都滿足國際鐵路聯(lián)盟的規(guī)定。相比于鐵基剎車片和銅基P/M剎車片，陶瓷基剎車片具有較高且平穩(wěn)的摩擦因數(shù)和優(yōu)良的耐磨性。

2.3 制動(dòng)性能

隨著高速鐵路的快速發(fā)展，高速列車運(yùn)行的安全問題受到了人們高度重視[42]。穩(wěn)定高效的制動(dòng)系統(tǒng)是高速列車安全運(yùn)行的關(guān)鍵[43]，在緊急情況下，必須要保證高速列車有安全的緊急制動(dòng)距離。緊急制動(dòng)距離是列車出現(xiàn)電制動(dòng)失效時(shí)，依靠剎車片和制動(dòng)盤的摩擦使列車停下來的實(shí)際距離，是列車安全性的關(guān)鍵指標(biāo)[44]。鐵科技[2009]212 號(hào)《鐵路客運(yùn)專線技術(shù)管理辦法(試行)》第116條對(duì)制動(dòng)距離提出了規(guī)定：速度300 km/h 時(shí)的緊急制動(dòng)距離不大于3 800 m，速度350 km/h 時(shí)的緊急制動(dòng)距離不大于6 500 m。

在不同制動(dòng)初速度和FB1/FB2=24/31.5 kN 的夾緊力下對(duì)銅基P/M剎車片的制動(dòng)性能測試[34]。

由表5得，列車速度為300 km/h時(shí)的緊急制動(dòng)距離為3 464 m不大于3 800 m，滿足規(guī)定，列車速度為350 km/h 時(shí)的緊急制動(dòng)距離為5 475 m 不大于6 500 m，滿足規(guī)定。

表5 緊急制動(dòng)條件下以24/31.5 kN的夾緊力和幾種制動(dòng)初速度測試的性能Table 5 Performances tested at a clamping force of24/31.5 kN and several initial braking speeds under emergency braking conditions

綜上所述，中國商業(yè)高速列車的最高運(yùn)行速度已達(dá)到350 km/h，并有望在不久的將來提高到500 km/h[45]。由于鐵基P/M 剎車片不能滿足速度需求，研究人員越來越關(guān)注高性能的C/C-SiC 制動(dòng)材料[46]。如圖5所示，這種陶瓷基剎車片與法國TGV剎車片相當(dāng)，能有效制動(dòng)300 km/h 的高速列車，為我國高速列車剎車片材料的國產(chǎn)化奠定了基礎(chǔ)。

2.4 摩擦噪聲和濕度

摩擦噪聲是目前高速列車制動(dòng)時(shí)要解決的重要問題，F(xiàn)ERRER 等[47]的研究結(jié)果顯示，與傳統(tǒng)鑄鐵材料相比，燒結(jié)制成的銅合金進(jìn)行摩擦?xí)r磨掉的軟顆粒在車輪上產(chǎn)生的粗糙度較低，因此選擇合適的剎車片材料可以減少剎車時(shí)的摩擦噪聲。

濕度是環(huán)境參數(shù)最多的變量之一[48]。隨著相對(duì)濕度(RH)的增加，鑄鐵剎車片材料的摩擦因數(shù)，顆粒濃度和磨損量降低，這是由于在磨損表面上生成了Fe2O3層。燒結(jié)得到的高速列車剎車片材料的摩擦因數(shù)對(duì)RH 不敏感，其中材料的顆粒濃度和磨損量隨RH 的增加而降低。在濕空氣中，材料磨損表面由強(qiáng)化組元支撐，從而減少了磨損量和顆粒濃度。

綜上所述，C/C 基剎車片和陶瓷基剎車片的性能更好，但是它們的制造周期長、成本高，其中C/C 基剎車片的摩擦因數(shù)波動(dòng)較大，在雨雪天氣下它的磨損量會(huì)急劇增加，陶瓷基剎車片又具有易碎性，所以目前銅基P/M剎車片的應(yīng)用更廣泛。

3 應(yīng)用

日本新干線和德國ICE等高速列車均應(yīng)用了高性能銅基P/M 剎車片，而我國的高速列車應(yīng)用的剎車片主要來自于德國Knorr-Bremse 公司。鋁基復(fù)合材料應(yīng)用于制動(dòng)盤可有效減輕簧下質(zhì)量，迅速散發(fā)摩擦所產(chǎn)生的熱量，相比于鐵系材料有更好的應(yīng)用前景。C/C 復(fù)合材料是目前世界各國研發(fā)的新型剎車片材料，除了在高速列車上應(yīng)用外該材料還可以應(yīng)用于高速重載汽車剎車片、礦山提拉裝置用摩擦片等，具有巨大的推廣應(yīng)用價(jià)值[24]。我國未來幾年將投入運(yùn)營最高時(shí)速達(dá)350 km/h 以上的高速列車，陶瓷基剎車片可以應(yīng)用其中，以實(shí)現(xiàn)高速列車剎車片的國產(chǎn)化。

4 展望

未來高速列車的高速化和輕量化對(duì)其剎車片材料提出了更高的要求，現(xiàn)階段高速列車剎車片材料存在以下幾個(gè)問題：

1) 剎車片材料還存在著摩擦性能的穩(wěn)定性和耐磨性不足等問題，導(dǎo)致高速列車的提速受限。

2)Cu 基P/M 材料配合鍛鋼制動(dòng)盤構(gòu)成的摩擦副可適用于速度低于350 km/h 的高速列車，但Cu基P/M 剎車片材料存在使用壽命短以及材料落后等問題。

3) 碳陶制動(dòng)材料摩擦副可適用于速度超過350 km/h 的超高速列車，該材料相比于Cu 基P/M材料耐磨性更好，但陶瓷基材料存在成本高以及易碎性等問題。

目前尚無一種綜合性能十分理想的剎車片材料，人們還需要繼續(xù)研發(fā)新型剎車片材料、優(yōu)化剎車片材料的性能。由于傳統(tǒng)的剎車片材料制備工藝較復(fù)雜、制備周期長以及原材料成本高導(dǎo)致整體生產(chǎn)成本較高。所以改進(jìn)并優(yōu)化剎車片生產(chǎn)工藝、降低原材料成本也是新型高速列車剎車片材料亟待解決的問題。研究人員可以利用除Fe，Cu，C/C和陶瓷以外的材料來研發(fā)出高性能低成本的新型剎車片材料，將其投入到生產(chǎn)應(yīng)用中，這對(duì)于高速列車的提速極其重要。