陕西航沣新材料有限公司地处西咸新区沣西新城，是由陕西航空产业发展集团有限公司和西北工业大学共同组建的湿式纸基摩擦材料产业化项目，公司注册资本一亿元人民币，占地50亩（新征），以产、学、研相结合的模式将科研成果优势转化为产品优势，实现纸基摩擦材料国产化并逐步走向国际。 

       本公司通过与西北工业大学材料学院合作的方式共建技术创新平台、研发试验中心和产业化示范基地，重点进行汽车自动变速器、工程机械液力变矩器、湿式离合器、轮边湿式制动器以及高档摩托车离合器用高端纸基摩擦材料产品的产业化建设，按照连续化生产模式组织年产3000万片的产品规模，预计建成达产后职工人数350人左右，年销售收入3.2亿元。实现国内高性能碳纤维增强纸基摩擦材料产品的最大的生产基地。 

 图2-4-10 陕西航沣新材料有限公司董事大会 

 图2-4-11 陕西航沣新材料有限公司

       陕西航沣新材料有限公司作为合作企业，联合合作了题为：碳纤维增强湿式摩擦材料制备技术及其工程化研究的合作项目，内容简介如下： 

      湿式摩擦材料具有负载能力强、柔性接触、噪音小、无环境污染、使用寿命长等突出特点，是自动变速器、液力变矩器、同步器等传动装置以及安全保护装置、扭矩减震器等制动、减震装置中的关键材料，在车辆、航空、工程机械、矿用机械和舰船工业等军用和民用领域具有广泛的应用。此前，高性能湿式摩擦材料的生产技术主要被美国的BorgWarner、Alto、Carlisle和日本的F•C•C、Dynax等公司垄断，其产品占有全球95%以上市场份额，国产化进程曲折而缓慢。高性能湿式摩擦材料核心生产技术的缺失成为制约我国促进产业结构调整和技术升级，满足国家装备制造业发展的瓶颈问题之一。本研究攻克了摩擦系数按需调控的技术难关，成功研制出5大类16种碳纤维增强湿式摩擦材料产品，在汽车自动变速器、液力变矩器、扭矩管理器、摩托车离合器、军用飞机安全保护装置、直升机减震器和工程机械等众多领域获得成功应用。

       公司合作的主要成果有： 

       1）发明了多种短切碳纤维增强湿式摩擦材料，改善了湿式摩擦材料的耐热性和摩擦磨损性能，实现了湿式摩擦材料的可设计性。 

       碳纤维具有优异的耐热性能、摩擦磨损性能以及自润滑性能，与传统湿式摩擦材料采用植物纤维、石棉纤维和芳纶纤维作为增强体相比优势明显。发明了碳纤维增强湿式摩擦材料及其制备技术，首次将短切碳纤维引入到湿式摩擦材料中，针对碳纤维表面惰性大，活性官能团少，与合成浆料的界面结合性差的问题，提出并开发了碳纤维液相氧化改性、水热改性以及表面涂层等新技术，能够对碳纤维进行综合改性，获得了表面处理最佳工艺条件和参数。采用质量百分比为7-35%的3-5mm短切碳纤维为增强体制备出湿式摩擦材料，典型失重点温度高于国际同类产品50-100℃，磨损率降低至5.1×10-8cm3/J (国标: 10×10-8cm3/J)。采用该项专利技术已生产出系列汽车自动变速器摩擦片产品。

图2-4-12 碳纤维增强湿式摩擦材料SEM照片       图2-4-13汽车自动变速器摩擦片产品 

       在此基础上，针对碳纤维韧性略差，制备的湿式摩擦材料应用于带式制动装置中柔韧性不理想的问题，发明了柔性纸基摩擦材料及其制备技术，在材料配方中加入3-7%的柔性增强纤维和2-10%的柔性粘合剂，可以与碳纤维性能形成互补，提高了纸基摩擦材料的柔韧性，并能同时提高纸基摩擦材料的摩擦磨损性能。采用本技术制备的柔性纸基摩擦材料最小曲率半径为6.0-6.8cm，既具有良好的柔韧性又具有良好的强度和耐热性，采用该专利技术生产的湿式摩擦材料已经批量应用于汽车自动变速器制动带。针对摩托车离合器用湿式摩擦材料要求摩擦系数高且对铝质对偶盘的磨损小这一突出矛盾，本项目提出了碳纤维增强橡胶树脂共混湿式摩擦材料的制备方法，系统揭示出复合弹性体类型、粒度及含量对摩擦性能的影响规律，开发出摩擦系数为0.17-0.19，铝质对偶磨损率仅为1.1×10-8cm3/J的湿式摩擦材料，突破了纸基摩擦材料应用于摩托车离合器的技术瓶颈，采用该技术已批量生产出多种型号的摩托车离合器湿式摩擦材料产品（图2-4-16），打破了国外技术和产品的垄断。

图2-4-14 制动带产品照片   

图2-4-15工程机械湿式离合器摩擦材料产品

图2-4-16摩托车离合器摩擦片产品照片 

       为解决摩擦材料高温时摩擦系数衰退的技术难题，本项目进一步提出晶须协同改性湿式摩擦材料及其制备方法，通过引入10-15%的晶须能够有效抑制材料热衰退现象，将材料的摩擦系数稳定在0.15-0.17，磨损率降低至1.20×10-8cm3/J，在此基础上开发出适用于工程机械湿式离合器的摩擦片。 

       多种碳纤维增强湿式摩擦材料的开发适应了复杂的工况条件，形成了全面的配方设计体系，大幅度提升了湿式摩擦材料品质，实现了批量生产和工业化应用。 

       2）发明了碳布增强湿式摩擦材料，替代传统金属基摩擦材料，大幅度提高了湿式摩擦材料的使用寿命。 

       基于碳布优异的承载能力、摩擦学性能以及自润滑性能的特点，本项目开发出碳布增强湿式摩擦材料应用于金属表面以克服传统铜基摩擦材料、金属耐磨涂层长时间工作条件下摩擦系数衰减、易于对偶粘连等缺陷。首先采用水热液相氧化法对其表面进行活化后，将碳化硅纳米线、纳米碳化硅以及SiO2微球等用于碳布表面，以优化其摩擦学性能，研究揭示了碳布编织结构、摩擦性能调节剂类型等对摩擦学性能的影响规律，开发出同步器齿环摩擦材料产品取代了传统的铜基喷钼摩擦材料，产品的摩擦系数为0.12-0.14，磨损率仅为0.99×10-8cm3/J。在此基础上，采用石墨、纳米二硫化钼以及纳米氮化硼等对碳布进行改性，发明了在液力变矩器锁止装置内粘贴碳布增强摩擦材料的方法，可替代进口产品，目前该产品已成功应用于重载车辆自动离合器上。

图2-4-17同步器齿环产品

图2-4-18 液力变矩器锁止装置 

       3）发明了类陶瓷和稀土增韧碳基摩擦材料，突破了湿式摩擦材料仅应用于中低能载的局限性，拓宽了湿式摩擦材料的应用领域。  

       为进一步提高摩擦材料的力学性能、耐热性能和耐磨性能，本项目发明了多种碳纤维/类陶瓷湿式摩擦材料，将无机粘合剂与碳纤维、摩擦性能调节剂以及水溶性树脂进行均匀混合，在160℃低温热压制备摩擦材料，取代了陶瓷材料必须高温烧结的工艺过程，可大幅度降低能耗。该摩擦材料600℃高温下摩擦系数能够保持在0.13-0.15，磨损率仅为0.80×10-8cm3/J，适用于长时间高温滑磨工况条件。采用该专利技术开发出的系列产品已经应用于军用直升机减震器摩擦组件、某型飞机安全保障系统和军用越野车减震系统中，取代了传统的金属基摩擦材料，使用寿命达12个月以上(技术要求为3-6个月)，为相关军用装备的国产化提供了重要支撑和保障，大大拓展了碳纤维湿式摩擦材料的应用领域。