耐摩耗性ブレーキパッドにおけるブラウンコランダムの役割

1. コア機能とメカニズムが
摩擦係数を安定させる

マイクロカッティング効果:ブレーキ時にブラウンコランダム粒子(モース硬度9以上)がデュアルディスク(ブレーキディスク)の表面に埋め込まれ、マイクログルーブを形成し、表面粗さを増加させ、ブレーキの初期段階で滑らかな表面によって引き起こされる「滑り」を回避し、摩擦係数をより安定させます(0.35〜0.45の範囲に維持されます)。

スティックスリップ現象を防止:角張った粒子がブレーキパッドとブレーキディスク間の接着層を破壊し、低周波のブレーキノイズ(キーキー音など)を抑制します。

耐摩耗性と寿命を向上

スケルトンサポート機能:ブレーキパッドの摩擦層のハードスケルトンとして、機械的せん断力の60%以上を負担し、樹脂やグラファイトなどの柔らかい部品の摩耗率を低減し、耐用年数を約20〜30%延長します。

高温耐摩耗性:ブレーキ温度300〜600℃(融点2050℃)で構造安定性を維持し、高温軟化による摩耗の悪化を防止します。

熱管理パフォーマンスを最適化

熱ブリッジ機能:熱伝導率(約30 W/m·K)は樹脂マトリックスの10倍以上であり、摩擦熱のバックプレートへの伝導を促進し、表面温度を100~150℃下げ、熱減衰を回避します(ブレーキ故障を防止します)。

熱膨張マッチング:金属繊維とセラミック繊維と連携し、ブレーキパッドの高温時の体積膨張を抑制し、ブレーキクリアランスの安定性を維持します。

2. 実際のアプリケーションにおける技術的詳細
パラメータ 標準値/要件 性能への影響
添加率 5~15 wt% 低すぎる → 摩擦が不安定になります。産業
応用動向課題開発動向:

複合配合:セラミック繊維とチタン酸カリウムウィスカーを配合し、ノイズ低減と耐熱減衰性の両方を考慮しています(Bosch ECOシリーズなど)。

表面改質:シランコーティングにより茶色のコランダム粒子を覆い、ブレーキディスクの傷を軽減します(摩耗率が 15% 減少)。

既存の課題:

摩耗バランス:高硬度によるブレーキディスクの摩耗は、粒度比を最適化することによって(200 メッシュの微粉末の割合を増やすなど)制御する必要があります。

環境圧力:製造プロセスにおけるエネルギー消費量が高く、アーク炉廃熱回収技術の応用を推進(サンゴバンの「ゼロカーボンブラウンコランダム」プロジェクトなど)。

要約: ブラウンコランダムの核心価値
経済的: 摩擦性能と寿命のバランスをとる低コストで、ブレーキパッド配合コストの 8 ~ 12% を占めます。
信頼性: 制動力の高温安定性を確保し、頻繁にブレーキをかける状況 (山道、大型トラックなど) に適応します。
代替不能性: 角張った硬質粒子のマイクロカット機構は、これを完全に置き換えるのにこれ以上の材料はありません。

注: 現代のブレーキパッドは 20 種類以上のコンポーネント (樹脂、スチール繊維、グラファイトなど) を調整する必要があり、ブラウンコランダムは「摩擦骨格」として重要な役割を果たします。

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