六钛酸钾在摩擦材料中的应用
六钛酸钾晶须对摩擦材料的影响及磨损机制
六钛酸钾晶须对摩擦材料的影响及磨损机制
摩擦材料的磨损机制和影响：
1、摩擦材料中六钛酸钾的相互作用：六钛酸钾是一种黑色金属钣，它具有高强度、高硬度、高摩擦系数和良好的耐磨性能，能有效缓解摩
擦面的损耗和磨损，可显著改善材料的磨损行为。
在高温环境下，六
钛酸钾的反应会产生更多的气体，形成一种膜层，有效的阻止摩擦表
面的磨损，减少材料的磨耗，从而提高材料的耐磨性能。
2、氧化作用对摩擦耐磨材料的影响：氧化作用是摩擦耐磨材料衰变的关键原因，尤其是在高温环境下。
氧化物层会阻碍六钛酸钾的反应，
导致细腻的粒子表层难以形成，摩擦耐磨材料的磨损增加。
3、晶须形成对摩擦耐磨材料的影响：晶须可能会形成摩擦表面，一旦摩擦表面受到冲击，晶须就可以有效地损害摩擦耐磨材料的结构，从
而降低摩擦耐磨材料的磨损。
4、动力学因素对摩擦耐磨材料的影响：低摩擦因子、高温和高速下的小接触力、低磨料的强度和弹性模量，都会增加摩擦耐磨材料的磨耗。
同时，摩擦耐磨材料的表面光滑度和质地也会影响摩擦特性和效果，
影响磨损行为。
综上所述，摩擦材料中六钛酸钾、氧化作用、晶须形成以及动力学因素，都会对材料的磨损行为产生影响。
因此，在摩擦耐磨材料的设计
和实际应用中，应考虑这些因素，并采取有效的措施使其不受其原始
性能的影响而得以充分利用。
六钛酸钾在摩擦材料中的应用
白克江 王伟平（东营信义汽车配件有限公司科研所）1 简介1.1 钛酸钾介绍钛酸钾是指化学式为K 2O·n TiO 2(n =4，6，8)，经转靶X －射线粉末衍射仪测试为结晶态的物质。
其中，n =4时称之为四钛酸钾，n =6时称之为六钛酸钾，n =8时称之为八钛酸钾。
n 不同，钛酸钾具有不同的结构和特性，用于不同的领域。
四钛酸钾具有离子交换能力和高的化学活性，主要用于离子交换剂, 核废料处理等前躯体；六钛酸钾和八钛酸钾结构类似，力学性能高，化学稳定性、耐热隔热性及耐磨性很好，性价比大，比表面积极大，因此，主要用于复合材料的增强，改性工程塑料，增强陶瓷、金属及摩擦材料，还可用于隔热耐热材料和催化剂载体，热喷涂及红外线反射涂料。
但是，由于八钛酸钾的生产工艺更复杂，成本更高，且六钛酸钾的隔热性能和耐摩擦稳定性更好，所以用于摩擦材料增强材料的主要是六钛酸钾。
六钛酸钾，白色单晶体，化学组成K 2Ti6O 13，六钛酸钾的晶体结构属三斜晶系，空间群为C2/m ，晶胞参数为a =11.37à,b =3.80à,c =6.62à, β=100.1o ，单位格子中的分子数为2。
在六钛酸钾的晶体结构中，Ti 的配位数为6，以TiO 6八面体通过共面和共棱连结而成连锁的隧道状结构，K+离子居于隧道的中间，隧道轴与晶体轴平行。
主要成分及其含量见表1，形貌有晶须和鳞片2种（见图1～图4），由于晶须状材料容易吸入呼吸道，危害人类健康，所以为了保护生态环境，世界上很多国家和地区对晶须状材料已经提出限用，甚至被禁用，鳞片状六钛酸钾被大量的应用于摩擦材料将成为一种趋势。
摘要 文章根据六钛酸钾材料的特性,将其应用于摩擦材料中，并对其摩擦性能进行了研究。
同时通过对晶须状六钛酸钾和磷片状六钛酸钾进行了对比研究,分析了不同结构的钛酸钾的摩擦性能特点及应用前景,进而对国内产品与国外产品进行了比较,指出目前国内同类产品的摩擦磨损性能已经达到了世界先进水平。
钛酸钾晶须用途简介
钛酸钾晶须用途简介钛酸钾晶须指的是成分为钛酸钾的一系列针状产品，根据需要，可以是二氧化钛晶须、四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须和八钛酸钾晶须。
而晶须的长短和客户的用途有关，不同的用途需要不同的晶须长度。
实际上，上述几种晶须都有其特定的使用范围，下面分别进行介绍。
一、四钛酸钾晶须四钛酸钾晶须的组成为K2Ti4O9，结构为层状结构，K+离子在层间。
这种结构导致的直接结果是K+离子具有不稳定性，因此，四钛酸钾晶须的主要用途就集中在K+离子的不稳定性上。
也就是说，四钛酸钾晶须中的K+离子具有离子交换性。
根据此特性，一些国家将其用于核废料的处理上，实现了核废料的无放射处理。
另外，国外有用于PTC、燃料电池等的报道。
二、六钛酸钾晶须六钛酸钾晶须的组成为K2Ti6O13，结构为连锁隧道式结构，K+离子居隧道中间。
这种结构导致的直接结果是K+离子具有高的稳定性，也因为这种结构，使六钛酸钾晶须具有高温吸音、化学稳定性、绝缘性、反射红外线、优良的防腐性能等。
其用途分别简介如下：1．隔热材料。
六钛酸钾晶须作为隔热材料主要基于结构隔热、物理隔热、红外线反射三点。
一般隔热材料都是物理隔热，即通过机械形成一定的空隙，达到隔热的目的，传统的石棉即是如此。
但石棉类隔热材料的致命弱点是有毒，能致癌，易灰化、高温收缩、寿命短等，而六钛酸钾晶须既稳定，又无毒无害，使用寿命长，至少10年以上，且可以耐800℃以上的高温，这一点是石棉类隔热材料无法比拟的。
应用领域也从民用产品到航空航天器材，乃至军工产品。
比较典型的有航天发射架、军械、汽车排气管、干燥器、石油化工管道、特定要求温度高的领域等的隔热材料或涂料，是比较理想的石棉替代材料。
2．增强材料。
因为六钛酸钾晶须的机械性能良好，加之长度短，易制作与加工成晶须增强轻金属、热固性或热塑性材料增强材料。
六钛酸钾晶须增强材料的用途较广,现在已经用到收录机、复印机部件，运动器材等。
3．摩擦材料。
六钛酸钾晶须的耐磨擦性能优良，已经用于汽车离合器、制动装置以及其它耐摩擦的场合，使用寿命及疲劳特性上都有明显提高。
钛酸钾在制动中的摩擦性能
钛酸钾在制动材料的中的摩擦性能研究摘要：包含有不同形状的钛酸钾制动摩擦材料的摩擦特性目前正处于研究中。
它们是含有非石棉有机物这种典型成分的摩擦材料。
钛酸钾的形状包括晶须状、板状和碎片状。
使用克劳斯型摩擦测试仪可以测量摩擦材料在较高温度下的热稳定性和耐磨性。
结果表明，钛酸钾形态在摩擦表面上薄膜的形成和转换的过程中起着重要的作用，这与摩擦性能有着密切的关系。
与那些有较多的在薄膜表面有稳定的摩擦片的其他类型钛酸钾相比，分裂形状的钛酸钾具有较好的稳定性和改善摩擦磨损性能。
另一方面，带有小板和晶须状钛酸钾的摩擦材料所产生的转换片在高温下是不能持续的，因为它们很容易在滑动的过程中脱落，最终导致很差的耐磨性。
关键词：钛酸钾摩擦材料摩擦性能制动器磨损率1.前言在曼斯菲尔德等人的第一份报告之后，钛酸钾被广泛应用于非石棉有机物的制作中。
他们认为，在制动摩擦中，晶须状的钛酸钾可作为石棉纤维的可能替代品。
通过将粘结剂树脂和晶须状钛酸钾的相对数量最优化可以提高耐磨性。
然而，因为它可能危害健康，在早期的发展阶段，并不鼓励钛酸钾在商业制动摩擦材料中的应用。
尽管在美国市场中，致癌石棉已经从商业摩擦产品中消除，但是晶须状的钛酸钾却更多地用于非钢型有机摩擦材料，因为它在高温下可以增强摩擦的稳定性，并且提高缓冲器和磁盘的耐磨性。
最近，欧共体（欧盟法规）和环境保护局已经颁布禁令制动摩擦材料中对环境有害物质的新条例。
在商业制动摩擦材料中使用的几种成分，如锑化合物、铜、耐火陶瓷纤维和无机纤维被列入危害健康的物质清单中。
为了替代危害健康的物质，人们给予了很多努力，而且替代原料预计将更加环保，国际癌症研究所不可能将其列入致癌物质。
尤其是针状陶瓷纤维，如晶须状的钛酸钾很容易符合这种规定。
原材料制造商已经尽力的去用非纤维形式取代摩擦材料中的晶须状钛酸钾，他们认为，板状钛酸钾与纤维状钛酸钾有相似的磨损和防衰退能力。
然而，对于商业制动摩擦材料，加强协同能力和其他重要的问题还没有得到证实。
六钛酸钾晶须用途
六钛酸钾晶须用途六钛酸钾晶须（Potassium hexatitanate whiskers）是一种由钛酸盐和钾盐反应得到的纤维状晶体，具有较高的长宽比和细长的棒状结构。
六钛酸钾晶须具有优异的物理化学性质和特殊的结构，广泛用于各个领域。
以下是六钛酸钾晶须的主要用途：1. 塑料增强剂：六钛酸钾晶须可以作为增强剂添加到塑料中，显著提高塑料的强度和刚度，减少热膨胀系数。
尤其适用于针对高温环境要求的工程塑料，如尼龙、聚酰胺和聚酰亚胺材料。
2. 涂料增强剂：六钛酸钾晶须可以增强涂料的附着力和耐磨性，提高涂料的硬度和耐久性。
将晶须添加到水性涂料中，可以提供更好的涂膜性能，增加涂料的抵抗腐蚀和抗老化能力。
3. 电子组件：六钛酸钾晶须在电子行业中有广泛应用，可以制备高性能的电子组件。
晶须可以用于制造电子封装材料、电子陶瓷基片、压敏电阻器和微波介质材料等。
4. 热导材料：六钛酸钾晶须具有较高的热导率和导热性能，可以用于制备高性能的散热材料。
将晶须添加到导热膏中，可以提高散热能力，广泛应用于电子设备、LED封装和电子散热器等领域。
5. 高温绝缘材料：六钛酸钾晶须具有良好的绝缘性能和耐高温性能，可用于制备高温绝缘材料。
晶须可以应用于电力设备、高温装备隔热材料、电子绝缘材料等领域，提供良好的绝缘保护和隔热性能。
6. 纳米复合材料：六钛酸钾晶须可以与其他材料进行复合，形成纳米复合材料，具有优异的力学性能和导电性能。
纳米复合材料可应用于电子封装材料、传感器材料和催化剂等领域，提供新颖的性能和应用。
总之，六钛酸钾晶须是一种多功能的功能材料，具有广泛的应用前景。
在不同领域中，可以通过调整晶须的添加量和制备工艺，满足不同材料的需求，提供更好的性能和功能。
六钛酸钾晶须的研究和应用将进一步推动材料科学的发展，促进新材料的创新与应用。
钛酸钾在摩擦材料的运用
钛酸钾粉末在摩擦材料中运用的研究*徐仁泉龙德武廖兵俞飞关键词：摩擦磨损陶瓷型噪音提要：粉末钛酸钾用于摩擦材料，对提高摩擦材料的摩擦磨损性能,提高刹车片高温性能,和速度特性,减少制动噪音,减少黑灰污染,提高摩擦材料的安全性，舒适性和耐磨性，有着十分重要的作用，特别适用于替代昂贵的重金属硫化物和和昂贵的钛酸钾晶须的低成本浅色陶瓷型摩擦材料.一：概况：陶瓷型摩擦材料是近十年来发展较快的摩擦材料,特别在汽车摩擦材料中，陶瓷型摩擦材料以摩擦磨损性能稳定，噪音低，黑灰少等特点迅速发展，本文作者在陶瓷型摩擦材料中用粉末钛酸钾进行了试验研究，取得了良好的效果.二：试验的基本配方：1盘式刹车片，其基本配方如下：芳倫(韩国可隆)和有机纤维广东鑫冶5-8%无机纤维华东特种5-10%金属纤维或粉末常州华宇和北京5-20%黏合剂和橡胶十拿和黄山5-12%高碳材料天然石墨人造石墨煅烧石油焦等5--25%钛酸钾粉末宜兴市振奋药用化工有限公司5-20%其他功能填料硫酸钡,多孔填料,硫化物,蛭石,云母,摩擦调整剂等。
粉末钛酸钾技术指标如下（K2TiO3質量指標：一型）TiO2≧60-65%K2O≦25-32%S≦0.04%P≦0.04%細度(200目篩余)≦0.5%外觀：白色或微黃色粉末2鼓式刹车片基本配方有机粘合剂和橡胶8-15%无机纤维15-35%有机纤维3-8%粉末钛酸钾5-20%功能填料适量样品均采用普通的正模的热压工艺压制。
●徐仁泉高级工程师，摩擦密封材料协会专家委员会会员，长期从事摩擦材料的开发研究.●龙德武广州东神汽车配件有限公司开发部●廖兵东莞安驰汽车配件有限公司研究所●俞飞宜兴市振奋药用化工有限公司三：试验方法和试验结果：1试验方法除按照SAE J661进行摩擦磨损试验外，盘式刹车片按照美国的SAE J2522Dynamometer Global Brake Effectiveness(AK MASTER)进行摩擦性能试验和按照SAE J2521Disc and Drum Brake Dynamometer Squeal Noise Matrix盘式和鼓式刹车片噪音台架试验方法进行了噪音试验,试验盘式刹车片用广州东神汽车配件公司生产,帕萨特D555超静陶瓷型刹车片,试验台采用长春晨禹科技有限公司的HA202惯性试验台,测试结果见图1，图2，试验过程每片刹车片质量磨损16.5克。
数码化时代汽车刹车片的配方设计
数码化时代汽车刹车片的配方设计作者：袁媛何美凤王瑞霍俊昊范宝中刘芳来源：《数码设计》2017年第11期摘要：目前研究发现，树脂基摩擦材料已表现出优异的抗磨损性能及在各测试温度区间内稳定的摩擦性能，亚微米级的六钛酸钾晶须和微米级的碳纤维之间存在着一种协同作用。
本文旨在进一步探究亚微米级的六钛酸钾晶须和微米级的碳纤维如何产生协同作用。
六钛酸钾晶须和碳纤维之间的协同效应是这样产生的：晶须保护碳纤维不被轻易磨损或拖拽出磨损面，碳纤维可以帮助晶须更好地发挥出自身的增强效应来增强基体的摩擦性能。
关键词：六钛酸钾晶须；碳纤维；摩擦；磨损中图分类号：U465.6 文献标识码：A 文章编号：1672-9129（2017）11-0043-02Abstract：It was found that the phenolic composites composite showed superior wear resistance and steady variation of friction coefficients. There is a synergistic effect between sub-micrometer potassium titanate whiskers （PTW） and micrometer carbon fiber （CF） based on the research results currently. Then the friction coefficient， wear rate and morphology of the worn surfaces were examined to investigate how the synergistic effect occurred. The synergistic effect between PTW and CF is created in the following way. The PTW could protect CF from easy damage and pulled-out，the CF help PTW to enhance the tribological properties of composite.Key words：potassium titanate whiskers （K2O6·TiO2）， carbon fiber， friction， wear引言数码化时代应用于汽车制动系统的摩擦材料需满足用户的许多特定需求，例如：在复杂工况下优良的抗磨损性能，各温度区间下稳定的摩擦系数，低噪音和低振动等等[1]。
钛酸钾晶须和摩擦材料
钛酸钾晶须和摩擦材料一钛酸钾晶须简介1 钛酸钾晶须的分类与结构1.1 钛酸钾晶须的分类钛酸钾晶须是指一类化学式为K2O·nTiO2或K2TinO2n+1的、微型外观为针状晶体的无机高分子化合物，式中n=2、4、6、8，分别称二钛酸钾晶须、四钛酸钾晶须、六钛酸钾晶须和八钛酸钾晶须。
在摩擦材料中，一般只使用六钛酸钾晶须和八钛酸钾晶须。
从结晶学角度讲，完整晶体是材料的最高强度形式。
理想完整晶体难以得到实际应用，近似于理想晶体的晶须和近似于晶须的纤维状材料则已经得到应用。
晶须是目前已知纤维中强度最高的一种，其力学性能几乎等于原子间的作用力。
晶须强度高的原因，主要是由于晶须的直径小，容纳不下使晶体削弱的空隙、位错和不完整等缺陷。
晶须的直径为微米级，断面呈多角形，没有显著的疲劳效应，在切断、磨粉或其它的施工操作中，不会降低其强度，也不会改变其性能。
因此，与钛酸钾晶须对应的还有钛酸钾纤维或其它表现形式，如鳞片状钛酸钾等，其化学式与钛酸钾晶须相同。
故在谈到钛酸钾时，一般要指明是钛酸钾晶须还是钛酸钾纤维或鳞片状钛酸钾。
从化学组成来说，钛酸钾晶须和钛酸钾纤维没有本质的区别，机械性能方面及热性能上则是有区别的。
一般说来，钛酸钾纤维有一定的韧性，质轻，堆比重较小，为0.1～0.3, 而钛酸钾晶须则存在脆性，易断裂，质重，堆比重为0.4～0.7，表现在复合材料上，则钛酸钾晶须更容易与基体材料混合均匀。
1.2 钛酸钾的晶体结构表1列出了几种钛酸钾晶体的结晶学参数。
晶体结构如图1～2所示。
图1 二、四、六钛酸钾的晶体结构图图2 八钛酸钾的晶体结构图表1 K2Ti2O5、K2Ti4O9、K2Ti6O13、K2Ti8O17等的结晶学数据从表1可以看出，钛酸钾均属于单斜晶系，而且也都属于C2/m点群。
二钛酸钾三角双锥体通过共顶点连结而成连锁的晶体结构中，Ti的配位数为5，以TiO5层状结构，层面与晶体轴平行，层间距为6.5埃，K＋离子居层间，具有化学活性。
制动摩擦材料中的新型增强材料
无毒 ，高 韧 性 、高绝 缘 性 、耐 磨 性 、耐 酸 碱 、抗
摩 擦材 料 是我 国 目前 应用 广 泛 的摩 擦 材 料 。半 金
属摩 擦 材 料采 用 钢 纤维 作 为 增 强材 料 ，铜 等 价格 昂贵 的金 属粉 末 作 为摩 擦 性 能调 节 剂 。金 属 材 料
容 易生 锈 ，锈蚀 后 易粘 着 或 损伤 对偶 ， 同时摩 擦
（ 要 有一 定 的稳定 的摩 擦 系数 ，表 现 为 ： １）
（ ２）具有 良好 的耐磨 性 ，不划 伤制动 对偶 。 （ 摩 擦衬 片在 使用 中不 允许 与盘相 粘 附。 ３）
７１
实验 与研 穷
（ ４）要有 足够 的抗 剪切 能 力。 （ ５）要有尽 可 能小 的压 缩率 和膨胀 率 。
贵 ， 为研 究 的障碍 。如今 ，随着 新 晶须 的开发 ， 成
各项性 能及 未来 发展前 景 。
１０ ｏ ０Ｃ下使 用 ，能够 抵 抗 高速 制动 过程 摩 擦 热产 ０ 生 的影 响 。陶 瓷纤 维 的 密度 约 为 ２６ ／ｍ。 ．ｇｃ ，比钢
２３１硫 酸钙 晶须 ．．
硫 酸 钙 晶 须 材 料 松 散 密 度 Ｏ１ ～ ０３ ｇ ．５ ．０ ／
可见 ，传统 的摩擦材料 已不能满足人们的需 要 ，新型 耐高温 制动摩 擦材 料 的研 制 十分迫 切。
２新型增 强材料
２ １硅 氧铝 陶瓷纤 维 ．
硅 氧铝陶瓷纤维 （ 以下 简 称 陶 瓷 纤 维 ） 一 是
也可用 作其他 材 料 的增 强 ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ用于 金属合 金 、 璃 、 玻
陶 瓷、 复合 材 料 等 的增 强 ，是 很 有 发展 前 途 的新 型材 料。 现 将 有 关 晶须 材 料 作 简 要 介 绍 ， 着 重 并
钛酸钾晶须在陶瓷基摩擦材料中的应用
2 结果与讨论
2.1 物理性能
添加晶须后，氧化铝基陶瓷材料的力学性能有了显著提
王东：男，1982 年生，硕士研究生 Tel:0134-65446358 E-mail:wangdong8966244@ 刘英才：通讯作者， 教授 E-mail：lyc2004@
钛酸钾晶须在陶瓷基摩擦材料中的应用/王 东等
·40·
应用研究[J]，陶瓷学报，1999(3)：128 3 Poser K，et al．Development of A1203 based ceramics for
dry friction systems[J]．Wear, 2005，(259): 529 4 宋剑敏．A1203 陶瓷摩擦材料的结构与性能研究[D]．武
越小则材料的耐磨性越好。从图 2 可以看出，加入钛酸钾晶 须后材料的磨损率大幅下降，当加入量为 5wt%时，磨损率 最小，即材料最耐磨。但并不是磨损率越小越好，还要考虑 对偶件的磨损情况。
2.3 材料性能的综合评价
为了符合摩擦材料发展的要求，我们对摩擦材料性能大
体上有如下要求：强度、硬度越大越好；磨损量和密度越小
度、硬度这 4 个因素的权重分别为 5、4、3 、3 。最后采用
加权评分的经典综合评判法计算总分，见公式(1)。
M = M 1 A1 + M 2 A2 + M 3 A3 + M 4 A4
(1)
其中，M 为综合评分；Mi 为性能得分，i=1、2、3、4；Ai 为权值，i=1，2，3，4(1、2、3、4 分别代表材料的抗弯强
越好。为了更好地评价材料的性能，我们引入试验优化设计
中的综合评分法，对材料的综合性能进行评价[9~12]。根据各
个指标的重要程度，对得出的试验结果进行分析，给每一个
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白克江 王伟平
（东营信义汽车配件有限公司科研所）
1 简介
1.1 钛酸钾介绍
钛酸钾是指化学式为K 2O·n TiO 2(n =4，6，8)，经转靶X －射线粉末衍射仪测试为结晶态的物质。
其中，n =4时称之为四钛酸钾，n =6时称之为六钛酸钾，n =8时称之为八钛酸钾。
n 不同，钛酸钾具有不同的结构和特性，用于不同的领域。
四钛酸钾具有离子交换能力和高的化学活性，主要用于离子交换剂, 核废料处理等前躯体；六钛酸钾和八钛酸钾结构类似，力学性能高，化学稳定性、耐热隔热性及耐磨性很好，性价比大，比表面积极大，因此，主要用于复合材料的增强，改性工程塑料，增强陶瓷、金属及摩擦材料，还可用于隔热耐热材料和催化剂载体，热喷涂及红外线反射涂料。
但是，由于八钛酸钾的生产工艺更复杂，成本更高，且六钛酸钾的隔热性能和耐摩擦稳定性更好，所以用于摩擦材料增强材料的主要是六钛酸钾。
六钛酸钾，白色单晶体，化学组成K 2Ti6O 13，六钛酸钾的晶体结构属三斜晶系，空间群为C2/m ，晶胞参数为a =11.37à,
b =3.80à,
c =6.62à, β=100.1o ，单位格子中的分子数为2。
在六
钛酸钾的晶体结构中，Ti 的配位数为6，以TiO 6八面体通过共面和共棱连结而成连锁的隧道状结构，K+离子居于隧道的中间，隧道轴与晶体轴平行。
主要成分及其含量见表1，形貌有晶须和鳞片2种（见图1～图4），由于晶须状材料容易吸入呼吸道，危害人类健康，所以为了保护生态环境，世界上很多国家和地区对晶须状材料已经提出限用，甚至被禁用，鳞片状六钛酸钾被大量的应用于摩擦材料将成为一种趋势。
摘要 文章根据六钛酸钾材料的特性,将其应用于摩擦材料中，并对其摩擦性能进行了研究。
同时通过对晶须状六钛酸钾和磷片状六钛酸钾进行了对比研究,分析了不同结构的钛酸钾的摩擦性能特点及应用前景,进而对国内产品与国外产品进行了比较,指出目前国内同类产品的摩擦磨损性能已经达到了世界先进水平。
关键词 摩擦材料 六钛酸钾 磷片 晶须
Potassian Titanate ,s Application of Friction Material
Abstract: The paper studies the friction performance of the material comtaining potassium titanate based on its characteristics.By comparing whisker potassium titanate with fl ake potassium titanate, this paper analyzes the friction performance and application foreground of potassium titanate with different structure .The results show that potassium titanate made in China has achieved the top level in the world.
Keywords: Friction material Potassium titanate Flake Whisker
中的应用
六钛酸钾在摩擦材料表1 成分及含量
%
晶须状六钛酸钾在扫描电镜下的形貌特征，如图1和
图2所示。
鳞片状六钛酸钾在扫描电镜下的形貌特征，如图3
和图4所示。
1.2 六钛酸钾增强摩擦材料的特点
六钛酸钾增强摩擦材料有很多优点，概括来讲，主要有以
下几点：
1）无毒无害；
2）性能稳定，摩擦系数几乎不随温度的变化而变化，克
服了无石棉有机配方高温衰退及高温磨损差的缺点；
3）使用温度高，可达1 000 ℃；
4）耐磨，使用寿命长；
5）制动无噪声，落灰少,不锈蚀轮毂，不产生环境污染。
2 试验方案
2.1 材料的选择
为了更好地研究晶须状六钛酸钾与鳞片状六钛酸钾在摩擦
材料中的性能表现及国内产品与日本产品之间的差异,选择了
如下厂家的材料进行测试研究。
晶须状六钛酸钾：日本大塚化学（TISMO）；上海晶须材料
有限公司（Whisker）；
鳞片状六钛酸钾：日本大塚化学（TERRACESS）；东营信
义新型材料有限公司(XINYI)。
试验材料特性，如表2所示。
2.2 加工工艺流程图
加工工艺流程图，如图5所示。
2.3 配方组成
试验配方组成，如表3所示
2.4 试验方案
1）试验仪器：LINK 3900 NVH试验台， LINK 1620压缩试
验机，电子天平，真空泵， pH计；
2）测试程序：FMVSS 135，ISO 6310。
首先，按照配方组成准确地配制相应的混合料，并按照上
述的技工工艺流程制作样件，检验样件合格后，依据标准分别测试样件的理化性能和摩擦性能。
p
表2 试验材料特性
图5 加工工艺流程图
表３ 试验配方组成 %
３ 试验结果及分析
3.1 理化性能测试结果及分析
理化性能测试结果及分析，如表4所示。
注：六钛酸钾分别采用4种不同的材料，配方编号如下: 1#：晶须状六钛酸钾 TISMO 日本大塚化学有限公司 2#：晶须状六钛酸钾 Whisker 上海晶须材料有限公司 3#：鳞片状六钛酸钾 TERRACESS 日本大塚化学有限公司 4#：鳞片状六钛酸钾 鳞片钛酸钾 东营信义新型材料有限公司
表4 理化性能测试结果
p
包装
检验
平磨配料混料磨斜开槽热压成型热处理喷漆
喷码
由表4不难看出，４种材料制作的样件的理化性能非常接近，都是硬度适中，压缩性能良好，气孔率大，呈碱性，符合当前对摩擦材料的基本要求。
3.2 摩擦性能测试结果及分析（FMVSS135）
1#～4#材料摩擦性能测试结果，如图6所示。
a 1#材料摩擦性能的测试结果
由图6可以看出：
1） 4种材料的摩擦系数都比较稳定，而且比较接近，都在0.3左右；
2）国外进口材料磨合后摩擦系数很快趋于稳定，而国产材料在磨合初期摩擦系数较低,经100多次磨合后才趋于稳定；
3）晶须状六钛酸钾和磷片状六钛酸钾具有相似的摩擦性能，但是由于晶须状六钛酸钾的结构特点，摩擦系数稍高一点。
４ 结论
1）通过对六钛酸钾结构，成分以及形貌的分析，可以得知：六钛酸钾有很好的化学稳定性、耐热隔热性及耐磨性，可以做为摩擦材料的增强材料及性能调节剂进行使用。
2）通过将不同的结构和公司的产品应用于摩擦材料进行测试，可以看出：
ａ．六钛酸钾用于摩擦材料，可以稳定摩擦系数,尤其是速度及压力敏感性能明显得到改善；
ｂ．晶须状六钛酸钾和磷片状六钛酸钾形貌虽然不同，却具有相似的摩擦性能，只是由于晶须状六钛酸钾的结构特点，摩擦系数稍高一点；
ｃ．比较国内外同类产品的性能可以看出，国内产品和国外的同类产品的测试结果十分相近，而且耐高温性能更优，可见我国产品已经能够达到世界先进水平；
３）晶须状六钛酸钾和磷片状六钛酸钾虽然具有相似的摩擦性能，但是由于材料结构原因晶须状材料在欧美国家已经开始被限用或禁用，所以从发展前景来看，采用磷片状六钛酸钾材料应该是最好的选择。
（收稿日期：2008-08-14
）
图6 1#～4#材料摩擦性能测试结果
b 2#材料摩擦性能的测试结果
c 3#材料摩擦性能的测试结果
d 4#材料摩擦性能的测试结果。