1. La fonction principale et le mécanisme
stabilisent le coefficient de frottement
Effet de micro-coupe : Des particules de corindon brun (dureté Mohs ≥ 9) sont incrustées dans la surface du double disque (disque de frein) pendant le freinage, formant des micro-rainures, augmentant la rugosité de la surface, évitant le « glissement » causé par la surface lisse au début du freinage, et rendant le coefficient de frottement plus stable (maintenu dans la plage de 0,35 à 0,45).
Phénomène anti-“stick-slip” : les particules angulaires détruisent la couche d’adhérence entre la plaquette de frein et le disque de frein, supprimant ainsi les bruits de freinage basse fréquence (tels que les “grincements”).
Améliorer la résistance à l’usure et la durée de vie
Fonction de support du squelette : En tant que squelette dur de la couche de friction de la plaquette de frein, il supporte plus de 60 % de la force de cisaillement mécanique, réduit le taux d’usure des composants souples tels que la résine et le graphite et prolonge la durée de vie d’environ 20 à 30 %.
Résistance à l’usure à haute température : Maintient la stabilité structurelle à une température de freinage de 300 à 600 ℃ (point de fusion 2050 ℃) et empêche l’usure aggravée causée par le ramollissement à haute température.
Optimiser les performances de gestion thermique
Fonction de pont thermique : La conductivité thermique (~30 W/m·K) est plus de 10 fois supérieure à celle de la matrice de résine, ce qui accélère la conduction de la chaleur de friction vers la plaque arrière, réduit la température de surface de 100 à 150 ℃ et évite la décroissance thermique (empêche la défaillance des freins).
Adaptation de la dilatation thermique : coopère avec les fibres métalliques et les fibres céramiques pour supprimer la dilatation volumique à haute température des plaquettes de frein et maintenir la stabilité du jeu des freins.
2. Détails techniques dans les applications pratiques
Paramètres Valeurs/exigences typiques Impact sur les performances
Rapport d’addition 5–15 % en poids Trop faible → frottement instable ; trop élevé → dommages aux disques de frein
Distribution granulométrique 80–200 mesh (dominante) Les grosses particules (80 mesh) améliorent la coupe, les particules fines (200 mesh) réduisent le bruit
Forme des particules Multi-angulaire (non sphérique) Améliore l’engagement mécanique et améliore la vitesse de réponse au freinage
Résistance résiduelle à haute température > 90 % (test à 800 ℃) Assure l’intégrité structurelle en cas de freinage extrême
3. Comparaison des performances avec d’autres matériaux de friction
Type de matériau Avantages Limites Scénarios applicables
Corindon brun Dureté élevée, faible coût, bonne stabilité thermique Peut augmenter l’usure des disques de frein Matériau principal pour véhicules moyens et lourds, véhicules utilitaires
Silicate de zirconium Faible usure, bonne réduction du bruit Prix unitaire élevé (2 à 3 fois celui du corindon brun) Voitures haut de gamme, occasions avec des exigences élevées en matière de silence
Fibre céramique d’alumine Excellente résistance à la dégradation thermique Fragilité élevée, points durs faciles à produire Voitures de course, freinages fréquents à haute température
IV. Tendances et défis des applications industrielles
Tendances de développement :
Formule composée : composée de fibres céramiques et de barbes de titanate de potassium, prenant en compte à la fois la réduction du bruit et la résistance à la décroissance thermique (comme la série Bosch ECO).
Modification de surface : Un revêtement silane recouvre les particules de corindon brun pour réduire les rayures sur les disques de frein (taux d’usure réduit de 15%).
Défis existants :
Équilibre de l’usure : l’usure du disque de frein causée par une dureté élevée doit être contrôlée en optimisant le rapport granulométrique (par exemple en augmentant la proportion de poudre fine de 200 mesh).
Pression environnementale : forte consommation d’énergie dans le processus de fabrication, favorisant l’application de la technologie de récupération de chaleur perdue des fours à arc (comme le projet « corindon brun zéro carbone » de Saint-Gobain).
Résumé : La valeur fondamentale du corindon brun
Économique : faible coût pour atteindre un équilibre entre les performances de frottement et la durée de vie, représentant 8 à 12 % du coût de la formule des plaquettes de frein ;
Fiabilité : assurer la stabilité à haute température de la force de freinage, s’adapter aux scénarios de freinage fréquents (tels que les routes de montagne, les camions lourds) ;
Irremplaçabilité : le mécanisme de micro-coupe des particules dures angulaires, il n’y a pas de meilleur matériau pour le remplacer complètement.
Remarque : les plaquettes de frein modernes doivent coordonner plus de 20 composants (résine, fibre d’acier, graphite, etc.), et le corindon brun joue un rôle essentiel en tant que « squelette de friction ».