1. Kernfunktion und Mechanismus
stabilisieren den Reibungskoeffizienten
Mikroschneideffekt: Braune Korundpartikel (Mohshärte ≥ 9) werden beim Bremsen in die Oberfläche der Doppelscheibe (Bremsscheibe) eingebettet, bilden Mikrorillen, erhöhen die Oberflächenrauheit, verhindern ein „Rutschen“ durch die glatte Oberfläche in der Anfangsphase des Bremsens und machen den Reibungskoeffizienten stabiler (wird im Bereich von 0,35–0,45 gehalten).
Anti-Stick-Slip-Phänomen: Kantige Partikel zerstören die Haftschicht zwischen Bremsbelag und Bremsscheibe und unterdrücken so niederfrequente Bremsgeräusche (z. B. „Quietschen“).
Verbessern Sie die Verschleißfestigkeit und Lebensdauer
Skelettstützfunktion: Als hartes Skelett der Reibschicht des Bremsbelags trägt es mehr als 60 % der mechanischen Scherkräfte, reduziert die Verschleißrate weicher Komponenten wie Harz und Graphit und verlängert die Lebensdauer um etwa 20–30 %.
Verschleißfestigkeit bei hohen Temperaturen: Behält die strukturelle Stabilität bei einer Bremstemperatur von 300–600 °C (Schmelzpunkt 2050 °C) bei und verhindert verstärkten Verschleiß durch Erweichung bei hohen Temperaturen.
Optimieren Sie die Wärmemanagementleistung
Wärmebrückenfunktion: Die Wärmeleitfähigkeit (~30 W/m·K) ist mehr als 10-mal höher als die der Harzmatrix, was die Weiterleitung der Reibungswärme an die Rückplatte beschleunigt, die Oberflächentemperatur um 100–150 °C senkt und thermischen Zerfall (Bremsversagen) verhindert.
Anpassung der Wärmeausdehnung: Wirkt mit Metallfasern und Keramikfasern zusammen, um die Volumenausdehnung der Bremsbeläge bei hohen Temperaturen zu unterdrücken und die Stabilität des Bremsspiels aufrechtzuerhalten.
2. Technische Details in der Praxis
Parameter Typische Werte/Anforderungen Einfluss auf die Leistung
Zugabeverhältnis 5–15 Gew.-% Zu niedrig → instabile Reibung; zu hoch → Beschädigung der Bremsscheiben
Partikelgrößenverteilung 80–200 Mesh (dominant) Grobe Partikel (80 Mesh) verbessern das Schneiden, feine Partikel (200 Mesh) verringern den Lärm
Partikelform Mehreckig (nicht sphärisch) Verbessert den mechanischen Eingriff und verbessert die Bremsreaktionsgeschwindigkeit Restfestigkeit bei
hohen Temperaturen >90 % (800℃-Test) Gewährleistet die strukturelle Integrität bei extremem Bremsen
3. Leistungsvergleich mit anderen Reibmaterialien
Materialtyp Vorteile Einschränkungen Anwendbare Szenarien
Brauner Korund Hohe Härte, niedrige Kosten, gute thermische Stabilität Kann den Bremsscheibenverschleiß erhöhen Hauptmaterial für mittlere und schwere Fahrzeuge, Nutzfahrzeuge
Zirkoniumsilikat Geringer Verschleiß, gute Lärmreduzierung Hoher Stückpreis (2–3 mal so hoch wie bei braunem Korund) Hochwertige Fahrzeuge, Anlässe mit hohen Anforderungen an die Geräuscharmut
Aluminiumoxidkeramikfaser Hervorragende Beständigkeit gegen thermischen Zerfall Hohe Sprödigkeit, leichte Entstehung von harten Stellen Rennwagen, häufiges Bremsen bei hohen Temperaturen
IV. Anwendungstrends und Herausforderungen in der Industrie
Entwicklungstrends:
Verbindungsformel: Verbund mit Keramikfasern und Kaliumtitanat-Whiskern, wobei sowohl die Geräuschreduzierung als auch die Wärmezerfallsbeständigkeit berücksichtigt werden (wie beispielsweise die Bosch ECO-Serie).
Oberflächenmodifizierung: Eine Silanbeschichtung bedeckt braune Korundpartikel, um Kratzer auf Bremsscheiben zu reduzieren (Verschleißrate um 15 % reduziert).
Bestehende Herausforderungen:
Verschleißausgleich: Der durch hohe Härte verursachte Bremsscheibenverschleiß muss durch Optimierung des Partikelgrößenverhältnisses (z. B. Erhöhung des Anteils an 200-Mesh-Feinpulver) kontrolliert werden.
Umweltbelastung: Hoher Energieverbrauch im Herstellungsprozess, Förderung der Anwendung der Abwärmerückgewinnungstechnologie aus Lichtbogenöfen (wie beispielsweise das Projekt „Zero Carbon Brown Corundum“ von Saint-Gobain).
Zusammenfassung: Der Hauptvorteil von braunem Korund
ist seine Wirtschaftlichkeit: Er erreicht zu geringen Kosten ein Gleichgewicht zwischen Reibungsleistung und Lebensdauer und macht 8–12 % der Kosten der Bremsbelagformel aus.
Zuverlässigkeit: Er gewährleistet die Hochtemperaturstabilität der Bremskraft und passt sich häufigen Bremssituationen an (z. B. Bergstraßen, schwere Lkw).
Unersetzlichkeit: Der Mikroschneidmechanismus der kantigen harten Partikel ermöglicht es, ihn durch kein besseres Material vollständig zu ersetzen.
Hinweis: Moderne Bremsbeläge müssen über 20 Komponenten (Harz, Stahlfaser, Graphit usw.) koordinieren, und brauner Korund spielt als „Reibungsskelett“ eine entscheidende Rolle.