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금속계와 유기계 마찰재의 분포에 따른 하이브리드 마찰재의 마찰 특성
Tribological Properties of Hybrid Friction Materials: Combining Low-steel and Non-steel Friction Materials 원문보기

윤활학회지 = Journal of the Korean Society of Tribologists and Lubrication Engineers, v.28 no.3, 2012년, pp.117 - 123  

김진우 (고려대학교 신소재공학과) ,  장호 (고려대학교 신소재공학과)

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Tribological properties of hybrid type friction materials were studied. Hybrid friction materials were produced by combining non-steel(NS) and low-steel(LS) type friction materials. The emphasis of the investigation was given to possible synergistic effects from the two different friction materials,...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 단순히 조성을 바꾸어 마찰 마모특성을 향상시키는 방법이 아닌, 두 종류의 마찰재를 물리적, 화학적으로 결합하여 두 종류의 마찰재의 특성이 동시에 발현 되었을 때, 어떠한 영향을 주는지에 초점을 맞추어 실험 및 분석을 진행하였으며, 금속계 마찰재와 유기계 마찰재의 혼합을 통해 마찰특성의 시너지 효과를 확인하고자 한다.

가설 설정

  • 2. 하이브리드 마찰재의 낮은 마모율은 경도가 높은 금속계 부분의 영향과, 금속계 부분과 유기계 부분의 마모분진이 함께 형성한 2차 고평부 때문이다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
자동차용 마찰재 중 금속계 마찰재의 특징은 무엇인가? 자동차용 마찰재는 철섬유가 5~15% 함유된 금속계 마찰재와 철섬유가 함유되지 않은 유기계 마찰재로 분류된다. 금속계 마찰재는 유기계 마찰재보다 기계적 강도와 열전도도가 높기 때문에 고온에서 페이드 현상이 유기계 마찰재에 비해 상대적으로 적고 마찰계수의 회복도 빠른 반면에, 유기계 마찰재에 비해 상대적으로 높은 경도에 의해 상대재에 대한 공격성이 크다[5]. 유기계 마찰재는 금속계 마찰재에 비해 기계적 강도는 약하나 상대재에 대한 공격성이 적으며, 상대적으로 고온에서의 페이드 현상이 심하게 발생한다.
크립 그론이란 무엇인가? 제동안정성은 제동 시 마찰계수 수준, 마찰환경(속도, 온도, 압력)에 따른 마찰계수의 변화, 고온에서 마찰재 성분 특히 수지, 유기물이 열분해 됨으로써 발생하는 마찰면 파괴가 주 원인인 페이드(fade) 현상과 마찰계수 회복(recorvery) 등으로 판단하며, 내구성은 마찰재의 강도, 마찰재와 상대재의 마모율로 판단한다. 제동 시 발생하는 소음 중 저주파수 대역에 해당하는 크립 그론(creep groan)은 스틱-슬립(stick-slip) 현상과 연관되어 있으며, 스틱-슬립 현상은 마찰재의 강성과 관련되어있다[1]. 이러한 제동특성은 마찰재와 상대재의 마찰특성에 의해 결정되지만[1-4], 일반적으로 마찰재의 마찰특성이 상대재에 비해 제동특성에 더 큰 영향을 준다[4].
제동안정성은 무엇으로 판단하는가? 자동차용 마찰재는 제동 시 안정된 승차감을 위해 제동안정성, 내구성과 저소음 등의 마찰특성이 요구된다. 제동안정성은 제동 시 마찰계수 수준, 마찰환경(속도, 온도, 압력)에 따른 마찰계수의 변화, 고온에서 마찰재 성분 특히 수지, 유기물이 열분해 됨으로써 발생하는 마찰면 파괴가 주 원인인 페이드(fade) 현상과 마찰계수 회복(recorvery) 등으로 판단하며, 내구성은 마찰재의 강도, 마찰재와 상대재의 마모율로 판단한다. 제동 시 발생하는 소음 중 저주파수 대역에 해당하는 크립 그론(creep groan)은 스틱-슬립(stick-slip) 현상과 연관되어 있으며, 스틱-슬립 현상은 마찰재의 강성과 관련되어있다[1].
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참고문헌 (14)

  1. E. Rabinowicz, "Friction and Wear of Materials," 2nd edition, pp. 107-109, John Wiley & Sons, New York, 1995. 

  2. A. E. Anderson, ASM Handbook, 19thed., p.569-577, ASM International, Cleveland, 1992. 

  3. I. M. Park and K. S. Shin, "Microstructure and Wear Properties of Low-AUoy Phosphoric Gray Cast Irons," Metals and Materials, Vol. 1, No. 1, pp. 63-70, 1995. 

  4. M. G. Jacko and S. K. Rhee, "Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology," 4thedition, Vol. 4, p. 523-536, John Wiley & Sons, New York, 1992. 

  5. S. B. Park, K. H. Cho, and H. Jang, "Tribological Properties of Brake Friction Materials with Steel Fibers," Met. Mater. Int., Vol. 15, No. 1, p. 27-32, 2009. 

  6. S. J. Kim, M. H. Cho, D. S. Lim, and H. Jang, "Synergistic Effects of Aramid Pulp and Potassium Titanate Whiskers in the Automotive Friction Material," Wear, Vol. 251, No. 1-12, pp. 1484-1491, 2001. 

  7. K. Friedrich, in: G. Crosa, I.J.R. Baumvol (Eds.), "Advances in Composite Tribology," Composite Materials Series 8, Elsevier, Amsterdam, 1993. 

  8. R.G. East, "Evolution of friction materials for commercial vehicle disc brakes in: Proceedings of the International Conference on Disc Brakes for Commercial Vehicles," 1-2 November, p. 1, IMechE, London, 1988. 

  9. M. G. Jacko, P. H. S. Tsang, and S. K. Rhee, "Automotive Friction Materials Evolution During the Past Decade," Wear, Vol. 100, No. 1-3, pp. 503-515, 1984. 

  10. A. Patnaika, M. Kumara, B. K. Satapathyb, and B. S. Tomarc, "Performance Sensitivity of Hybrid Phenolic Composites in Friction Braking: Effect of Ceramic and Aramid Fibre Combination," Wear, Vol. 269, No. 11-12, pp. 891-899, 2010. 

  11. U. S. Hong, S. L. Jung, K. H. Cho, M. H. Cho, S. J. Kim, and H. Jang, "Wear Mechanism of Multiphase Friction Materials with Different Phenolic Resin Matrices," Wear, Vol. 266, No. 7-8, pp. 739-744, 2009. 

  12. S. S. Kim, M. W. Shin, H. J. Hwang, and H. Jang, "Friction and Vibration of Automotive Brake Pads Containing Different Abrasive Particles," Wear, Vol. 271, No. 7-8, pp. 1194-1202, 2011. 

  13. P.W. Centers and F.D. Price, "Tribological Performance of $MoS_{2}$ compacts Containing Sulfur, $Sb_{2}S_{3}$ or $Sb_{2}S_{4}$ ," Wear, Vol. 129, No. 2, pp. 205-213, 1989. 

  14. M. H. Cho, S. J. Kim, and H. Jang, "Tribological Properties of Solid Lubricants (Graphite, $Sb_{2}S_{3}$ , $MoS_{2}$ ) for Automotive Brake Friction Materials," Wear, Vol. 260, No. 7-8, pp. 855-860, 2006. 

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