礦物材料具有無(wú)毒、耐熱性及化學(xué)穩定性好、無(wú)污染等優(yōu)異的物理化學(xué)性質(zhì)，且部分材料具有天然的纖維狀、層狀等特殊形貌結構，對摩擦材料的性能具有顯著(zhù)影響，是當前摩擦科學(xué)和工程領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)對象。
目前，摩擦材料用礦物材料主要包括：石墨、滑石、云母、硅灰石、重晶石、海泡石、膨脹蛭石、水鎂石、鋯石、剛玉、沸石、硅藻土、輝鉬礦、葉蛇紋石、類(lèi)水滑石等。
1、石墨
石墨是摩擦材料中最常用的層狀減摩調控礦物材料，是樹(shù)脂基摩擦材料中必不可少的摩擦性能調節劑，不僅可以維持摩擦材料高而穩定的摩擦系數、良好的導熱性能、降低其磨損率，還可以加速分散復合材料表面的摩擦熱，提高摩擦材料的熱穩定性。石墨與Sb2S3結合使用時(shí)，對摩擦材料的摩擦穩定性及抗熱衰退性能效果更佳。
2、滑石
滑石是層狀結構的硅酸鹽礦物，作為摩擦材料中礦物減摩調控填料，具有明顯的減摩效果，另外它與樹(shù)脂具有良好的粘合能力，也可以提高塊狀樹(shù)脂基摩擦材料的強度。
3、云母
云母粉在摩擦材料表面易形成潤滑性能良好的固體潤滑膜，有利于提高材料的耐磨性能。
4、硅灰石
硅灰石具有針狀特性及低熱膨脹性、優(yōu)良的抗熱沖擊性，是短纖維石棉的理想代用品。高摩擦系數硅灰石替代石棉制備的摩擦材料主要應用在剎車(chē)片、閥塞、汽車(chē)離合器等領(lǐng)域。針狀硅灰石粉部分取代石棉的制動(dòng)補片綜合性能良好。
粉末狀的硅灰石可以提高復合材料的摩擦系數并降低磨損率，纖維狀的硅灰石有助于復合材料形成光滑的接觸平臺，減少磨損。
5、重晶石
重晶石作為摩擦材料用礦物增摩調控材料，不僅能夠提高和穩定摩擦系數，還能降低磨損和制動(dòng)噪音。重晶石在高溫下能夠形成相對穩定的摩擦界面，可防止摩擦對制動(dòng)盤(pán)表面的擦傷，使摩擦副表面更加光潔。
6、海泡石
海泡石是一種富鎂的纖維狀硅酸鹽粘土礦物，在摩擦材料中加入海泡石膠體代替石棉作增強基料，可使其具有韌性好，抗拉和抗彎度大，沖擊強度高，抗高溫衰退性好，磨損小，特別是高溫磨損小。
7、蛭石
膨脹蛭石憑借其優(yōu)異的物理化學(xué)性能以及無(wú)污染的特點(diǎn)，可以作為降噪減震和環(huán)保的礦物調控原料用于摩擦材料中。特別是在盤(pán)式制動(dòng)片中，膨脹蛭石可以明顯地降低制動(dòng)噪聲和制品密度，減少摩擦材料制品表面的靜電粘結物，并增加制品彈性。
8、水鎂石
具有板狀晶形的水鎂石結構發(fā)生畸變時(shí)會(huì )變成纖維狀的水鎂石纖維。水鎂石纖維具有撓性和柔性，彈性模量為13800MPa，抗拉強度約為900MPa，屬于中等強度纖維材料。因其含有一定量的結晶水，在阻燃、抵抗明火和耐高溫火焰方面作用顯著(zhù)。水鎂石纖維在天然礦物纖維中的抗堿性能最優(yōu)，但抗酸性能差，易受酸雨等惡劣天氣影響。水鎂石纖維易研磨成細粒，在摩擦材料中的添加量最多可達40%。并且水鎂石纖維的許多物理性能與溫石棉類(lèi)似，作為摩擦材料中的增強和阻燃組分具有良好的表現。
9、鋯石和剛玉
鋯石和剛玉的硬度很大，屬于硬質(zhì)填料，增摩效果良好。在摩擦材料中添加少量鋯石或剛玉，就可發(fā)揮良好的增摩效果，并且制動(dòng)噪聲也較低。
10、沸石和硅藻土
作為摩擦材料用礦物摩擦性能調控原料，沸石和硅藻土具有優(yōu)異的吸附性能，可以充分吸收制品在高溫下分解的小分子物質(zhì)（氣態(tài)或液態(tài)水分子）、制動(dòng)摩擦時(shí)在摩擦副表面產(chǎn)生的熱量以及制動(dòng)噪音，能明顯改善熱衰退造成的不利影響并降低摩擦噪聲。
11、輝鉬礦
輝鉬礦是層狀結構的硫化物礦物，化學(xué)式為MoS2。常溫下，輝鉬礦的摩擦系數低（0.03～0.15）；溫度高于350℃時(shí)，會(huì )在空氣氛圍中氧化分解生成MoS3和SO2氣體，導致摩擦系數增大。因此，輝鉬礦常被用作高溫增摩調節劑。但是輝鉬礦價(jià)格昂貴，作為摩擦性能調節劑多用于高檔摩擦材料制品中。
12、葉蛇紋石
葉蛇紋石在高溫下的相變產(chǎn)物鎂橄欖石（在793℃）和頑輝石+鎂橄欖石（在831℃）在摩擦材料中具有增強和減摩的作用。近年來(lái)，葉蛇紋石（含羥基的層狀結構硅酸鹽礦物）與橡膠或者樹(shù)脂制成的復合減摩材料開(kāi)始被嘗試用于鐵路輪軌減摩-修復領(lǐng)域，效果良好。
13、類(lèi)水滑石
類(lèi)水滑石作為層狀雙金屬氫氧化物，在對摩擦材料進(jìn)行減摩調控方面也受到了越來(lái)越多的關(guān)注。類(lèi)水滑石具有明顯的熱失重和吸熱反應，可以吸收摩擦熱。在高溫下，類(lèi)水滑石發(fā)生相變，逐漸向尖晶石類(lèi)礦物轉變，對摩擦材料制品的物理力學(xué)性能具有增強作用。類(lèi)水滑石作為潤滑減摩、修復調控材料具有良好的應用前景。
參考資料：[1] 趙曉光,歐陽(yáng)靜,張毅,等.礦物基摩擦材料的研究進(jìn)展[J].材料導報,2019,33(6):1860-1868.
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