Parameter | Karbon-Diperkuat (C/C) | Karbon-Seramik (C/SiC) |
Komposisi utama | Hampir murni serat karbon matriks (tenun/dirasakan jarum) terikat ke dalam matriks karbon. | Serat karbon + matriks keramik atau substrat karbon dengan pelapisan/impregnasi keramik silikon-karbida. |
Manufactur tipikal | Karbonisasi/graphitisasi suhu tinggi dari preform melalui proses CVI/PIP/CVI+CVD. Memiliki siklus penyembuhan yang panjang dan graphitisasi suhu tinggi. | Prekursor polimer atau rute CVI diikuti oleh infiltrasi silikon atau sintering untuk menghasilkan ikatan SiC. Proses suhu tinggi tetapi dengan kimia yang berbeda. |
Mikrostruktur & anisotropi | Sangat anisotropik — sifat (termal, mekanik) tergantung pada orientasi seratnya. Dapat dirancang untuk konduktivitas/kekuatan arah. | Lebih isotropik daripada pembangunan C/C (matriks keramik meratakan sifat). Mikroretakan berperilaku berbeda karena komponen keramik mengontrol perilaku patahan. |
Kepadatan tipikal | ~1.4–1.9 g/cm³ (tergantung pada proses pembuatan). Sangat ringan dibandingkan dengan logam. | ~2.2–3.2 g/cm³ (tergantung pada konten SiC/porositas). Lebih berat daripada banyak desain C/C tetapi masih jauh lebih ringan daripada baja. |
Pengurangan massa relatif vs baja | 40–70% lebih ringan dibandingkan rotor baja setara, tergantung pada ketebalan dan desain. | Biasanya 30–60% lebih ringan daripada baja, tergantung pada desain pengangkut dan cakram. |
Konduktivitas termal | Dapat sangat tinggi dalam arah serat (dari transfer panas yang cepat sepanjang serat) tetapi lebih rendah ketika mempertimbangkan bidang silang. Kinerja sensitif terhadap orientasi. | Sedang hingga baik karena keramik lebih isotropik. Rotor SiC memberikan konduktivitas ketebalan yang solid tetapi masih cukup lebih rendah dibandingkan komposit C/C. |
Kapasitas panas spesifik / inersia termal | Massa yang lebih rendah dan kapasitas panas volumetrik yang lebih rendah dibandingkan dengan baja. Manajemen panas yang cepat dapat difasilitasi melalui desain dengan jalur konduksi. | Inersia termal yang lebih tinggi daripada C/C karena campuran keramik. Baik dalam menyerap dan mendistribusikan panas tanpa perubahan struktural. |
Rentang suhu operasi | Sangat lebar — dapat digunakan dengan baik di atas 1.000°C dalam lingkungan balap. Ideal untuk siklus panas ekstrem yang dapat diulang. | Luar biasa — stabil hingga ≈900–1.000°C. Matriks SiC tahan terhadap oksidasi dan kerusakan termal lebih baik daripada baja. |
Koefisien gesekan | Dirancang untuk bekerja dengan bantalan suhu tinggi berbasis karbon — gesekan dirancang agar stabil dan tinggi pada suhu yang lebih tinggi. Daya cengkeram dingin yang lebih rendah dan membutuhkan suhu yang lebih tinggi untuk mencapai cengkeraman optimal. | Stabilitas gesekan pada suhu tinggi. Sering dipasangkan dengan bantalan logam atau keramik suhu tinggi khusus. Daya cengkeram dingin masih terbatas, relatif terhadap rotor baja. Nilai μ yang tepat tergantung pada pasangan bantalan dan suhu. |
Pakai: bantalan vs rotor | Keausan rotor relatif rendah dalam sistem balap yang dirancang khusus, tetapi bantalan bersifat pengorbanan. Rotor karbon memerlukan bantalan karbon yang sesuai untuk umur yang optimal. | Keausan rotor umumnya rendah. C/SiC cenderung kurang abrasif pada bantalan spesifikasi tinggi dibandingkan dengan beberapa senyawa balap logam. |
Dampak / kerapuhan | Kuat, tahan terhadap kerusakan dalam arah serat. Kemungkinan delaminasi atau retak di bawah dampak tajam tetapi jauh lebih tidak rapuh dibandingkan dengan keramik murni. | Lebih rapuh daripada C/C di bawah dampak titik. Matriks keramik dapat retak secara katastropik pada dampak keras. |
Kelelahan & siklus termal | ketika dirancang dengan baik (penempatan serat + perlakuan resin/grafit). | Stabilitas termal yang sangat baik, tetapi keramik dapat mengembangkan mikroretakan di bawah kejutan termal yang ekstrem — desain dan kontrol kualitas sangat penting. |
Korosi & oksidasi | Karbon teroksidasi pada suhu tinggi. Seringkali, rotor ini memerlukan pelapisan atau digunakan dalam lingkungan suhu yang terkontrol. | Matrix SiC tahan terhadap oksidasi dengan baik. Secara keseluruhan, ini lebih tahan korosi dibandingkan karbon telanjang dalam banyak kondisi. |
Perbaikan / dapat diperbaiki | Memperbaiki bisa menjadi sulit — penggantian biasanya diperlukan jika permukaan terganggu. | Kerusakan keramik biasanya berarti kelemahan struktural di bagian rotor tersebut. Ini biasanya diselesaikan dengan penggantian. |
Pasangan bantalan rem yang optimal | Karbon pada karbon yang khusus atau senyawa suhu tinggi yang dirancang untuk rotor C/C. | Kompound khusus yang kompatibel dengan logam atau keramik suhu tinggi. Pemilihan bantalan rem sangat penting untuk kinerja dan umur rotor. |
Cold-start & street usability | Kinerja dingin yang buruk — tingkat gesekan yang sangat rendah pada suhu yang lebih rendah. Tidak cocok untuk penggunaan sehari-hari atau penggunaan jalan santai, tanpa pemanasan sebelumnya. | Lebih baik daripada C/C dalam beberapa desain. Banyak sistem C/SiC dirancang untuk penggunaan jalan (misalnya, Porsche PCCB) tetapi dengan beberapa kompromi. |
NVH & debu/yang bising | Debu tinggi dan kebisingan khas pada suhu rendah. NVH adalah kompromi untuk kinerja yang ditingkatkan. | Debu yang lebih rendah dibandingkan beberapa bantalan balap semi-logam tetapi masih tidak sebersih/tenang seperti pengaturan pengereman dasar. |
Biaya | Sangat tinggi — umumnya merupakan opsi rotor yang paling mahal. | Sangat mahal tetapi biasanya kurang dari unit balap C/C yang dibuat khusus. |
Aplikasi umum | Balap mobil tingkat formula, MotoGP, kejuaraan ketahanan profesional. | Mobil sport kelas atas, superbike, balap ketahanan, mobil premium. |
Pemeliharaan & inspeksi | Memerlukan inspeksi spesialis dan perawatan/pemeliharaan yang hati-hati. | Memerlukan pemeriksaan yang baik untuk mikroretak dan integritas pengikatan. |
Keuntungan balap | Stabilitas suhu tinggi yang optimal, penghematan massa yang ekstrem, dengan kinerja yang dapat diprediksi saat digunakan dengan bantalan dan perawatan yang tepat. | Keseimbangan yang lebih baik untuk jalan, ketahanan pudar yang tinggi, tahan terhadap oksidasi, dan sedikit lebih toleran dalam penggunaan campuran. |
Terbaik untuk | Balapan di tingkat tertinggi dan Anda menginginkan performa massa/panas yang absolut. Bersiaplah untuk menjalani regimen perawatan/pemeliharaan yang ketat. | Penggunaan berkinerja sangat tinggi dengan toleransi tertentu untuk aplikasi penggunaan ganda. |