パラメータ | カーボン強化 (C/C) | カーボンセラミック (C/SiC) |
主要構成 | ほぼ純粋なカーボンファイバーマトリックス(織物/ニードルフェルト)がカーボンマトリックスに結合されています。 | カーボンファイバー + セラミックマトリックスまたはシリコンカーバイドセラミックコーティング/浸透したカーボン基板。 |
典型的な製造 | 高温炭化/グラファイト化の前処理は、CVI/PIP/CVI+CVDプロセスを介して行われます。長い硬化サイクルと高温グラファイト化があります。 | ポリマー前駆体またはCVIルートを経て、シリコン浸透または焼結によってSiC結合を生成します。高温処理ですが、異なる化学組成を持っています。 |
微細構造と異方性 | 強い異方性 — 特性(熱的、機械的)はその繊維の方向に依存します。方向性の導電性/強度のために設計することができます。 | C/Cビルドよりも等方性が高い(セラミックマトリックスが特性を均一化します)。微小亀裂は異なる挙動を示します。なぜなら、セラミック成分が破壊挙動を制御するからです。 |
典型的な密度 | ~1.4–1.9 g/cm³(製造に依存)。金属に対して非常に軽い。 | ~2.2–3.2 g/cm³(SiC含有量/多孔性に依存)。多くのC/C設計よりも重いが、まだ鋼よりはずっと軽い。 |
鋼に対する相対質量減少 | 40~70%軽量化された同等の鋼製ローターに比べ、厚さとデザインによります。 | 通常、キャリアとディスクの設計に応じて、鋼よりも30〜60%軽いです。 |
熱伝導率 | 繊維に沿った急速な熱伝達から非常に高い繊維方向の繊維含量を持つことができますが、面方向を考慮すると低くなります。性能は方向に敏感です。 | セラミックはより等方性が高いため、中程度から良好です。SiCローターは厚さ方向の導電性が優れていますが、C/C複合材よりはまだかなり低いです。 |
比熱容量 / 熱慣性 | 鋼よりも質量が小さく、体積熱容量が低い。伝導経路を設計することで、迅速な熱管理が可能になる。 | セラミックブレンドによるC/Cよりも高い熱慣性。構造変化なしに熱を吸収し分配するのが得意です。 |
動作温度範囲 | 非常に広範囲 — レーシング環境で1,000°C以上で使用可能。極端で繰り返し可能な熱サイクルに最適です。 | 優れた — 約900〜1,000°Cまで安定しています。SiCマトリックスは、鋼よりも酸化と熱損傷に対して優れた耐性を持っています。 |
摩擦係数 | カーボンベースの高温パッドと連携するように設計されており、摩擦は高温で安定して高くなるように設計されています。低いコールドバイトで、最適なグリップを得るにはより高い温度が必要です。 | 高温での安定した摩擦。特別な高温金属またはセラミックパッドと組み合わせて使用されることが多い。冷間バイトは、スチールローターに対して依然として制限されている。正確なμはパッドの組み合わせと温度に依存する。 |
着用:パッド対ローター | 目的に応じて設計されたレースシステムではローターの摩耗は比較的少ないですが、パッドは消耗品です。カーボンローターには最適な寿命のために対応するカーボンパッドが必要です。 | ローターの摩耗は一般的に低いです。C/SiCは、いくつかの金属レースコンパウンドよりも高性能パッドに対してあまり摩耗しません。 |
影響 / 脆さ | 繊維方向において強靭で、損傷耐性があります。鋭い衝撃の下での層間剥離や亀裂の可能性がありますが、純粋なセラミックよりもはるかに脆くありません。 | C/Cよりも点衝撃に対して脆い。セラミックマトリックスは、強い衝撃で壊滅的にひび割れる可能性がある。 |
疲労と熱サイクル | 適切に設計された場合(ファイバーの積層 + 樹脂/グラファイト処理)。 | 非常に良い熱安定性がありますが、セラミックスは極端な熱衝撃の下で微小な亀裂が発生する可能性があります — 設計と品質管理が重要です。 |
腐食と酸化 | 炭素は高温で酸化します。しばしば、これらのローターはコーティングが必要であるか、制御された温度環境で使用されます。 | SiCマトリックスは酸化に対して優れた耐性を持っています。全体として、これは多くの条件下で素の炭素よりも腐食に対してより耐性があります。 |
再舗装 / 修理可能性 | 修理は難しくなることがあります — 表面が損なわれている場合、通常は交換が必要です。 | セラミックの損傷は通常、ローターのその部分における構造的な弱点を意味します。これは通常、交換によって解決されます。 |
最適なブレーキパッドの組み合わせ | C/Cローター用に設計された専門的なカーボンオンカーボンまたは高温化合物。 | 特殊な高温金属またはセラミック対応化合物。ブレーキパッドの選択は、性能とローターの寿命にとって重要です。 |
コールドスタート & ストリートユース | 低温での摩擦係数が非常に低いため、寒冷時の性能が悪い。事前にウォーミングラップを行わない限り、日常の運転やカジュアルなストリート使用には適していない。 | 一部の設計ではC/Cより優れています。多くのC/SiCシステムは道路用に設計されています(例:ポルシェPCCB)が、いくつかの妥協があります。 |
NVH & ダスト/ノイズ | 高い塵埃の破片と低温での特有の騒音。NVHは性能向上のためのトレードオフです。 | 一部の半金属レースパッドよりも低いダスト量ですが、基本的なブレーキセットアップほど静かではなく、クリーンでもありません。 |
コスト | 非常に高価 — 一般的に最も高価なローターオプションです。 | 非常に高価ですが、通常はオーダーメイドのC/Cレースユニットよりも安価です。 |
一般的なアプリケーション | フォーミュラレベルのカーレース、MotoGP、プロ耐久選手権。 | ハイエンドスポーツカー、スーパーバイク、耐久レース、プレミアムカー。 |
メンテナンス & 検査 | 専門的な検査と注意深いケア/メンテナンスが必要です。 | 微小亀裂と接着の完全性について良好な検査が必要です。 |
レースの利点 | 究極の高温安定性、極端な質量削減、適切なパッドとメンテナンスを使用した際の予測可能なパフォーマンス。 | より道路に優しいバランス、高いフェード耐性、酸化に対する強靭さ、そして混合使用においてやや寛容です。 |
ベスト for | 最高レベルでのレースを行い、絶対的なマス/熱性能を求める。厳格なケア/メンテナンス体制に備えてください。 | 非常に高性能で、デュアルユースアプリケーションに対するある程度の耐性があります。 |