พารามิเตอร์ | คาร์บอนเสริมแรง (C/C) | คาร์บอน-เซรามิก (C/SiC) |
องค์ประกอบหลัก | ใยสังเคราะห์คาร์บอนที่เกือบบริสุทธิ์ (ทอ/เข็มฟิลต์) ที่ถูกยึดติดเข้ากับแมทริกซ์คาร์บอน | เส้นใยคาร์บอน + แมทริกซ์เซรามิกหรือฐานคาร์บอนที่มีการเคลือบ/ซึมซับเซรามิกซิลิกอนคาร์ไบด์ |
การผลิตแบบทั่วไป | การคาร์บอไนเซชัน/กราไฟติซation ที่อุณหภูมิสูงของพรีฟอร์มผ่านกระบวนการ CVI/PIP/CVI+CVD มีรอบการบ่มที่ยาวนานและการกราไฟติซation ที่อุณหภูมิสูง | พรีคูเซอร์โพลิเมอร์หรือเส้นทาง CVI ที่ตามมาด้วยการซึมซับซิลิคอนหรือการเผาเพื่อผลิตการเชื่อมต่อ SiC การประมวลผลที่อุณหภูมิสูงแต่มีเคมีที่แตกต่างกัน |
ไมโครสตรัคเจอร์ & อนิซอทรอปี | มีความไม่สมมาตรอย่างมาก — คุณสมบัติ (ความร้อน, กลศาสตร์) ขึ้นอยู่กับการจัดเรียงเส้นใย สามารถออกแบบให้มีการนำไฟฟ้าหรือความแข็งแรงในทิศทางเฉพาะได้ | มีความอิสระมากกว่า C/C builds (เซรามิกแมทริกซ์ทำให้คุณสมบัติเท่ากัน) ไมโครแคร็กมีพฤติกรรมที่แตกต่างกันเพราะส่วนประกอบเซรามิกควบคุมพฤติกรรมการแตกหัก |
ความหนาปกติ | ~1.4–1.9 g/cm³ (ขึ้นอยู่กับการผลิต). เบามากเมื่อเปรียบเทียบกับโลหะ. | ~2.2–3.2 g/cm³ (ขึ้นอยู่กับเนื้อหา SiC/ความพรุน) หนักกว่าการออกแบบ C/C หลายแบบ แต่ยังคงเบากว่าเหล็กมาก |
การลดมวลสัมพัทธ์เมื่อเปรียบเทียบกับเหล็ก | 40–70% เบากว่าโรเตอร์เหล็กที่เทียบเท่า ขึ้นอยู่กับความหนาและการออกแบบ。 | โดยทั่วไปจะเบากว่าเหล็ก 30–60% ขึ้นอยู่กับการออกแบบของตัวพาและจาน |
ความนำความร้อน | สามารถมีเส้นใยสูงมาก (จากการถ่ายเทความร้อนอย่างรวดเร็วตามเส้นใย) แต่ต่ำกว่าเมื่อพิจารณาในแนวขวาง ประสิทธิภาพจะไวต่อทิศทาง | ปานกลางถึงดี เนื่องจากเซรามิกมีความเป็นอิสระมากกว่า โรเตอร์ SiC ให้การนำไฟฟ้าที่มั่นคงตลอดความหนา แต่ยังคงต่ำกว่าคอมโพสิต C/C ค่อนข้างมาก |
ความจุความร้อนเฉพาะ / ความเฉื่อยทางความร้อน | มวลต่ำและความจุความร้อนเชิงปริมาตรต่ำกว่าทองแดง การจัดการความร้อนอย่างรวดเร็วสามารถทำได้โดยการออกแบบที่มีเส้นทางการนำความร้อน | ความเฉื่อยความร้อนสูงกว่าซี/ซี เนื่องจากการผสมเซรามิก ดีในการดูดซับและกระจายความร้อนโดยไม่เปลี่ยนแปลงโครงสร้าง |
ช่วงอุณหภูมิในการทำงาน | กว้างมาก — ใช้งานได้ดีเหนือ 1,000°C ในสภาพแวดล้อมการแข่งรถ เหมาะสำหรับการทำงานที่มีความร้อนสูงและสามารถทำซ้ำได้ | ยอดเยี่ยม — เสถียรภาพสูงสุดที่ประมาณ 900–1,000°C. แมทริกซ์ SiC ต้านทานการเกิดออกซิเดชันและความเสียหายจากความร้อนได้ดีกว่าเหล็ก. |
สัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน | ออกแบบมาเพื่อทำงานร่วมกับแผ่นที่มีพื้นฐานจากคาร์บอนที่อุณหภูมิสูง — การเสียดสีถูกออกแบบให้มีความเสถียรและสูงที่อุณหภูมิที่สูงขึ้น ต้องการอุณหภูมิที่สูงขึ้นเพื่อให้ได้การยึดเกาะที่เหมาะสมและมีการกัดที่ต่ำกว่าในอุณหภูมิที่ต่ำกว่า | การเสียดสีที่มั่นคงที่อุณหภูมิสูง มักจะจับคู่กับแผ่นโลหะหรือเซรามิกที่มีอุณหภูมิสูงเป็นพิเศษ การกัดเย็นยังคงมีข้อจำกัดเมื่อเปรียบเทียบกับโรเตอร์เหล็ก ค่าความเสียดทาน μ ขึ้นอยู่กับการจับคู่แผ่นและอุณหภูมิ |
สวมใส่: แผ่นรอง vs โรเตอร์ | การสึกหรอของโรเตอร์ค่อนข้างต่ำในระบบการแข่งขันที่ออกแบบมาโดยเฉพาะ แต่แผ่นรองจะต้องถูกใช้ไป โรเตอร์คาร์บอนต้องการแผ่นรองคาร์บอนที่ตรงกันเพื่ออายุการใช้งานที่ดีที่สุด | การสึกหรอของโรเตอร์โดยทั่วไปต่ำ C/SiC มีแนวโน้มที่จะมีความขัดถูน้อยกว่าสารประกอบโลหะบางชนิดบนแผ่นรองที่มีสเปคสูง |
ผลกระทบ / เปราะบาง | แข็งแกร่ง ทนต่อความเสียหายในทิศทางของเส้นใย อาจเกิดการแยกชั้นหรือแตกร้าวภายใต้แรงกระแทกที่รุนแรง แต่มีความเปราะบางน้อยกว่เซรามิกบริสุทธิ์มาก | เปราะบางกว่าซี/ซีพลัสภายใต้การกระแทกจุด เซรามิกแมทริกซ์สามารถแตกหักอย่างรุนแรงเมื่อได้รับการกระแทกที่แข็งแรง |
ความเมื่อยล้า & การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ | เมื่อออกแบบมาอย่างดี (การจัดเรียงเส้นใย + การบำบัดเรซิน/กราไฟต์) | ความเสถียรภาพทางความร้อนที่ดีมาก แต่เซรามิกสามารถเกิดรอยแตกขนาดเล็กได้ภายใต้ความร้อนช็อกที่รุนแรง — การออกแบบและการควบคุมคุณภาพเป็นสิ่งสำคัญ. |
การกัดกร่อน & การออกซิเดชัน | คาร์บอนจะเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูง บ่อยครั้งที่โรเตอร์เหล่านี้ต้องการการเคลือบหรือถูกใช้ในสภาพแวดล้อมที่ควบคุมอุณหภูมิ | แมทริกซ์ SiC มีความต้านทานต่อการเกิดออกซิเดชันได้ดี โดยรวมแล้ว นี่มีความต้านทานการกัดกร่อนมากกว่าคาร์บอนเปล่าในหลายสภาวะ |
การปรับพื้นผิว / ความสามารถในการซ่อมแซม | การซ่อมแซมอาจกลายเป็นเรื่องยาก — โดยปกติจะต้องมีการเปลี่ยนชิ้นส่วนหากพื้นผิวได้รับความเสียหาย | ความเสียหายของเซรามิกมักหมายถึงความอ่อนแอเชิงโครงสร้างในส่วนของโรเตอร์นั้น โดยทั่วไปจะแก้ไขด้วยการเปลี่ยนใหม่ |
การจับคู่ผ้าเบรกที่เหมาะสม | คาร์บอน-คาร์บอนเฉพาะทางหรือสารประกอบอุณหภูมิสูงที่ออกแบบมาสำหรับโรเตอร์ C/C | สารประกอบโลหะหรือเซรามิกที่เข้ากันได้กับอุณหภูมิสูงพิเศษ การเลือกผ้าเบรกมีความสำคัญต่อประสิทธิภาพและอายุการใช้งานของโรเตอร์ |
Cold-start & street usability | การกัดเย็นที่ไม่ดี — อัตราการเสียดสีต่ำมากที่อุณหภูมิต่ำ ไม่เหมาะสำหรับการขับขี่ในชีวิตประจำวันหรือการใช้งานทั่วไปบนถนน โดยไม่ต้องมีการอุ่นเครื่องก่อน | ดีกว่า C/C ในบางการออกแบบ ระบบ C/SiC หลายระบบถูกออกแบบมาสำหรับการใช้งานบนถนน (เช่น Porsche PCCB) แต่มีการประนีประนอมบางประการ |
NVH & ฝุ่น/เสียง | ฝุ่นละอองสูงและเสียงที่มีลักษณะเฉพาะในอุณหภูมิต่ำ NVH เป็นการแลกเปลี่ยนเพื่อประสิทธิภาพที่เพิ่มขึ้น | ฝุ่นน้อยกว่าผ้าเบรกเซมิเมทัลลิกบางชนิด แต่ยังไม่เงียบ/สะอาดเท่ากับการตั้งค่าเบรกพื้นฐาน |
ค่าใช้จ่าย | ราคาแพงมาก — โดยทั่วไปเป็นตัวเลือกโรเตอร์ที่แพงที่สุด | ราคาแพงมาก แต่โดยทั่วไปจะต่ำกว่าหน่วยการแข่งขัน C/C ที่ทำตามสั่ง |
แอปพลิเคชันทั่วไป | การแข่งรถระดับฟอร์มูล่า, โมโตจีพี, แชมป์เปี้ยนชิพความอดทนระดับมืออาชีพ. | รถสปอร์ตระดับไฮเอนด์, ซูเปอร์ไบค์, การแข่งขันความอดทน, รถยนต์พรีเมียม. |
การบำรุงรักษาและการตรวจสอบ | ต้องการการตรวจสอบจากผู้เชี่ยวชาญและการดูแล/บำรุงรักษาอย่างระมัดระวัง。 | ต้องมีการตรวจสอบที่ดีสำหรับการแตกร้าวขนาดเล็กและความสมบูรณ์ของการยึดติด。 |
ข้อได้เปรียบในการแข่งขัน | ความเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูงสุด การประหยัดมวลอย่างสุดขีด พร้อมประสิทธิภาพที่คาดการณ์ได้เมื่อใช้กับแผ่นที่เหมาะสมและการบำรุงรักษา | สมดุลที่เป็นมิตรกับถนนดีกว่า, ความต้านทานการซีดจางสูง, แข็งแกร่งต่อการออกซิเดชัน, และให้อภัยมากขึ้นเล็กน้อยในการใช้งานผสม. |
ดีที่สุดสำหรับ | การแข่งรถในระดับสูงสุดและคุณต้องการประสิทธิภาพด้านมวล/ความร้อนที่สมบูรณ์แบบ เตรียมพร้อมสำหรับระเบียบการดูแล/บำรุงรักษาที่เข้มงวด | การใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูงมากพร้อมความทนทานสำหรับการใช้งานแบบคู่ |