Tham số | Carbon-Reinforced (C/C) | Carbon-Ceramic (C/SiC) |
Thành phần chính | Gần như ma trận sợi carbon tinh khiết (dệt/đệm kim) được liên kết vào một ma trận carbon. | Sợi carbon + ma trận gốm hoặc nền carbon với lớp phủ/nhúng gốm silicon-carbide. |
Sản xuất điển hình | Carbon hóa/đồ họa nhiệt độ cao của các mẫu trước thông qua các quy trình CVI/PIP/CVI+CVD. Có chu kỳ chữa dài và đồ họa nhiệt độ cao. | Tiền chất polymer hoặc các phương pháp CVI được theo sau bởi sự thấm silicon hoặc nung kết để sản xuất liên kết SiC. Xử lý nhiệt độ cao nhưng với các hóa chất khác nhau. |
Cấu trúc vi mô & độ dị hướng | Cực kỳ dị hướng — các tính chất (nhiệt, cơ) phụ thuộc vào hướng sợi của nó. Có thể được thiết kế cho độ dẫn/độ bền theo hướng. | Hơn đồng nhất hơn so với các cấu trúc C/C (ma trận gốm làm đều các tính chất). Các vết nứt vi mô hành xử khác nhau vì thành phần gốm kiểm soát hành vi gãy. |
Mật độ điển hình | ~1.4–1.9 g/cm³ (phụ thuộc vào quy trình sản xuất). Rất nhẹ so với kim loại. | ~2.2–3.2 g/cm³ (tùy thuộc vào hàm lượng SiC/độ xốp). Nặng hơn nhiều thiết kế C/C nhưng vẫn nhẹ hơn nhiều so với thép. |
Giảm khối lượng tương đối so với thép | Nhẹ hơn 40–70% so với các rotor thép tương đương, tùy thuộc vào độ dày và thiết kế. | Thường nhẹ hơn 30–60% so với thép, tùy thuộc vào thiết kế của bộ mang và đĩa. |
Độ dẫn nhiệt | Có thể rất cao về hướng chất xơ (từ sự truyền nhiệt nhanh dọc theo các sợi) nhưng thấp hơn khi xem xét theo mặt phẳng ngang. Hiệu suất nhạy cảm với hướng. | Vừa phải đến tốt vì gốm sứ có tính đồng nhất cao hơn. Các rotor SiC cung cấp độ dẫn điện xuyên thấu vững chắc nhưng vẫn thấp hơn khá nhiều so với một composite C/C. |
Năng lượng nhiệt riêng / quán tính nhiệt | Khối lượng thấp hơn và khả năng chứa nhiệt thể tích thấp hơn so với thép. Quản lý nhiệt nhanh chóng có thể được hỗ trợ bởi thiết kế với các đường dẫn dẫn nhiệt. | Độ trơ nhiệt cao hơn C/C do sự pha trộn gốm. Tốt trong việc hấp thụ và phân phối nhiệt mà không thay đổi cấu trúc. |
Dải nhiệt độ hoạt động | Cực kỳ rộng — sử dụng tốt ở nhiệt độ trên 1.000°C trong môi trường đua xe. Lý tưởng cho các chu kỳ nhiệt độ cực đoan, có thể lặp lại. | Xuất sắc — ổn định lên đến ≈900–1,000°C. Ma trận SiC chống oxy hóa và tổn thương nhiệt tốt hơn thép. |
Hệ số ma sát | Được thiết kế để hoạt động với các miếng đệm nhiệt độ cao dựa trên carbon — ma sát được thiết kế để ổn định và cao ở nhiệt độ cao. Giảm độ bám lạnh và cần nhiệt độ cao hơn để đạt được độ bám tối ưu. | Ma sát ổn định ở nhiệt độ cao. Thường được kết hợp với các miếng đệm kim loại hoặc gốm đặc biệt chịu nhiệt cao. Hiệu suất lạnh vẫn còn hạn chế, so với đĩa phanh bằng thép. Hệ số ma sát chính xác μ phụ thuộc vào sự kết hợp của miếng đệm và nhiệt độ. |
Mặc: đệm so với đĩa | Mòn rotor là tương đối thấp trong các hệ thống đua được thiết kế đặc biệt, nhưng các miếng đệm là tiêu hao. Rotor carbon yêu cầu các miếng đệm carbon tương ứng để có tuổi thọ tối ưu. | Mòn rotor thường là thấp. C/SiC có xu hướng ít mài mòn hơn trên các đệm cao cấp so với một số hợp chất kim loại đua. |
Tác động / độ giòn | Chịu lực, chịu hư hại theo hướng sợi. Có thể xảy ra tách lớp hoặc nứt dưới tác động sắc bén nhưng ít giòn hơn nhiều so với gốm tinh khiết. | Giòn hơn C/C dưới tác động điểm. Ma trận gốm có thể nứt một cách thảm khốc khi bị tác động mạnh. |
Mệt mỏi & chu kỳ nhiệt | khi được thiết kế tốt (xếp lớp sợi + xử lý nhựa/graphite). | Rất tốt về độ ổn định nhiệt, nhưng gốm có thể phát triển các vết nứt vi mô dưới tác động sốc nhiệt cực đoan — thiết kế và kiểm soát chất lượng là rất quan trọng. |
Ăn mòn & oxi hóa | Carbon oxi hóa ở nhiệt độ cao. Thường thì, những rotor này cần có lớp phủ hoặc được sử dụng trong môi trường nhiệt độ được kiểm soát. | Ma trận SiC chống oxy hóa tốt. Tổng thể, điều này có khả năng chống ăn mòn tốt hơn carbon trần trong nhiều điều kiện. |
Làm lại bề mặt / khả năng sửa chữa | Sửa chữa có thể trở nên khó khăn — thường cần thay thế nếu bề mặt bị hư hại. | Hư hỏng gốm thường có nghĩa là sự yếu kém về cấu trúc ở phần đó của rotor. Điều này thường được giải quyết bằng cách thay thế. |
Ghép đôi má phanh tối ưu | Hợp chất carbon-on-carbon chuyên dụng hoặc hợp chất nhiệt độ cao được thiết kế cho rotor C/C. | Các hợp chất đặc biệt tương thích với kim loại hoặc gốm chịu nhiệt độ cao. Việc chọn lựa đệm phanh là rất quan trọng cho hiệu suất và tuổi thọ của rotor. |
Khởi động lạnh & khả năng sử dụng trên đường phố | Cắn lạnh kém — tỷ lệ ma sát rất thấp ở nhiệt độ thấp. Không phù hợp cho việc lái xe hàng ngày hoặc sử dụng trên đường phố thông thường, nếu không có các vòng làm nóng trước. | Tốt hơn C/C trong một số thiết kế. Nhiều hệ thống C/SiC được thiết kế cho việc sử dụng trên đường (ví dụ: Porsche PCCB) nhưng với một vài thỏa hiệp. |
NVH & bụi/tiếng ồn | Mảnh vụn bụi cao và tiếng ồn đặc trưng ở nhiệt độ thấp. NVH là một sự đánh đổi cho hiệu suất tăng cường. | Bụi thấp hơn một số miếng đệm đua bán kim loại nhưng vẫn không yên tĩnh/sạch sẽ như các thiết lập phanh cơ bản. |
Chi phí | Cực kỳ cao — thường là tùy chọn rotor đắt nhất. | Rất đắt nhưng thường ít hơn các đơn vị đua C/C đặt hàng riêng. |
Các ứng dụng phổ biến | Đua xe công thức, MotoGP, các giải vô địch endurance chuyên nghiệp. | Xe thể thao cao cấp, xe mô tô siêu tốc, đua sức bền, xe hơi cao cấp. |
Bảo trì & kiểm tra | Cần kiểm tra chuyên môn và chăm sóc/bảo trì cẩn thận. | Cần kiểm tra kỹ lưỡng về sự nứt vi mô và tính toàn vẹn của liên kết. |
Lợi thế đua xe | Ổn định nhiệt độ cao tối ưu, tiết kiệm khối lượng cực kỳ, với hiệu suất dự đoán được khi sử dụng với các miếng đệm và bảo trì đúng cách. | Cân bằng thân thiện với đường tốt hơn, khả năng phai màu cao, chống oxy hóa mạnh mẽ, và hơi dễ chịu hơn trong sử dụng hỗn hợp. |
Tốt nhất cho | Đua xe ở cấp độ cao nhất và bạn muốn hiệu suất khối lượng/nhiệt độ tuyệt đối. Hãy sẵn sàng cho một chế độ chăm sóc/bảo trì nghiêm ngặt. | Sử dụng hiệu suất rất cao với một số độ dung sai cho các ứng dụng sử dụng kép. |