1. 研究目的与意义（文献综述）

背景：传统的刹车片衬片和发动机系统轴瓦的高分子涂层一般主要为酚醛树脂基或环氧树脂基复合材料，然而，单一酚醛树脂基复合材料因在高温、高负荷下存在尺寸稳定性差、摩擦噪声大、对偶磨损大等缺点，已不能满足汽车高速制动稳定性能的要求。

纳米粒子具有小尺寸及高比表面积等特性，实践表明，通过引入莫氏硬度高于7的纳米氧化铝复合改性酚醛树脂基体，借助表面化学修饰促进纳米粒子与高分子基体的界面结合力和相容性，能显著提高应用于制动系统刹车片的酚醛树脂基复合材料的承载能力、高温稳定性、抗冲击强度以及高温摩擦学与耐磨损性能。

目的及意义：利用纳米粒子表面修饰，设计出一种酚醛树脂基刹车片，使其具有更好的承载能力、高温稳定性、抗冲击强度以及高温摩擦学与耐磨损性能，从而提高汽车高速制动的安全性，同时促进汽车的进一步的发展。

2. 研究的基本内容与方案

设计的基本内容：1. 掌握酚醛树脂基刹车片制备的各种合成工艺，并筛选收集各步工艺衡算所需的基础物性数据；2. 对纳米粒子表面修饰工艺以及酚醛树脂基复合材料制备工艺进行物料及热量平衡计算；3. 对主要设备进行设计、选型及选材；4. 对超声反应釜和超声振荡流管式反应器进行改进，并对反应热综合利用提出建议；5. 初步编制酚醛树脂基纳米复合摩擦材料生产工艺操作规程及生产安全备忘录；6. 完成主要设备的装配图绘制，并绘制生产工艺流程图和车间平、立面布置图。

目标：完成年产20万片酚醛树脂基刹车片合成工艺设计，对合成工艺中涉及的纳米粒子表面修饰以及酚醛树脂基复刹车片合成工艺进行设计，并对关键设备进行综合设计。

拟采用的方案及措施：选用酚醛树脂作为基体材料，利用精细化分散技术（超声分散、机械分散、高振荡气流分散等），将经表面化学修饰的功能性纳米粒子分散至酚醛树脂溶液中，脱除溶剂后再进行粉碎研磨，同时添加微米级增强剂、耐磨剂、摩擦调节剂及其它填料，再次进行充分研磨混合后，利用热压成型工艺制备刹车片。

3. 研究计划与安排

2018/2月~3月 充分调研，查阅文献，了解相关课题的研究现状；2018/3月~4月 收集收集各步工艺衡算所需的基础物性数据，分别对纳米粒子表面修饰工艺以及酚醛树脂基复合材料制备工艺进行物料及热量平衡计算；2018/4月~5月 完成主要设备的设计，提出超声反应釜和超声振荡流管式反应器的改进设计方案；2018/5月~6月 整理数据，完成毕业论文的撰写。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] Yuan-Yuan Che, Zhanglong Sun, Ruirui Zhan, Shuzhan Wang, Shaofeng Zhou, Jin Huang. Effects of graphene oxide sheets-zirconia spheres nanohybrids on mechanical, thermal and tribological performances of epoxy composites. Ceramics International, 2018, 44, 18067–18077.[2] Hui Zhang，Hui Zhang，Ling-yun Zhou，Christian Eger，ZhongZhang. Abrasive wear of transparent polymer coatings: Considered in terms of morphology and surface modification of nanoparticles. Composites Science and Technology, 2013, 88, 151-157.[3] Elangovan Thangavel,Subramanian Ramasundaram,Sudhagar Pitchaimuthu,Seok WonHong,Sang YunLee,Shin-Sung Yoo,Dae-Eun Kim,EisukeIto,Yong SooKang. Structural and tribological characteristics of poly(vinylidene fluoride)/functionalized graphene oxide nanocomposite thin films. Composites Science and Technology, 2014, 90, 187-192.[4] Akash Mohantyl ,V. K. Srivastava. Effect of alumina nanoparticles on the enhancement of impact and flexural properties of the short glass/carbon fiber reinforced epoxy based composites. Fibers and Polymers, 2015, 16, 188-195.[5] M. Mandhakini,T.Lakshmikandhan,A. Chandramohan,Muthukaruppan Alagar. Effect of Nanoalumina on the Tribology Performance of C4-Ether-Linked Bismaleimide-Toughened Epoxy Nanocomposites. Tribology Letters.,2014, 54, 67-79.[6] Morteza Atarian,Hamid Reza Salehi,Mostafa Atarian,Ali Shokuhfar. Effect of oxide and carbide nanoparticles on tribological properties of phenolic-based nanocomposites. Iranian Polymer Journal,2012, 21, 295-305.[7] Yi-Lan You,Du-Xin Li,Gao-Jie Si,Xin Deng. Investigation of the influence of solid lubricants on the tribological properties of polyamide 6 nanocomposite. Wear, 2014, 311, 57-64.[8] Hui Zhang,Hui Zhang,Longcheng Tang,Lingyun Zhou,Christian Eger,Zhong Zhang. Comparative study on the optical, surface mechanical and wear resistant properties of transparent coatings filled with pyrogenic and colloidal silica nanoparticles. Composites Science and Technology, 2011, 71, 471-479.[9] D.Bazrgari, F.Moztarzadeh, A.A.Sabbagh-Alvani, M. Rasoulianboroujeni, M. Tahriric,L. Tayebi. Mechanical properties and tribological performance of epoxy/Al2O3 nanocomposite. Ceramics International, 2018, 44, 1220-1224.[10] H Etemadi, A Shojaei and P Jahanmard. Effect of alumina nanoparticle on the tribological performance of automotive brake friction materials. Original Article, 2014, 33, 166-178.[11] 李红龙. 改性酚醛树脂碳纤维复合材料的制备及其性能的研究[D].长春工业大学,2017.[12] 鲁张祥. 纤维增强树脂基摩擦片的设计及制动性能研究[D].太原理工大学,2018.[13] 王呈敏. 纤维增强改性树脂汽车制动器衬片高温摩擦学性能研究[D].济南大学,2017.[14] 董景隆. 改性酚醛树脂/碳纤维复合材料的研究[D].长春工业大学,2016.[15] 王雅珍,张银银,刘晓辉,张大勇,祖立武.酚醛树脂纳米复合材料的研究进展[J].化学与黏合,2016,38(02):130-133.[16] 曾宪佑,牟善彬,黄畴,赵萱.腰果油改性酚醛树脂制备高性能刹车片的研究[J].武汉理工大学学报,2005(05):70-72.