Compositi domestici carbonio/carbonio
La ricerca cinese e lo sviluppo del composito carbonio/carbonio sono iniziati alla fine degli anni '70, dopo decenni di sviluppo, ottenendo ricchi risultati, avanzati per raggiungere i paesi sviluppati. Attualmente, i dischi dei freni della C919 sono realizzati in materiali compositi carbonio/carbonio fabbricati in Cina. Il suo fornitore, Boyun Xinai, fornisce anche dischi freno per Boeing 757 e Airbus 320.
Poiché il disco del freno appartiene ai materiali di consumo, è necessario sostituire circa uno o duemila decolli e atterraggi, il costo dell'utilizzo del disco del freno importato è più elevato. Spinti dalla domanda del mercato, i produttori di materiali nazionali hanno iniziato a sviluppare dischi freno in carbonio per aerei civili.
Il rivestimento composito carbonio/carbonio è stato al centro della ricerca in patria e all'estero. Poiché i compositi carbonio/carbonio iniziano a ossidarsi a circa 370 gradi, le proprietà del materiale diminuiscono. Pertanto, è necessario preparare un rivestimento antiossidante sulla superficie quando viene utilizzato in ambiente aerobico. Oltre alla buona resistenza all'ossidazione e alla resistenza ablativa, il rivestimento dovrebbe avere una buona compatibilità chimico-fisica e un coefficiente di dilatazione simile con i compositi carbonio/carbonio.
La superficie antiattrito del disco freno C919 è rivestita con boro e fosforo, che possono ritardare efficacemente la diffusione dell'ossigeno all'interno del materiale e prolungare la durata del materiale in ambienti di lavoro ad alta temperatura. Mentre un tipico disco del freno potrebbe dover essere sostituito dopo più di 1,000 decolli e atterraggi, il disco del freno del C919 si è dimostrato capace di 2,000 decolli e atterraggi attraverso test di fatica.
Oltre al rivestimento, anche i processi di prefabbricazione e densificazione della fibra di carbonio hanno un impatto importante sulle proprietà dei compositi carbonio/carbonio. In paesi stranieri, il filo preossidato è comunemente usato per intrecciare prefabbricati in fibra di carbonio, che presenta i vantaggi di una buona flessibilità della fibra, facile da formare, ma bassa resistenza. I dischi dei freni C919 utilizzano fibre organiche intrecciate in preforme in fibra di carbonio, che sono più difficili da tessere, ma le preforme risultanti sono molto più resistenti. Allo stesso tempo, la penetrazione del vapore chimico e l'impregnazione liquida sono state utilizzate per aumentare la densità del materiale e il coefficiente di attrito del freno ad alta energia del materiale è stato notevolmente aumentato.
