Development of Carbon Fiber-Reinforced Carbon Composite Formulations for Brake Pad - Sulaiman, Sarina (2007)
Sebelum ini, asbestos dan logam telah digunakan dalam pembuatan pad brek. Namun pengunaan asbestos telah diharamkan kerana boleh menyebabkan kanser. Malah, penggunaan logam juga telah dihadkan kerana habuk dari pad brek semasa pembrekan boleh menyebabkan pencemaran air. Sejak itu, banyak kerja penyelidikan telah dilakukan untuk menghasilkan pad brek tanpa penggunaan asbestos. Dalam kajian ini, formula gentian karbon yang diperkuatkan dengan karbon untuk penggunaan pad brek telah dihasilkan dan kekuatan mekanikal komposit ini telah dikaji. Komposit ini dihasilkan kerana mempunyai kekuatan yang tinggi, ringan dan berkeupayaan untuk mengekalkan sifat mekanikalnya pada suhu lebih daripada 2000 oC dalam atmosfera yang tidak mempunyai oksida. Kaedah yang digunakan dalam penghasilan komposit karbon-karbon untuk penggunaan dalam brek automotif adalah dengan gentian karbon dan phenolic resin ditekan panas oleh alat penempaan tekanan panas. Kemudiannya, komposit berkenaan dikarbonkan pada suhu 1000oC dan akhirnya dibakar pada suhu 1700oC. Empat langkah rendaman dilakukan semasa proses pengkarbonan pada suhu 1000oC. Dalam kajian ini, kesan penambahan gentian karbon dan pengeras dan kesan pengkarbonan dan penggrafitan pada sifat komposit karbon dan pad brek komersil telah dikaji dengan menggunakan ujian mekanikal, haba dan geseran. Komposit dengan pengunaan 40 peratus gentian karbon dan 15 peratus pengeras menunujukkan sifat mekanikal dan terma yang bagus selepas diawet. Kekuatan ketegangan dan lenturan bagi komposit yang telah diawet adalah masing-masing, 411.9 MPa dan 51.7 MPa sebelum diturunkan pada suhu 523oC. Kekuatan lenturan dan ketegangan bagi komposit yang telah melalui proses pengrafitan pada suhu 1700oC adalah masing-masing, 10.7 MPa dan 10.8 MPa. Ketumpatan komposit yang telah diawet adalah 1.21 g/cm3 dan meningkat kepada 1.45 g/cm3 setelah digrafitkan pada 1700oC. Kekuatan lentur dan ketumpatan meningkat dengan proses rendaman semasa proses pengkarbonan. Analisis terma menunjukkan pad brek dalam pasaran diturunkan pada suhu 700oC, iaitu jauh lebih rendah daripada komposit karbon. Komposit karbon yang telah melalui proses pengrafitan tidak diturunkan walaupun pada suhu 800oC. Komposit karbon telah menunjukkan sifat mekanikal, haba dan geseran yang baik jika dibandingkan dengan pad brek komersil.