随着汽车轻量化的发展,用复合材料代替密度大的金属材料,寻求高强、高温性能优异的复合材料已成为汽车行业研究的重点内容。质轻、高强的碳纤维复合材料成为最佳的金属替代材料。本文主要研究一种刹车活塞用碳纤维增强复合材料,该材料使用酚醛树脂做粘结剂,通过完善工艺配方和使用不同类型的树脂,对材料性能进行改进,为替代金属材料制作活塞制品提供实验依据。本文中的主要内容包括:使用浓硝酸和环氧上浆剂对碳纤维进行表面处理,用傅里叶红外测试碳纤维,发现经过处理后碳纤维表面含有极性基团。相对未处理的碳纤维,经过表面处理的碳纤维复合材料与树脂的粘结性能好,比使用未处理的碳纤维复合材料的强度高。在活塞碳纤维材料中加入不同量的碳纤维,对材料耐热性能、导热性能、摩擦性能做了详细的研究,结果证明:温度低于575℃,复合材料的耐热性能随着碳纤维含量的增加而提高,温度高于575℃时复合材料的耐热性能随着碳纤维含量的增加而降低;活塞碳纤维材料的导热性能随碳纤维含量的增加而增加;从材料的摩擦性能测试结果来看,随着碳纤维含量的增加,材料摩擦系数的降低;从碳纤维复合材料力学性能和摩擦性能数据,碳纤维含量3%时,碳纤维复合材料的性能最佳。制备氧化石墨烯,通过透射电镜分析证实材料中含有3-6层的石墨烯。使用不同量的氧化石墨烯改性酚醛树脂,对所制备的碳纤维复合材料进行性能测试,发现:复合材料中加入一定量的石墨烯有助于提高材料的导热率。加入石墨烯有利于降低材料的摩擦系数和磨损率,当石墨烯用量为2%时,复合材料的摩擦系数最低。制备双酚A型苯并噁嗪树脂碳纤维活塞材料。使用苯并噁嗪树脂固化低收缩的特性,可制备尺寸稳定性好的碳纤维复合材料。对活塞材料的力学测试表明:用双酚A型苯并噁嗪树脂与两种树脂未改性酚醛树脂50/50混合时制备材料的强度最高;用该树脂所做制备的活塞材料具有极低的吸水性,其吸水率比未改性酚醛树脂材料低0.25%。制备硼酚醛碳纤维活塞材料。用硼改性酚醛树脂制备碳纤维复合材料其负载热变形温度可达到200℃,比未改性酚醛树脂活塞材料高25℃;硼酚醛复合材料耐热性好,对比测试材料的摩擦磨损性能,其摩擦系数均高于未改性酚醛树脂材料,而其高温磨损率低于未改性酚醛树脂制备材料。通过上述的研究和分析,确定碳纤维复合材料的耐热、导热机制,及对材料力学性能的影响。为今后应用开发做出理论指导。