۱. عملکرد و مکانیسم هسته،
ضریب اصطکاک را تثبیت می‌کند
اثر ریزبرش: ذرات قهوه‌ای کوراندوم (سختی موهس ≥ ۹) در هنگام ترمزگیری در سطح دیسک دوتایی (دیسک ترمز) قرار می‌گیرند، شیارهای ریز تشکیل می‌دهند، زبری سطح را افزایش می‌دهند، از “لغزش” ناشی از سطح صاف در مراحل اولیه ترمزگیری جلوگیری می‌کنند و ضریب اصطکاک را پایدارتر می‌کنند (در محدوده ۰.۳۵-۰.۴۵ حفظ می‌شود).
پدیده ضد “لغزش چسبنده”: ذرات زاویه‌دار، لایه چسبندگی بین لنت ترمز و دیسک ترمز را از بین می‌برند و صدای ترمز با فرکانس پایین (مانند “جیر جیر”) را سرکوب می‌کنند.
بهبود مقاومت در برابر سایش و طول عمر
عملکرد پشتیبانی اسکلت: به عنوان اسکلت سخت لایه اصطکاک لنت ترمز، بیش از 60٪ از نیروی برشی مکانیکی را تحمل می‌کند، میزان سایش اجزای نرم مانند رزین و گرافیت را کاهش می‌دهد و عمر مفید را حدود 20 تا 30 درصد افزایش می‌دهد.
مقاومت در برابر سایش در دمای بالا: حفظ پایداری ساختاری در دمای ترمز 300-600 درجه سانتیگراد (نقطه ذوب 2050 درجه سانتیگراد) و جلوگیری از تشدید سایش ناشی از نرم شدن در دمای بالا.
بهینه‌سازی عملکرد مدیریت حرارتی
عملکرد پل حرارتی: رسانایی حرارتی (حدود 30 وات بر متر مکعب در کلوین) بیش از 10 برابر بیشتر از ماتریس رزین است که هدایت گرمای اصطکاک به صفحه پشتی را تسریع می‌کند، دمای سطح را 100 تا 150 درجه سانتیگراد کاهش می‌دهد و از پوسیدگی حرارتی جلوگیری می‌کند (از خرابی ترمز جلوگیری می‌کند).
تطبیق انبساط حرارتی: با الیاف فلزی و الیاف سرامیکی همکاری می‌کند تا انبساط حجمی لنت‌های ترمز در دمای بالا را سرکوب کرده و پایداری لقی ترمز را حفظ کند.
۲. جزئیات فنی در کاربردهای عملی
پارامترها مقادیر/الزامات معمول تأثیر بر عملکرد
نسبت افزودن ۵-۱۵ درصد وزنی خیلی کم → اصطکاک ناپایدار؛ خیلی زیاد → آسیب به دیسک‌های ترمز
توزیع اندازه ذرات ۸۰-۲۰۰ مش (غالب) ذرات درشت (۸۰ مش) برش را افزایش می‌دهند، ذرات ریز (۲۰۰ مش) سر و صدا را کاهش می‌دهند
شکل ذرات چند زاویه‌ای (غیر کروی) افزایش درگیری مکانیکی و بهبود سرعت پاسخ ترمز
استحکام باقیمانده در دمای بالا >۹۰٪ (آزمایش ۸۰۰ درجه سانتیگراد) تضمین یکپارچگی ساختاری در ترمزگیری شدید
۳. مقایسه عملکرد با سایر مواد اصطکاکی
نوع ماده مزایا محدودیت‌ها سناریوهای قابل اجرا
کوراندوم قهوه‌ای سختی بالا، هزینه کم، پایداری حرارتی خوب ممکن است سایش دیسک ترمز را افزایش دهد ماده اصلی برای وسایل نقلیه متوسط و سنگین، وسایل نقلیه تجاری
سیلیکات زیرکونیوم سایش کم، کاهش سر و صدای خوب قیمت واحد بالا (۲-۳ برابر کوراندوم قهوه‌ای) خودروهای لوکس، مواردی با الزامات بالا برای بی‌صدا بودن
الیاف سرامیکی آلومینا مقاومت عالی در برابر پوسیدگی حرارتی شکنندگی بالا، ایجاد آسان نقاط سخت اتومبیل‌های مسابقه‌ای، ترمزگیری مکرر در دماهای بالا
IV. روندها و چالش‌های کاربرد در صنعت
روندهای توسعه:
فرمول ترکیبی: ترکیبی از الیاف سرامیکی و ویسکرهای تیتانات پتاسیم، با در نظر گرفتن کاهش نویز و مقاومت در برابر پوسیدگی حرارتی (مانند سری Bosch ECO).
اصلاح سطح: پوشش سیلان ذرات قهوه‌ای کوراندوم را می‌پوشاند تا خراش‌های روی دیسک‌های ترمز را کاهش دهد (میزان سایش ۱۵٪ کاهش می‌یابد).
چالش‌های موجود:
تعادل سایش: سایش دیسک ترمز ناشی از سختی بالا باید با بهینه‌سازی نسبت اندازه ذرات (مانند افزایش نسبت پودر ریز 200 مش) کنترل شود.
فشار محیطی: مصرف بالای انرژی در فرآیند تولید، ترویج استفاده از فناوری بازیابی حرارت ضایعات کوره قوس الکتریکی (مانند پروژه “کوراندوم قهوه‌ای بدون کربن” سنت گوبین).
خلاصه: ارزش اصلی کوراندوم قهوه‌ای
اقتصادی: هزینه کم برای دستیابی به تعادل بین عملکرد اصطکاکی و طول عمر، که 8 تا 12 درصد از هزینه فرمول لنت ترمز را تشکیل می‌دهد؛
قابلیت اطمینان: تضمین پایداری نیروی ترمز در دمای بالا، سازگاری با سناریوهای ترمز مکرر (مانند جاده‌های کوهستانی، کامیون‌های سنگین)؛
غیرقابل تعویض بودن: مکانیسم برش میکرو ذرات سخت زاویه‌دار، هیچ ماده بهتری برای جایگزینی کامل آن وجود ندارد.
توجه: لنت‌های ترمز مدرن نیاز به هماهنگی بیش از ۲۰ جزء (رزین، الیاف فولادی، گرافیت و غیره) دارند و کوراندوم قهوه‌ای نقش حیاتی به عنوان “اسکلت اصطکاکی” ایفا می‌کند.