Đĩa phanh Carbon-Ceramic (tên đầy đủ: đĩa phanh composite gốm gia cường sợi carbon) là các bộ phận phanh hiệu suất cao. Nhờ vào các đặc tính vật liệu và thiết kế cấu trúc độc đáo, chúng được sử dụng rộng rãi trong ô tô cao cấp, xe đua và các lĩnh vực khác. Những ưu điểm và hiệu suất cốt lõi của chúng chủ yếu được thể hiện ở các khía cạnh sau:
Vật liệu cơ bản của đĩa carbon-ceramic là một hợp chất của gốm (thường là silicon carbide, v.v.) và sợi carbon. Bản thân gốm có độ cứng cực cao (độ cứng Mohs lên đến 9, gần bằng kim cương), và với hiệu ứng gia cường của sợi carbon, khả năng chống mài mòn của chúng vượt xa so với đĩa phanh gang hoặc thép truyền thống.
- Đĩa phanh gang thông thường có thể cần thay thế chỉ sau vài nghìn km khi lái xe cường độ cao hoặc sử dụng thường xuyên; ngược lại, tuổi thọ của đĩa carbon-ceramic có thể vượt quá 100.000 km. Ngay cả đĩa carbon-ceramic của một số xe đua hoặc siêu xe có thể kéo dài suốt vòng đời của xe, giảm đáng kể tần suất thay thế và chi phí bảo trì.
Trong quá trình phanh, ma sát giữa má phanh và đĩa tạo ra rất nhiều nhiệt (nhiệt độ có thể dễ dàng vượt quá 600°C khi lái xe cường độ cao và thậm chí vượt quá 1.000°C trong các tình huống đua xe). Đĩa phanh kim loại truyền thống dễ bị hiện tượng mờ nhiệt (tức là giảm hiệu quả phanh và phanh "mềm") ở nhiệt độ cao, và thậm chí có thể bị biến dạng hoặc nứt do quá nhiệt.
- Đĩa carbon-ceramic có khả năng chịu nhiệt độ cực cao, với giới hạn nhiệt độ làm việc trên 1.500°C. Các tính chất vật lý của chúng vẫn ổn định ở nhiệt độ cao và hiệu quả phanh hầu như không giảm do tích tụ nhiệt. Chúng có thể duy trì lực phanh ổn định trong quá trình lái xe cường độ cao liên tục (chẳng hạn như đua xe trên đường đua hoặc lái xe xuống dốc trên núi), cải thiện đáng kể độ an toàn.
Mật độ của gốm và sợi carbon thấp hơn nhiều so với gang (đĩa carbon-ceramic có mật độ khoảng 2,8g/cm³, trong khi gang khoảng 7,2g/cm³). Do đó, đĩa carbon-ceramic chỉ nặng 1/2 đến 1/3 so với đĩa gang có cùng kích thước.
- Trọng lượng nhẹ trực tiếp làm giảm "khối lượng không treo" của xe (trọng lượng dưới hệ thống treo, chẳng hạn như bánh xe và phanh), giảm tải trọng hệ thống treo, cải thiện tốc độ phản ứng tăng tốc và giảm tốc, đồng thời tăng cường sự nhanh nhẹn khi lái. Ngoài ra, việc giảm tổng trọng lượng xe giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu hoặc điện năng (đặc biệt quan trọng đối với các phương tiện hiệu suất năng lượng mới).
Đĩa phanh gang truyền thống dễ bị gỉ do bị xói mòn bởi nước mưa, muối, các chất axit và kiềm trên đường. Sau thời gian dài sử dụng, một lớp oxit có thể hình thành trên bề mặt, ảnh hưởng đến độ bám và độ ổn định của phanh.
- Ma trận gốm của đĩa carbon-ceramic có độ ổn định hóa học cực cao và không phản ứng với nước, muối, vết dầu, v.v. Chúng hầu như không bị gỉ hoặc ăn mòn và có thể duy trì độ phẳng bề mặt và hiệu suất phanh ổn định ngay cả trong môi trường khắc nghiệt như độ ẩm và điều kiện tuyết (nơi muối được rải để chống đóng băng).
Đĩa phanh kim loại có xu hướng tạo ra bụi kim loại màu đen trong quá trình ma sát (bám vào moay ơ bánh xe, ảnh hưởng đến vẻ ngoài) và có thể tạo ra tiếng ồn lớn do rung động ma sát ở nhiệt độ cao.
- Khi đĩa carbon-ceramic cọ xát với má phanh chuyên dụng (thường là gốm hoặc vật liệu tổng hợp gốc kim loại), chúng tạo ra rất ít bụi, giúp moay ơ bánh xe dễ dàng giữ sạch. Trong khi đó, các đặc tính giảm chấn của vật liệu tổng hợp làm giảm rung động ma sát, giảm đáng kể tiếng ồn phanh và cải thiện sự yên tĩnh khi lái xe.
Mặc dù đĩa carbon-ceramic vượt trội trong các tình huống nhiệt độ cao, chúng có thể nhanh chóng đạt đến trạng thái phanh hiệu quả ở nhiệt độ thấp (chẳng hạn như giai đoạn khởi động nguội ban đầu). Không giống như đĩa kim loại, vốn dựa vào "làm nóng trước" để hoạt động tốt nhất, chúng mang lại cảm giác phanh tuyến tính và ổn định hơn trong quá trình lái xe đô thị hàng ngày.
