Kohlenstoff trifft Kohlenstoff.
Unerreicht.
CTE entwickelt kohlenstofffaserverstärkten Kohlenstoff (CFRC) — einen hochfesten Verbundwerkstoff, bei dem eine Graphitmatrix mit durchgängigen T700s-Kohlenstofffasern von Toray Japan verstärkt und zu einer 3D-multidirektionalen Matrix verwoben wird, für eine stabile Reibleistung auch bei hohen Temperaturen.
Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundwerkstoff
Kohlenstofffaserverstärkter Kohlenstoff (Carbon/Carbon oder CFRC) besteht aus einer mit hochfesten Kohlenstofffasern verstärkten Kohlenstoff- oder Graphitmatrix. Das Material ist hitzebeständig, leicht und mechanisch belastbar — Eigenschaften, die es zum bevorzugten Werkstoff für anspruchsvolle Hochtemperaturanwendungen machen.
T700s durchgängige Langfaser
CTE verwebt durchgängige Kohlenstofffaser der Güteklasse T700s von Toray Japan zu einer 3D-multidirektionalen Matrix — für ein stärkeres, langlebigeres Produkt mit stabiler, gleichbleibender Leistung und verbessertem Wärmemanagement im Vergleich zu diskontinuierlichen (geschnittenen) Faseralternativen.
Aufgebaut aus einem Gitter, das seine Struktur auch unter extremer Hitze bewahrt — Zyklus für Zyklus.
Drei Stufen. Ein kompromissloser Werkstoff.
Jede Reibscheibe von CTE durchläuft dieselbe disziplinierte Abfolge — von der Rohfaser bis zum fertigen Graphit-Verbundwerkstoff.
3D-Preform durch einzigartige Vernadelung der Kohlenstofffaser
Die Reibscheiben von CTE werden aus 3D-Geweben auf Kohlenstofffaserbasis hergestellt, die durch ein Vernadelungsverfahren vorgefertigt werden. Aus mehreren Lagen durchgängigen Fasergewebes wird eine einzigartige 3D-Struktur gewoben, die den Grundwerkstoff (Preform) bildet.
Im Gegensatz zu 2D-Laminataufbauten verankert der vernadelte 3D-Preform die Fasern entlang der Z-Achse und bietet dadurch isotrope Festigkeit sowie eine überlegene Widerstandsfähigkeit gegenüber Delamination unter den zyklischen thermischen und mechanischen Belastungen, denen Brems- und Kupplungsreibkomponenten ausgesetzt sind.
Chemical Vapour Infiltration (CVI) zur Bildung des Kohlenstoff/Kohlenstoff-Werkstoffs
CTE hat über mehrere Jahre hinweg ein firmeneigenes CVI-Verfahren (Chemical Vapour Infiltration) zur Herstellung keramischer Matrixverbundwerkstoffe (CMC) entwickelt. Reaktionsgase diffundieren unter kontrollierten Temperatur- und Vakuumbedingungen in den porösen Preform und zersetzen sich thermisch an der Faseroberfläche, wobei pyrolytischer Kohlenstoff abgeschieden wird.
Der abgeschiedene Kohlenstoff füllt zunehmend die Porosität zwischen den Fasern und bildet einen dichten Verbundwerkstoff aus Kohlenstoffmatrix und 3D-Faser-Preform. Zum Erreichen der Zieldichte können mehrere CVI-Zyklen durchgeführt werden.
Nach der Verdichtung leitet eine Wärmebehandlung bei 3000 °C die Graphitierung ein — dabei werden Nicht-Kohlenstoffelemente entfernt und die Atomstruktur zu einem hochgeordneten, dichten 3D-Kristallgitter aus Graphit umgeordnet, was die Wärmeleitfähigkeit und Reibstabilität maximiert.
Herstellung von Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundwerkstoffen
Die innovative CVI-Lösung von CTE ermöglicht kontrollierte Gaszufuhrmechanismen, präzise Temperaturregelung und Vakuumbedingungen — durch Abscheidung kohlenstoffreichen Materials auf einem festgelegten kohlenstoffbasierten Substrat entstehen so Kohlenstoff/Kohlenstoff (C/C) Verbundwerkstoffe.
Die resultierenden Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe sind hitzebeständig, leicht und hochfest — Eigenschaften, die sie für anspruchsvolle Reibkomponenten geeignet machen, bei denen eine gleichbleibende Leistung unter extremen Temperaturen entscheidend ist.
Häufig gestellte Fragen
- Was ist ein Kohlenstoff/Kohlenstoff (C/C) Verbundwerkstoff?
- Kohlenstoff/Kohlenstoff-Verbundwerkstoff ist ein hochfester Werkstoff, der aus einer mit Kohlenstofffasern verstärkten Kohlenstoff- oder Graphitmatrix besteht. Er ist hitzebeständig, leicht und mechanisch belastbar — ideal für anspruchsvolle Hochtemperaturanwendungen wie Hochleistungs-Bremsscheiben und Kupplungsscheiben im Motorsport und in der Luft- und Raumfahrt.
- Welche Kohlenstofffaser verwendet CTE für seine C/C-Reibscheiben?
- CTE verwendet ausschließlich durchgängige Kohlenstofffaser der Güteklasse T700s von Toray Japan. Diese Fasern werden zu einer 3D-multidirektionalen vernadelten Matrix verwoben, was im Vergleich zu diskontinuierlichen (geschnittenen) Faseralternativen eine überlegene Festigkeit, Haltbarkeit und gleichbleibende Reibleistung ergibt.
- Was ist Chemical Vapour Infiltration (CVI)?
- CVI ist ein Herstellungsverfahren für keramische Matrixverbundwerkstoffe (CMC), bei dem Kohlenwasserstoffgase unter kontrollierten Temperatur- und Vakuumbedingungen in einen porösen Kohlenstofffaser-Preform diffundieren. Die Gase zersetzen sich thermisch an der Faseroberfläche und scheiden pyrolytischen Kohlenstoff ab, der die Porosität füllt und eine dichte Kohlenstoff/Kohlenstoff-Matrix bildet. CTE hat über mehrere Jahre Forschung und Entwicklung ein firmeneigenes CVI-Verfahren entwickelt.
- Warum wird bei der C/C-Herstellung eine Graphitierung bei 3000 °C eingesetzt?
- Das Erhitzen des CVI-verdichteten Preforms auf 3000 °C entfernt verbliebene Nicht-Kohlenstoffelemente und ordnet die Atomstruktur in ein hochgeordnetes 3D-graphitisches Kristallgitter um. Diese Graphitierung maximiert die Wärmeleitfähigkeit, Reibstabilität und mechanische Leistungsfähigkeit der fertigen Kohlenstoff/Kohlenstoff-Reibscheibe.
- Wofür werden CTE Kohlenstoff/Kohlenstoff-Reibscheiben eingesetzt?
- CTE C/C-Reibscheiben werden vorwiegend in Hochleistungs-Bremsscheiben und Kupplungsscheiben eingesetzt. Ihre Kombination aus geringem Gewicht, außergewöhnlicher Hitzebeständigkeit und stabilen Reibeigenschaften macht sie geeignet für Motorsport, Trackdays und andere Anwendungen, bei denen eine gleichbleibende Brems- oder Kupplungsleistung bei extremen Temperaturen erforderlich ist.