Title

STRUCTURE OF BRAKE PAD FRICTION FILMS ANALYZED BY GIXRD AND RAMAN SPECTROSCOPY

ESTRUTURA DO FILME DE FRICÇÃO DE PASTILHAS DE FREIO ANALISADO POR GIXRD E ESPECTROSCOPIA RAMAN

Authorship

Hinrichs, Ruth; Vasconcellos, Marcos Antonio Zen

Hinrichs, Ruth

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Vasconcellos, Marcos Antonio Zen

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DOI

10.5151/5463-5463-17326

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Abstract

The friction film formed between brake pads and vehicle cast iron discs during the braking process is a complex mixture of phases, coming from finely milled pad debris and from tribo-chemical reactions between disc/pad material and atmospheric oxygen. Depending on pad formulation and temperature, different phases form and different coefficients of friction will be obtained. However the third body is not homogeneous, but presents a layered structure. To understand the macroscopic consequences of this, further layer characterization with depth resolution is needed. In this study PMC pads that had been submitted to AK-Master braking test procedures against grey cast iron discs in a full scale dynamometer were analyzed using scanning electron microscopy, glancing incidence x-ray diffraction (GIXRD), and micro Raman mapping. The layered structure was inferred from the peak height evolution in GIXRD.

O filme de fricção formado durante o processo de frenagem entre a pastilha e o disco de ferro fundido do freio veicular consiste de uma complexa mistura de fases, proveniente do material da pastilha cominuída e das reações tribo-químicas que ocorrem entre o material do disco e da pastilha com oxigênio atmosférico. Dependendo da composição da pastilha e da temperatura, diferentes fases irão se formar e diferentes coeficientes de fricção serão obtidos. Porém o terceiro corpo não é homogêneo, mas apresenta uma estrutura em camadas. Para avaliar as consequências macroscópicas dessa estruturação, mais análises com resolução em profunidade são necessárias. Nesse estudo pastilhas PMC que foram submetidas a um ensaio AK-Master de frenagem contra discos de ferro fundido em um dinamômetro em escala, foram analisados com Microscopia Eletrônica de Varredura, Difração de Raios X com Ângulo Rasante (GIXRD) e mapeamento micro-Raman. A estrutura em camadas pode ser inferida a partir da evolução de intensidade dos picos na GIXRD.

Keywords

Brakes; Polymer matrix composite; Third body.

Freios; Pastilhas poliméricas; Terceiro corpo.