Domowe kompozyty węgiel/węgiel
Chińskie badania i rozwój kompozytów węglowo-węglowych rozpoczęły się pod koniec lat 70. XX wieku, po dziesięcioleciach rozwoju, uzyskując bogate wyniki, wyprzedzając kraje rozwinięte. Obecnie tarcze hamulcowe C919 są wykonane z kompozytów węglowo-węglowych wyprodukowanych w Chinach. Jej dostawca, Boyun Xinai, dostarcza również tarcze hamulcowe do samolotów Boeing 757 i Airbus 320.
Ponieważ tarcza hamulcowa należy do materiałów eksploatacyjnych, należy wymienić około jednego lub dwóch tysięcy startów i lądowań, koszt użycia importowanej tarczy hamulcowej jest wyższy. Kierując się zapotrzebowaniem rynku, krajowi producenci materiałów zaczęli opracowywać karbonowe tarcze hamulcowe do samolotów cywilnych.
Powłoka kompozytowa węgiel / węgiel była przedmiotem badań w kraju i za granicą. Ponieważ kompozyty węgiel/węgiel zaczynają się utleniać w temperaturze około 370 stopni, właściwości materiału pogarszają się. Dlatego konieczne jest przygotowanie powłoki antyutleniającej na powierzchni, gdy jest ona używana w środowisku tlenowym. Oprócz dobrej odporności na utlenianie i odporność na ablację, powłoka powinna charakteryzować się dobrą kompatybilnością chemiczną i fizyczną oraz zbliżonym współczynnikiem rozszerzalności do kompozytów węgiel/węgiel.
Powierzchnia bez tarcia tarczy hamulcowej C919 jest pokryta borem i fosforem, co może skutecznie opóźnić dyfuzję tlenu wewnątrz materiału i przedłużyć żywotność materiału w środowisku pracy o wysokiej temperaturze. Podczas gdy typowa tarcza hamulcowa może wymagać wymiany po więcej niż 1,{3}} startach i lądowaniach, w testach zmęczeniowych udowodniono, że tarcza hamulcowa C919 jest zdolna do 2, 000 startów i lądowań.
Oprócz powlekania istotny wpływ na właściwości kompozytów węgiel/węgiel mają również procesy prefabrykacji i zagęszczania włókien węglowych. W innych krajach wstępnie utleniony drut jest powszechnie stosowany do splatania prefabrykowanych włókien węglowych, co ma zalety dobrej elastyczności włókien, łatwości formowania, ale niskiej wytrzymałości. Tarcze hamulcowe C919 wykorzystują włókna organiczne wplecione w preformy z włókna węglowego, które są trudniejsze do utkania, ale powstałe preformy są znacznie mocniejsze. Jednocześnie zastosowano chemiczną penetrację oparów i impregnację cieczą w celu zwiększenia gęstości materiału, a także znacznie zwiększono współczynnik tarcia hamulca wysokoenergetycznego materiału.
