CN117448623A

CN117448623A - 一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料及制备方法和应用

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Publication number: CN117448623A
Application number: CN202311757874.7A
Authority: CN
Inventors: 李专; 吴佳琦; 高宗龙; 温国源
Original assignee: Central South University
Current assignee: Central South University
Priority date: 2023-12-20
Filing date: 2023-12-20
Publication date: 2024-01-26
Anticipated expiration: 2043-12-20
Also published as: CN117448623B

Abstract

本发明涉及一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料及其制备方法和应用；属于摩擦材料设计制备技术领域。本发明所述含改性海泡石的铜基复合摩擦材料，其所用原料以质量百分比计包括：电解铜粉52~58%；电解镍粉1~4%；还原铁粉12~20%；钨粉1~3%；石墨粉8~15%；改性海泡石粉3~9%；球磨‑高温处理碳化硼‑碳化硅复相陶瓷粉2~10%。齐备方法包括球磨混料、高温处理、压制烧结。本发明通过各组分的协同作用，配合制备工艺得到了性能优异的产品，尤其是摩擦性能计为优异的产品，该产品特别适合用作摩擦材料。本发明组分合理、制备工艺简单可控，所得产品性能优良，便于大规模工业化应用。

Description

一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料及制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料及制备方法和应用；属于摩擦材料设计制备技术领域。

背景技术

制动***是高速列车安全保障的生命线，而摩擦副的存在是制动平稳进行的关键所在。近年来，炭陶盘作为制动盘的使用逐渐成为热点，但是传统的铜基闸片配方体系无法与之匹配以取得低磨损耐高温长寿命的效果。因此，对铜基闸片配方体系进行重新构建与改良在目前是势在必行的。传统的铜基闸片通常是由单一或双重组元的陶瓷粉作为减摩剂，缺点之一是陶瓷粉与铜基材料之间的界面不稳定，导致在使用过程中出现脱落或分层；缺点之二是陶瓷粉相对较高的摩擦和磨损，会导致制动不平稳，铜基闸片低寿命等问题；缺点之三是陶瓷粉在高温下与铜基的热膨胀系数差异较大，导致高温摩擦稳定系数不足等问题。基于此，寻找一种全新的适用于配对炭陶盘的铜基闸片摩擦体系，希望它既然起到高温润滑作用，增强摩擦稳定性；又能对摩擦系数的提高有显著效果，同时保持较低磨损。

海泡石拥有一种类石墨的层链状结构，又天然具备耐高温耐磨属性，是潜在的优异摩擦组元。但是它目前的研究领域大多集中在吸附和催化方向，而在摩擦领域的研究较少，只有少量研究中提到海泡石可作为润滑油添加剂以及树脂基汽车刹车片填料等。很显然，海泡石在摩擦领域的独有特性没有被完全发挥处理。这是因为天然海泡石的杂质含量高，孔道狭窄，机械强度较低，在受到外力作用时容易破碎和磨损。且热稳定性差，在高温下会出现热分解、脱水和结构变化。但是对天然海泡石进行进一步的改性处理，如高温处理，则可以提高其热稳定性和结构稳定性，拓宽其应用领域，特别是在摩擦方向。而针对陶瓷粉易脱落问题，一般采用陶瓷颗粒进行表面涂层的方式来改性，然而涂层的均匀性，耐久性都无法有效控制，经过球磨处理后高温烧结而形成的复合陶瓷粉则不然。首先，它可以将不同种类陶瓷颗粒进行粘结，使之不易脱落，从而取得多组成陶瓷颗粒协同作用的增强效果。其次，通过球磨处理可以更均匀地分散陶瓷颗粒。最后，通过球磨处理形成的复合陶瓷粉通常具有极高的反应性能，能够增强以铜基之间的结合力。

中国专利文献CN112226644B公开了一种MXene增强铜基复合材料及其制备方法，将M、Al、C粉末烧结形成陶瓷块体,后将制备的陶瓷块体进行研磨处理,得到陶瓷粉体，再加入铜基中，得到的MXene/铜复合材料，力学性能优异。

中国专利文献CN110699566B公开了采用涂层包覆陶瓷粉体技术，对金属基体和增强体进行球磨混粉,然后冷压后烧结而成。

中国专利文献CN111961912A公开了一种高能制动用铜基粉末冶金摩擦材料，采用了海泡石和硅酸锆作为摩擦组元，制备出的铜基复合材料具有优异的摩擦稳定性。

中国专利文献CN116287849A公开了一种配对碳陶盘的铜基摩擦材料，其所用原料以质量百分比计，包括以下组分：52～60％的铜、12～20％的铁、2～5％的锡、2～4％的钨、6～10％的石墨、2～4％的海泡石、4～12％的复相陶瓷粉，所述复相陶瓷粉是以碳化硼粉末和碳化硅粉末为原料经湿法高能球磨后得到，其主要是为了提升产品的摩擦稳定系数，同时其所得产品的摩擦系数偏低。

由上可知，到目前为止，还未见在铜基复合材料中采用改性海泡石作为摩擦组元的研究，更未见改性海泡石和球磨-高温处理复合陶瓷粉共同作用来增加产品摩擦系数并确保在较高摩擦系数下实现较低磨损量的相关报道。

发明内容

本发明立足于改进铜基闸片与碳陶盘的适配性（尤其是要确保摩擦系数控制在0.3~0.45），以降低制动损耗，延长使用寿命。本发明首次采用烧结改性海泡石来增强铜基闸片，并通过球磨-高温处理的复相陶瓷粉B₄C-SiC进行协同强化，以获得一种全新配方的铜基闸片。本发明获得的铜基闸片在高温摩擦稳定性和耐摩性方面都有极大的提升，性能优异。

本发明一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料，其所用原料以质量百分比计包括：

电解铜粉52~58%、优选为54~57.5%；

电解镍粉1~4%、优选为2~3.5%；

还原铁粉12~20%、优选为13~17%；

钨粉1~3%、优选为1~2%；

石墨粉8~15%、优选为9~15%；

改性海泡石粉3~9%、优选为5-8%，进一步优选为7%；所述改性海泡石粉是将海泡石粉在820℃ -840℃温度焙烧后所得粉末；

碳化硼-碳化硅（B₄C-SiC）复相陶瓷粉2~10%，优选为4-6%，进一步优选为4-5%。所述碳化硼-碳化硅复相陶瓷粉在球磨后经1400-1600℃高温处理所得。

作为进一步的优选方案：一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料，其所用原料以质量百分比计包括：电解铜粉55.5~57.5%、还原铁粉13.5~15.5%、电解镍2.5~3.5%、钨粉2%、石墨粉12~15%、改性海泡石粉7%；B₄C-SiC复相陶瓷粉4-5%。

作为更进一步的优选方案：一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料，其所用原料以质量百分比计包括：电解铜粉56%、还原铁粉15%、电解镍3%、钨粉2%、石墨粉12%、改性海泡石粉7%；B₄C-SiC复相陶瓷粉5%。在这一方案下，所得产品的摩擦系数大、但磨损量却小。

与现有铜基闸片相比，本发明首次使用烧结改性海泡石和复相陶瓷粉结合的方式来协同增强铜基材料。其中，烧结改性后的海泡石颗粒在制动过程中会主要作为耐磨组元来分散热量，减小基体损失。复相陶瓷粉则是由碳化硼和碳化硅以3-5：5-3的比例混合，球磨-高温处理后得到。目的是获得高活性且能相互粘接的复相陶瓷粉，以至于和铜基体有更良好的接触，减少陶瓷粉的脱落行为，通过改性海泡石和球磨-高温处理复合陶瓷粉共同作用，在确保在较高摩擦系数下实现了较低的磨损量。

所述电解铜粉为承受载荷和热传导的主体，颗粒尺寸65~75微米。

所述还原铁粉，电解镍粉和钨粉为基体强化组元，颗粒尺寸65~75微米。

所述石墨粉为天然鳞片状，用于降低摩擦，减少磨损，颗粒尺寸120-180微米。

所述烧结改性海泡石粉为耐磨-高温润滑组元，用于提升耐磨性和高温摩擦稳定性，颗粒尺寸65-75微米。

所述复相陶瓷粉是由碳化硼和碳化硅以质量比3-5：5-3、优选为5:3的比例混合，350-450r/min转速下球磨24-60小时，后将球磨粉体置于真空烧结炉中进行1400-1600℃的高温处理得到，用于防止基体流失，增加耐磨性，原始碳化硼颗粒尺寸1-10微米，原始碳化硅颗粒尺寸1-10微米。

本发明一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料的制备方法，包括下述步骤:

第一步: 按照质量比3-5：5-3的设计比例称取碳化硼和碳化硅粉，充分混合后加入到行星式球磨中，溶剂为乙醇，球料比为25-50：1，设定转速350-450r/min，球磨时间为24-60小时，后将球磨粉体置于真空烧结炉中进行1400-1600℃的高温处理，得到高活性的B₄C-SiC复相陶瓷粉。

第二步：将原始海泡石粉体放入真空烧结炉中进行高温处理，热处理制度为200℃，400℃，600℃，A℃温度下各保温15~35分钟，优选为820℃，升温速率为3-5℃/min，得到烧结改性的海泡石粉。所述A的取值为820~840℃、优选为820℃。

第三步：按照设计组分称取各原料粉，采用V型混料机进行粉末的均匀处理，2-3%航空煤油作为粘结剂，室温下混合8-10小时，设定转速为80-120 r/min。

第四步：将混合均匀的粉末倒入特制磨具中，550~600MPa压力下加压成型为坯体，保压时间为10~15s。

第五步：将坯体放置于钟罩式加压炉中进行烧结，采用阶梯式升温和分段式加压相结合，得到含改性海泡石的铜基复合材料。具体工艺：烧结压力为1.5-2.0MPa，升温到500℃-550℃；烧结压力为2-2.5MPa，升温到烧结温度920-940℃；烧结压力为4~5MPa，保温2-3小时。为防止氧化，全程充入H₂和N₂（1：2），作为保护气氛。

对所得含改性海泡石的铜基复合材料进行制动摩擦试验：

在制动压力0.6 MPa，制动惯量0.35 kg·m²下，采用MM-3000缩比试验机，与中南大学粉末冶金研究院自制碳陶盘配对（密度2.2 g/cm³, 硬度110 HRL），24 m/s制动速度下进行10次干燥工况制动。

本发明所得含改性海泡石的铜基复合摩擦材料；其密度为4.6-5.0 g/cm³，开孔率为3-12%，抗弯强度为120-200MPa。其在制动压力0.6 MPa，制动惯量0.35 kg·m²下，采用MM-3000缩比试验机，与中南大学粉末冶金研究院自制碳陶盘配对（密度2.2g/cm³, 硬度110HRL），10次干燥工况下制动后的磨损量在0.10~0.25 cm³/MJ、优选为0.15~0.20 cm³/MJ，摩擦系数在0.30-0.45、优选为0.35-0.42。本发明在保证摩擦系数为0.35~0.42的情况下，得到了磨损量小于等于0.25cm³/MJ的优质产品。

本发明所设计和制备的含改性海泡石的铜基复合摩擦材料用作摩擦材料，适用于高铁，摩托车，汽车刹车片。当然也可用作制备机械零件，如齿轮，轴承，活塞等。

有益效果

本发明在材料设计方面，首次引入烧结改性海泡石作为耐磨组元，并通过球磨-烧结后的复相陶瓷粉B₄C-SiC进行协同强化，以获得一种全新配方的铜基闸片。本发明在性能方面，所获得的铜基闸片不仅耐磨耐高温，且磨损小，稳定性好，与碳陶盘的适配十分优越。本发明在机理方面，采用烧结改性海泡石和高活性复相陶瓷粉体两种截然不同的作用机理进行强化，充分发挥了两者的协同效应。改进了陶瓷粉与铜基材料之间的界面不稳定，易出现脱落的问题；缓解了陶瓷粉会导致制动不平稳，铜基闸片低寿命问题。同时，本发明未使用石棉、铅及其化合物。

附图说明

图1为铜基闸片制备示意图。

图2为本发明实施例及对比例所得产品的摩擦制动曲线图，其中a为实施例所得产品的摩擦制动曲线图，b为对比例所得产品的摩擦制动曲线图。

图3为本发明实施例及对比例所得产品10次重复高能制动下的摩擦系数分布图，其中a为实施例所得产品的摩擦系数分布图，b为对比例所得产品的摩擦系数分布图。

图4为本发明实施例及对比例所得产品在10次重复高能制动后的磨损率分布图，其中a为实施例所得产品的磨损率分布图，b为对比例所得产品的磨损率分布图。

由图1可知铜基闸片的制备流程。

由图2、3、4可知，实施例的摩擦系数皆达到0.3-0.45之间，且磨损在小于0.35cm³/MJ的标准范围内，皆优于对比例。实施例1优于实施例2，3和4，表明复相陶瓷粉和改性海泡石的比例优化有益于摩擦性能提升。实施例2优于实施例5，表明烧结制度的优化有益于摩擦性能提升。实施例6优于实施例3，表明压制压力的优化有益于摩擦性能提升。实施例3和2优于对比例1和2，表明烧结改性海泡石和球磨-高温复相陶瓷粉的加入有益于摩擦性能提升。

具体实施方式

本发明一种全新配方铜基闸片：改性海泡石和复合陶瓷粉共同成就，包括如下步骤：

本发明实施例和对比例中：

所用电解铜粉的颗粒尺寸为65~75微米；

所用还原铁粉的颗粒尺寸为65~75微米；

所用电解镍粉的颗粒尺寸为65~75微米；

所用钨粉的颗粒尺寸为65~75微米；

所用石墨粉为天然鳞片状，颗粒尺寸为120-180微米。

所用烧结改性海泡石粉为的颗粒尺寸为65-75微米。

实施例1

第一步：原料预处理

按照质量比5：3的设计比例称取碳化硼和碳化硅粉，充分混合后加入到行星式球磨中，溶剂为乙醇，球料比为25：1，设定转速400r/min，球磨时间为48小时，后将球磨粉体置于真空烧结炉中进行1600℃的高温处理，得到高活性的B₄C-SiC复相陶瓷粉。

第二步：原料预处理

将原始海泡石粉体放入真空烧结炉中进行高温处理，热处理制度为200℃，400℃，600℃，820℃温度下各保温30分钟，升温速率为3℃/min，得到烧结改性的海泡石粉。

第三步：原料混合

依次称取电解铜粉56%、还原铁粉15%、电解镍3%、钨粉2%、石墨粉12%、烧结改性海泡石粉7%、B₄C-SiC复相陶瓷粉5%，采用V型混料机进行粉末的均匀处理，3%航空煤油作为粘结剂（即粘结剂占电解铜粉+还原铁粉+电解镍+钨粉+石墨粉+烧结改性海泡石粉+B₄C-SiC复相陶瓷粉总质量的3%），室温下混合8小时，设定转速为100 r/min。

第四步：生坯压制

将混合均匀的粉末倒入特制磨具中，600MPa压力下加压成型为坯体，保压时间为15s。

第五步：烧结成型

将坯体放置于钟罩式加压炉中进行烧结，采用阶梯式升温和分段式加压相结合。具体工艺：烧结压力为1.5MPa，升温到550℃；烧结压力为2.5MPa，升温到烧结温度920℃；烧结压力为5MPa，保温3小时。为防止氧化，全程充入H₂和N₂（1：2），作为保护气氛。

第六步：制动摩擦试验

在制动压力0.6 MPa，制动惯量0.35 kg·m²下，采用MM-3000缩比试验机，与中南大学粉末冶金研究院自制碳陶盘配对，24 m/s制动速度下进行10次干燥工况制动。

所取得的摩擦系数和铜基闸片磨损量分别为0.41和0.19 cm³/MJ。

实施例2

第一步：原料预处理

按照质量比5：3的设计比例称取碳化硼和碳化硅粉，充分混合后加入到行星式球磨中，溶剂为乙醇，球料比为25：1，设定转速400r/min，球磨时间为48小时，后将球磨粉体置于真空烧结炉中进行1400℃的高温处理，得到高活性的B₄C-SiC复相陶瓷粉。

第二步：原料预处理

第三步：原料混合

依次称取电解铜粉58%、还原铁粉13%、电解镍2%、钨粉6%、石墨粉10%、烧结改性海泡石粉8%、B₄C-SiC复相陶瓷粉6%，采用V型混料机进行粉末的均匀处理，3%航空煤油作为粘结剂（即粘结剂占电解铜粉+还原铁粉+电解镍+钨粉+石墨粉+烧结改性海泡石粉+B₄C-SiC复相陶瓷粉总质量的3%），室温下混合9小时，设定转速为110 r/min。

第四步：生坯压制

将混合均匀的粉末倒入特制磨具中，550MPa压力下加压成型为坯体，保压时间为10s。

第五步：烧结成型

将坯体放置于钟罩式加压炉中进行烧结，采用阶梯式升温和分段式加压相结合。具体工艺：烧结压力为1.5MPa，升温到550℃；烧结压力为2.5MPa，升温到烧结温度920℃；烧结压力为5MPa，保温2小时。为防止氧化，全程充入H₂和N₂（1：2），作为保护气氛。

第六步：制动摩擦试验

所取得的摩擦系数和铜基闸片磨损量分别为0.40和0.25 cm³/MJ。

实施例3

第一步：原料预处理

第二步：原料预处理

将原始海泡石粉体放入真空烧结炉中进行高温处理，热处理制度为200℃，400℃，600℃，830℃温度下各保温30分钟，升温速率为3℃/min，得到烧结改性的海泡石粉。

第三步：原料混合

依次称取电解铜粉52%、还原铁粉19%、电解镍2%、钨粉2%、石墨粉15%、烧结改性海泡石粉3%、B₄C-SiC复相陶瓷粉7%，采用V型混料机进行粉末的均匀处理，3%航空煤油作为粘结剂（即粘结剂占电解铜粉+还原铁粉+电解镍+钨粉+石墨粉+烧结改性海泡石粉+B₄C-SiC复相陶瓷粉总质量的3%），室温下混合8小时，设定转速为100 r/min。

第四步：生坯压制

第五步：烧结成型

将坯体放置于钟罩式加压炉中进行烧结，采用阶梯式升温和分段式加压相结合。具体工艺：烧结压力为1.5MPa，升温到550℃；烧结压力为2.5MPa，升温到烧结温度930℃；烧结压力为5MPa，保温3小时。为防止氧化，全程充入H₂和N₂（1：2），作为保护气氛。

第六步：制动摩擦试验

在制动压力0.6 MPa，制动惯量0.35 kg·m²下，采用MM-3000缩比试验机，与中南大学粉末冶金研究院自制碳陶盘配对，24 m/s制动速度（即转速为6000转/min，其他实施例和对比例也是一样的转速）下进行10次干燥工况制动。

所取得的摩擦系数和铜基闸片磨损量分别为0.30和0.10 cm³/MJ。

实施例4

其他条件和实施例1一致，不同之处在于配方的改变。电解铜粉57%、还原铁粉14%、电解镍3%、钨粉2%、石墨粉15%、烧结改性海泡石粉5%、B₄C-SiC复相陶瓷粉4%，

所取得的摩擦系数和铜基闸片磨损量分别为0.31和0.13 cm³/MJ。

实施例5

其他条件和实施例2一致，不同之处在于烧结制度的改变。具体工艺：烧结压力为1.5MPa，升温到600℃；烧结压力为2.5MPa，升温到烧结温度940℃；烧结压力为4MPa，保温3小时。

所取得的摩擦系数和铜基闸片磨损量分别为0.37和0.21 cm³/MJ。

实施例6

其他条件和实施例3一致，不同之处在于压制压力和时间的改变。550MPa压力下加压成型为坯体，保压时间为10s.

所取得的摩擦系数和铜基闸片磨损量分别为0.33和0.12 cm³/MJ。

对比例1：

其他条件和实施例3一致，不同之处在于配方的改变，使用球磨后经过1200℃高温处理处理的复相陶瓷粉。电解铜粉52%、还原铁粉19%、电解镍2%、钨粉2%、石墨粉15%、烧结改性海泡石粉3%、B₄C粉4.3%，SiC粉2.7%。

所取得的摩擦系数和铜基闸片磨损量分别为0.29和0.08 cm³/MJ。

对比例2：

其他条件和实施例3一致，不同之处在于配方的改变，未使用烧结改性海泡石，而是直接加入原始海泡石。电解铜粉58%、还原铁粉13%、电解镍2%、钨粉6%、石墨粉10%、海泡石粉8%、B₄C-SiC复相陶瓷粉6%。

所取得的摩擦系数和铜基闸片磨损量分别为0.29和0.11 cm³/MJ。该对比例所得样品摩擦系数过低，无法用作运载器具刹车片使用。

对比例3：

其他条件和实施例4一致，不同之处在于配方的改变，未加入海泡石。电解铜粉57%、还原铁粉14%、电解镍3%、钨粉2%、石墨粉15%、B4C-SiC复相陶瓷粉9%。

所取得的摩擦系数和铜基摩擦闸片磨损量分别为0.28和0.08 cm³/MJ。该对比例所得样品摩擦系数过低，无法用作运载器具刹车片使用。

对比例4：

其他条件和实施例4一致，不同之处在于配方的改变，未加入复相陶瓷粉。电电解铜粉57%、还原铁粉14%、电解镍3%、钨粉2%、石墨粉15%、烧结改性海泡石粉9%。

所取得的摩擦系数和铜基摩擦闸片磨损量分别为0.42和0.33 cm³/MJ。该对比所得产品磨损量过大。

对比例5：

其他条件和实施例1一致，不同之处在于配方的改变。电解铜粉60%、还原铁粉21%、电解镍1%、钨粉2%、石墨粉12%、烧结改性海泡石粉2%、B₄C-SiC复相陶瓷粉2%，所取得的摩擦系数和铜基摩擦闸片磨损量分别为0.15和0.04 cm³/MJ，该对比例所得样品摩擦系数过低，用作运载器具刹车片使用时，会存在制动距离过长的隐患。

对比例6：

其他条件和实施例2一致，不同之处在于配方的改变。电解铜粉51%、还原铁粉21%、电解镍4%、钨粉2%、石墨粉8%、烧结改性海泡石粉3%、B₄C-SiC复相陶瓷粉1%，所取得的摩擦系数和铜基摩擦闸片磨损量分别为0.14和0.04 cm³/MJ。该对比例所得样品摩擦系数过低，用作运载器具刹车片使用时，会存在制动距离过长的隐患。

对比例7：

其他条件和实施例4一致，不同之处在：将原始海泡石粉体放入真空烧结炉中进行高温处理，热处理制度为200℃，400℃温度下各保温30分钟，升温速率为3℃/min，得到烧结改性的海泡石粉。所取得的摩擦系数和铜基摩擦闸片磨损量分别为0.29和0.12cm³/MJ。

对比例8：

其他条件和实施例1一致，不同之处在在于配方的组成改变。电解铜粉56%、还原铁粉14%、锡粉4%、钨粉4%、石墨粉11%、未经处理的原始海泡石粉3%、经过球磨但未经高温处理的B₄C-SiC复相陶瓷粉8%。所取得的摩擦系数和铜基摩擦闸片磨损量分别为0.26和0.13cm³/M。该对比例所得样品摩擦系数过低，用作运载器具刹车片使用时，会存在制动距离过长的隐患。

Claims

1.一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料，其特征在于：其所用原料以质量百分比计包括，

电解铜粉52~58%，

电解镍粉1~4%，

还原铁粉12~20%，

钨粉1~3%，

石墨粉8~15%，

改性海泡石粉3~9%，

碳化硼-碳化硅复相陶瓷粉2~10%，

所述改性海泡石粉是将海泡石粉在820℃ -840℃温度焙烧后所得粉末，

所述碳化硼-碳化硅复相陶瓷粉在球磨后经1400-1600℃高温处理所得。

2.根据权利要求1所述的一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料，其特征在于：其所用原料以质量百分比计包括，

电解铜粉54~57.5%，

电解镍粉2~3.5%，

还原铁粉13~17%，

钨粉1~2%，

石墨粉9~15%，

改性海泡石粉5-8%，

碳化硼-碳化硅复相陶瓷粉4-6%。

3.根据权利要求2所述的一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料，其特征在于：其所用原料以质量百分比计包括，

电解铜粉55.5~57.5%、还原铁粉13.5~15.5%、电解镍2.5~3.5%、钨粉2%、石墨粉12~15%、改性海泡石粉7%；碳化硼-碳化硅复相陶瓷粉4-5%。

4.根据权利要求3所述的一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料，其特征在于：其所用原料以质量百分比计包括，

电解铜粉56%、还原铁粉15%、电解镍3%、钨粉2%、石墨粉12%、改性海泡石粉7%；碳化硼-碳化硅复相陶瓷粉5%。

5.根据权利要求1所述的一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料，其特征在于：碳化硼-碳化硅复相陶瓷粉由碳化硼和碳化硅以3-5：5-3的比例混合，球磨并经过1400℃-1600℃高温处理后得到。

6.根据权利要求1所述的一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料，其特征在于：所述电解铜粉的颗粒尺寸为65~75微米；

所述还原铁粉，电解镍粉和钨粉的颗粒尺寸为65~75微米；

所述石墨粉为天然鳞片状，其颗粒尺寸为120-180微米；

所述改性海泡石粉的颗粒尺寸为65-75微米。

7.根据权利要求5所述的一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料，其特征在于：所述复相陶瓷粉是由碳化硼和碳化硅以质量比3-5：5-3的比例混合，350-450r/min转速下球磨24-60小时，经1400-1600℃高温处理后得到，原始碳化硼颗粒尺寸1-10微米，原始碳化硅颗粒尺寸1-10微米。

8.一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料的制备方法，其特征在于：包括下述步骤，

第一步：按照质量比3-5：5-3的设计比例称取碳化硼和碳化硅粉，充分混合后加入到行星式球磨中，溶剂为乙醇，球料比为25-50：1，设定转速350-450r/min，球磨时间为24-60小时，后将球磨粉体置于真空烧结炉中进行1400-1600℃的高温处理，得到碳化硼-碳化硅复相陶瓷粉；

第二步：将原始海泡石粉体放入真空烧结炉中进行高温处理，热处理制度为200℃，400℃，600℃， A℃温度下各保温15~35分钟，升温速率为3-5℃/min，得到烧结改性的海泡石粉；所述A的取值为820~840℃；

第三步：按照设计组分称取各原料粉，采用V型混料机进行粉末的均匀处理，2-3%航空煤油作为粘结剂，室温下混合8-10小时，设定转速为80-120 r/min；

第四步：将混合均匀的粉末倒入磨具中，550~600MPa压力下加压成型为坯体，保压时间为10~15s；

第五步：将坯体放置于钟罩式加压炉中进行烧结，采用阶梯式升温和分段式加压相结合，得到含改性海泡石的铜基复合材料，开始烧结时，控制烧结压力为1.5-2.0MPa，升温到500℃-550℃；然后控制烧结压力为2-2.5MPa，升温到烧结温度920-940℃；然后控制烧结压力为4~5MPa，保温2-3小时。

9.根据权利要求8所述的一种含改性海泡石的铜基复合摩擦材料的制备方法，其特征在于：所得含改性海泡石的铜基复合摩擦材料；其密度为4.6-5.0 g/cm³，开孔率为3-12%，抗弯强度为120-200MPa；其在制动压力0.6 MPa，制动惯量0.35 kg·m²下，采用MM-3000缩比试验机，10次干燥工况下制动后的磨损量在0.10~0.25 cm³/MJ，摩擦系数在0.30-0.45。

10.一种如权利要求1-7任意一项含改性海泡石的铜基复合摩擦材料的应用，其特征在于：所述含改性海泡石的铜基复合摩擦材料用作摩擦材料。