JP3679444B2 - 高エネルギー制動用複合材ディスク - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は摩擦材ならびに制動装置におけるその利用に関するもので、より詳細には高エネルギー制動用複合材ディスクに関する。
【０００２】
【従来の技術】
高速列車の制動系を構成する摩擦材の最適化は、散逸させるエネルギーレベルがきわめて高いためますます難しくなってきている。このようにきわめて進歩の速い状況下にあっては、例えば鉄−銅焼結金属製ライニングと組み合わせた大西洋高速列車（ＴＧＶ−Ａ）用の制動ディスクのような従来の方法はその限界に達しており、乗客の輸送のための運行速度を３００ｋｍ／ｈに制限しているのは、一部には、現状では充分に性能が優れた制動システムを設計することができないという理由による。超高速では、摩擦ブレーキのみが列車を停止することができる。
【０００３】
現行技術による制動装置は例えば、通常車軸に取り付けた制動ディスクの使用を必要とするクランプ装置に依るものである。
【０００４】
このような装置内では、ブレーキパッドがディスクそのものの両側をはさむ状態になる。
【０００５】
高速列車または高重量車両の制動装置の幾つかの部分を構成する摩擦材の最適化は、散逸させるエネルギーレベルがきわめて高いためますます難しくなってきている。これらのエネルギーは速度の２乗と運動質量に比例する。
【０００６】
制動頻度が高い時も、散逸すべきエネルギーが多くなる。地下鉄の場合がこれに相当する。
【０００７】
例えばＴＧＶ−Ａ用の制動ディスクと鉄−銅焼結金属製ライニングを利用する先行技術による制動装置は、現在その限界に達している。
【０００８】
例えば、高速列車に取り付けられた先行技術による制動装置は、３００ｋｍ／ｈ程度の速度から制動が行われた時、それぞれのディスク上で１４ＭＪ程度のエネルギーを散逸する。散逸可能な最大エネルギーは１９ＭＪ程度である。
【０００９】
制動の分野における現在の目標は、４００ｋｍ／ｈ程度の速度から制動が行われた時、それぞれのディスク上で２５ＭＪ程度のエネルギーを散逸することである。
【００１０】
セラミックブレーキは有効な代案となっている。一般的に、セラミック材は高温における比熱および機械強度が高く、摩擦特性も良好で、種類によっては熱衝撃強度も優れている。しかしながらむくのセラミックは非常にもろく、単一材質の制動ディスクでは信頼性の高い方法を考案することはできない。反対に、セラミック被覆またはセラミックインサートという案は、信頼性の観点からもコストの点からもより現実的であると思われる。このように、熱吹き付けによってディスク上に形成されたセラミック被覆または焼結セラミック製ライニングを備える数個の組付けフランジで構成されるディスクというような複合材実施方法の実施が可能である。この技術は当初、鉄道の分野（ＴＧＶ、頻繁停止車両．．．）で開発されたものであるが、制動形態または、安定した摩擦係数と摩耗の少ない摩擦材が必要とされるようなその他のあらゆる制動状態において、多量のエネルギーを散逸する可能性のある他の種類の車両についても開発することが可能である。
【００１１】
制動時には排熱の問題が生じる。車輪のハブの近辺において制動によって生じる熱は、熱の影響を受け易い車輪の軸受に伝達されてはならない。集中して放出されると車輪が車軸にクランプされてしまうことがある。セラミックまたはサーメット（セラミック−金属）の被覆またはインサートは、車軸中の熱の伝播を制限することと、高温における安定した摩擦特性を確保しつつディスク／ライニング対の耐摩耗性と熱疲労強度とを向上させることとを目的とするもので、それにより新しい種類のライニングが開発された。
【００１２】
英国特許UK 2 268 511号は、少なくとも一つのセラミックまたはサーメット型の被覆とニッケル系の熱障壁とを含む制動ディスクについて記載している。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はまた、セラミック材を使用した高速列車用の高エネルギー制動複合材ディスクを提案することである。本発明の変形は専ら、現行技術において説明されているようないずれの場合もセラミックライニングと共に作用するディスクを対象とする。
【００１４】
本発明の別の目的は、制動ディスク内で使用できかつ、車軸内の熱の伝播を制限することが可能な摩擦材を提案することである。
【００１５】
本発明の別の目的は、制動ディスク内で使用できかつ、ディスク／ライニング対の耐摩耗性を向上させることが可能な摩擦材を提案することである。
【００１６】
本発明の別の目的は、制動ディスク内で使用できかつ、高温における安定した摩擦特性を確保しつつディスクの熱疲労強度を向上させることが可能な摩擦材を提案することである。
【００１７】
本明細書におけるサーメットという用語はセラミック／金属の略語であり、セラミック−金属複合材を意味する。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、セラミック製のむくのブレーキライニング（３７）に組み合わされることを特徴とする、少なくとも一つのセラミック系またはサーメット系の被覆を含む高エネルギー制動用複合材ディスクを対象とする。
【００１９】
本発明によれば、複合材ディスクは以下の特徴の一つを満たす。
【００２０】
−被覆のうちの一つが炭化クロム系のセラミック−金属複合材の外側被覆である。
【００２１】
−セラミック−金属複合材の摩擦外側被覆がニッケル−クロム／炭化クロム系である。
【００２２】
−ディスクが、ＮｉＣｒＡｌＹ−ジルコニア（ＮｉＣｒＡｌＹ−ｚｉｒｃｏｎｅ）系のセラミック−金属複合材製、イットリウムを含むジルコニア（ｚｉｒｃｏｎｅ ｙｔｔｒｉｅｅ）製または断熱性酸化物セラミック製の熱障壁を含む。
【００２３】
−ディスクが順に、基板、前記熱障壁、摩擦外側被覆で構成される。
【００２４】
−接続層が前記基板上に配設されている。
【００２５】
−接続層がＮｉＣｒＡｌＹである。
【００２６】
−被覆のうちの少なくとも一つがファイバによって強化されている。
【００２７】
−ブレーキライニングがチタン酸アルミニウムまたはその他のセラミック材のスタッドを含む。
【００２８】
−ブレーキライニングのスタッドの組成の重量比が、アルミナがおおむね５４％、酸化チタンがおおむね３３％、ケイ素がおおむね３％、酸化マグネシウムがおおむね２．５％である。
【００２９】
小型ディスク上での高エネルギー制動シミュレーションにより、チタン酸アルミニウムのライニングとニッケル−クロム／炭化クロムサーメットが被覆されたディスクを組み合わせることは、制動時における制動係数の観点からも摩耗の観点からも有利な性能を発揮する材料対となることが明らかになった。同様に、熱障壁を挿入することにより、ディスクの厚みにおいてかなりの温度利得が生じた。
【００３０】
本発明のその他の目的、特徴および利点は、添付図を参照しながら高エネルギー複合材ディスクの好ましい実施様態の説明を読むことにより明らかになろう。
【００３１】
【実施例】
本発明による第一の実施例は専ら「被覆」（ｒｅｖｅｔｅｍｅｎｔ）の側面のみを考慮したものであり、吹き付けディスクすなわち熱吹き付けにより実現された被覆を備えるディスクに関する。
【００３２】
被吹き付け対象素材の種類と希望する層の厚みを考慮し、さらに実施方法の経済的側面を考慮の上、種々の薄膜形成技術の中から大気プラズマ吹き付け（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｐｌａｓｍａ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｑｕｅ）方法が採用された。プラズマ熱吹き付け（ｐｒｏｊｅｃｔｉｏｎ ｔｈｅｒｍｉｑｕｅ ｐｌａｓｍａ）方法は、プラズマジェットに固形粒子を注入し、基板に衝突する前に同粒子を溶解させ、基板に薄膜構造をもつ層を形成させるものである。
【００３３】
被覆をディスクに適合させることは、コーティングが完全に基板に密着しその機能を果たすようにするという限りにおいては容易なことではない。主な困難さは、セラミックと基板との間の化学結合の性質、セラミックの本質的脆弱性、ならびに付着膜と基板との間のヤング率および膨張係数の違いに起因する。吹き付け作業中に、液状または半液状粒子が基板の上に展開される。吹き付けられた液状粒子が基材または既存粒子の凹凸部に侵入し、基板側に熱が伝達され、粒子の収縮により急速な冷却および凝固が行われる。
【００３４】
プラズマ吹き付けによって実現されるコーティングの場合、被膜の付着力および粘着力は本質的に力学的なものであり、基板の調製が被膜の固定を左右する重要な段階の一つである。我々の実施の場合、吹き付け前のディスクについてグレード１６のコランダムによるサンドブラスト（アルミナ酸化物、平均粒子径１ｍｍ、サンドブラスト圧６ｂａｒ、Ｒａ＝６μｍ）により適当な粗度が得られる。
【００３５】
溝加工、放電加工、レーザー法、さらには化学的酸洗いにより、さらに高い粗度を得たり表面の変更を行うことも可能であるが、酸化の危険性を制限するためこれらの処理は吹き付けの数分前に実施しなければならない。
【００３６】
開発に使用される吹き付け装置は図１に示されている。複合材ディスク１１は、回転手段１３により回転軸Ｙを中心として一定の速度で回転する。他方、トーチ１２はディスクから距離Ｄｔのところに設置され、一定のコーティング厚みが得られるようディスク１１の半径に応じて制御された移動速度で移動し、二方向矢印１５によって符号化されている、軸ｘに平行な往復運動を行う。残留応力を最小化するため、吹き付け中は冷却手段１４により、必ず吹き付けパラメータとディスク１１の冷却とを完全に制御する必要がある。
【００３７】
前述の機能を満たすため三層コーティング２１が採用された。その結果、基板２２には、ＮｉＣｒＡｌＹからなる接続層２３、熱障壁２４の役割を果たす“イットリウムを含むジルコニア−ＮｉＣｒＡｌＹ”複合層、さらには炭化クロムベースのサーメットからなる摩擦層２５が付着された。
【００３８】
三層コーティングをともなった複合材ディスク（２１）のそのような構造は例えば図２に示されている。
【００３９】
図２において提案されている構造は鋼製基板２２に関するものであり、その場合に吹き付けられる粉末の組成は表１に示されている。
【００４０】
【表１】

【００４１】
あらゆる種類の鋳鉄または鋼の基板２２にコーティングを実施することが可能である。
【００４２】
高エネルギー制動の実施例の場合、アルミニウム合金はある温度以上になると機械特性が大きく減少するという使用限界温度があるため、これを基板２２として使用することは検討に値しない。反対に実施例が、より小エネルギーの制動に関するものであり摩擦の側面（摩擦係数および摩耗）をこの技術の中で追及するならば、アルミ合金に熱障壁を挿入する場合もしない場合もニッケル／クロム−炭化クロムサーメットの吹き付けを実施することは可能である。その場合、膨張係数の違いを軽減するために適切な膨脹係数を有する固定層２３を設ける必要がある。後記する第二の実施様態はアルミ合金の軽量性を活用し車軸の重量の大幅な軽量化を可能にするものである。
【００４３】
高エネルギー制動の実施例の場合、基板２２としてファイバ（炭化物または酸化物）強化アルミニウムマトリックス複合材を使用することが可能である。これらの素材はさらに高温でもその機械特性を維持する。
【００４４】
固定底層２３はなくてはならないというものではないが、基板２２および上部層２４に対する接着力を増加させることが可能である。固定底層２３がない場合は接着力は主に機械的なものであるが、固定底層２３がある場合には小範囲の分散部分が認められる。固定用合金は耐酸化性および耐腐食性の高い素材であるので、制動時の加熱の際に発生するおそれのある熱酸化を制限することが可能である。この接続層によりまた、基板２２と例えば熱障壁２４のような吹き付けされた第二層との間の膨張係数の違いを最小化することも可能となる。また接続層として例えばニッケルアルミニウムのようなその他の合金を使用することも可能であるが、接続層としてより広く使用されているＭＣｒＡｌＹ（ここでＭとはニッケルまたはコバルト）型の合金と比べると酸化防止の障壁効果は減少する。
【００４５】
ジルコニア系の被膜は熱伝導性が低く熱膨張係数が比較的高いため、熱障壁として産業界で最も一般的に使用されている。しかしながら制動形態における実験から、基板への良好な付着力およびより強い粘着力を示す複合被膜がより優れた信頼性をもつことが明らかにされた。すなわちジルコニアの力学的特性よりも優れた力学的特性をもちつつ熱衝撃に対する感応度が低く「熱障壁効果」がほぼ同一であるＮｉＣｒＡｌＹ−ジルコニア系「金属−セラミック」複合材のことであるが、純粋なイットリウムを含むジルコニアまたはその他のあらゆる断熱性酸化物セラミック（チタン酸アルミニウム、アルミナ．．．）の使用も可能である。被膜の厚みを増加させると熱ストレスに対する強度が低下することになるため、想定される制動形態に応じて熱断熱性／強度の最良の妥協点を見い出す必要がある。この見解は、目的とする制動が行われることによって発生する基本的に熱に関する応力に応じて厚みが最適化される摩擦層２５に対しても有効である。表１に示されている粒子の大きさは一例でしかない。実施例に応じて、より粒度が細かいまたは粗い粉末を使用することは極めて有効となることがある。大径の粒子を使用すると残留応力率が低下し多孔性が上昇する。多孔性が高いと熱衝撃強度に対しては好都合であるが腐食要素の侵入を容易にすることになり、熱サイクルの作用により基板の腐食および酸化が発生するため、ここでもやはり、想定される実施例に応じて最良の妥協点を見い出す必要がある。
【００４６】
コーティングの実施に関しては、大気型またはその他の形態（低圧プラズマ、大気圧プラズマ、大気および温度制御−プラズマ）のプラズマトーチ以外にも、他の火炎熱吹き付け技術（とくに超および極超高周波ガン）さらにはレーザ方法を利用することが可能である。また、種々の被膜技術を組み合わせて様々な層を実現しようとすることも可能である。極超高周波吹き付けはプラズマよりも密な層を得ることが可能であり、摩耗率の低い摩擦層を得る上では有利であることがあるが、この実施方法では熱障壁層の実現が困難である。逆説的だが、付着力の点について言えば、各層間の酸化を制限し各吹き付け材の特性の違いを軽減するため、連続的かつ漸進的に各層を形成させることにより（したがって複数の粉末分配器が必要）最良の結果が得られる。同観点から見れば、諸方法を組み合わせるよりも、吹き付け後処理を実施するという方法による方が好ましいと思われる。
【００４７】
特にきわめて高いエネルギーを発生する制動時においては装置の寿命を改善させるため、いくらかの吹き付け後処理が必要となることがある。残留応力を除去するため不活性雰囲気下で熱処理（拡散処理）を実施することにより、底層／基板の界面、および多層コーティングの場合には各界面において拡散領域が生じ付着力を向上させることが可能である。レーザによる表面処理は、すでに付着させた被膜を再度溶融させるのに実施することが可能である。また、緻密化された層の内部に種類の異なる粒子を挿入することにより再溶融を行うことができることについても留意する必要があり、それにより表面において異なった特性（例えば摩擦係数がもっと高いとか低いといった）を得ることが可能となる。この処理により層のミクロ構造が変化しより緻密になり、残留応力がより微細になる状態を得ることができる。レーザによる表面再溶融により、表面において緻密で平滑な被膜であって、微細かつ均質なミクロ構造をもち、良好な熱力学的特性をもつ被膜を得ることが可能である。およそ１００ないし２００μｍの厚さのこの層の下部では、プラズマ吹き付け後に得られたままの層が残留している。「ブラズマのみ」の層と比較した場合、同処理がもたらすものは、耐摩耗性の向上と耐熱衝撃強度の向上である。
【００４８】
また、特に層の耐熱衝撃強度を向上させるため、層の形成時にファイバ（炭化物または酸化物）により層を強化することが可能であることについて留意する必要がある。
【００４９】
高速列車において実施するため、参考としてＴＧＶ−Ａ車両に使用されている素材Ｊｕｒｉｄ７２１型鉄−銅焼結ライニングと組み合わせた２８ＣＤＶ５−０．８鋼製小型ディスクで制動シミュレーションが行われた。コーティング（０．１ｍｍの底層＋０．５ｍｍの熱障壁＋０．５ｍｍの摩擦層）を施したディスク上で実施された同一の試験では非常に一定した摩擦係数が得られている。熱障壁を挿入することにより当然のことながらディスク内部の温度は低下するが、ライニング内部の温度は上昇し、ライニングは過酷な摩耗を示す。このように制動ディスクの最適化はライニングの最適化と切り離して考えることはできない。熱障壁付き制動ディスクはライニングへの熱移動が増加するため、新世代のライニングの開発が必要となる。セラミックは高温において一定した熱力学的特性を示し、表面にニッケル−クロム／炭化クロムサーメットが被覆されたディスクと組み合わせてチタン酸アルミニウムのライニングを使用することにより、想定速度または出力の大小にかかわらず、常時非常に安定した摩擦係数が得られるとともに、界面で発生する熱をより公正に分布させることが可能となる。
【００５０】
焼結鉄−銅金属製の円筒形スタッドで構成されるライニングを備えた高速列車における実施を想定して、アイソスタティックプレスによりチタン酸アルミニウム製のスタッドが造られた。参考までに、スタッドの組成は基本的に、アルミナ５４％、酸化チタン３３％、ケイ素３％、酸化マグネシウム２．５％である。この化学組成は摩擦挙動を調整するため変更することができる。セラミック製スタッドは焼結金属製スタッドと比べより軽量であり、製造費もはるかに安価である。
【００５１】
また、これらの摩擦材は、現在使用されている「２８ＣＤＶ５／鉄−銅焼結ライニング」対に比べ制動時における摩耗がより少なく、またより規則的である。セラミックの場合、破片の飛散による摩耗機構に引き続いて、厚みが１ミクロン程度の非常に硬い表面層が形成される高温グレイジング現象がよく発生する。実用面の観点から見れば、グレイジングは「ニッケル−クロム／炭化クロムサーメットとチタン酸アルミニウム」対に良好な耐摩耗性と一定した摩擦係数をもたらす。
【００５２】
チタン酸アルミニウムの熱伝導率は極めて低いため、このようなライニングを使用すると、出力が同じである場合、当然のことながらディスクの表面温度は上昇する。基板と摩擦層との間に熱障壁を付加することにより表面温度はさらに若干上昇するが、熱障壁の効果により基板内部においてはより低い温度を実現することが可能である。実施例に応じて熱障壁の厚みを変えて、ディスクとライニングとの間の制動による熱を良好に分布させることが必要である。この場合の表面温度の上昇は、熱障壁が摩擦表面に非常に近い位置にあることによるものでもあることに留意する必要がある。後記する第二の実施様態はまさにこの不利な条件の解消を可能にするものである。
【００５３】
チタン酸アルミニウムの他にも、アイソスタティックプレスまたはその他の方法（一軸プレス、鋳造、注入による押し出しまたはモールディング）によるセラミック材は、制動形態における摩擦特性の実験を経た上であれば適当なものとなろう。
【００５４】
本技術は表面に別の金属を付着させることを内容とするものであるので、想定される摩擦ディスクの種類（ＴＧＶかそれ以外のものであるか）にかかわらず、コーティングを施しても設計理念を変更するものではない。
【００５５】
ＴＧＶ−Ａのライニングの現状のスタッドは焙焼内で焼結され、ついで金属底板に溶接されるが、金属底板そのものも支持板に溶接される。セラミック製スタッドの場合、それを固定するため溶接手段を直接使用することはもはや不可能である。
【００５６】
図３はライニング３０におけるスタッド３１の固定の可能性を示す図である。スタッド３１は焼結後、テーパ状の基部を得るために従来の方法で加工される。溝３２、３６内に設置された中心合わせ足部３３によりスタッドの回転を固定することが可能である。例えばステンレス製のリング３４は下部がテーパ面を呈している。前記リング３４はスタッド３１に組付けられ、ついで、ライニング装着装置（図示せず）に合わせたありほぞ３７に固定された支持板３５に溶接され、スタッド３１の固定を可能にする。
【００５７】
前述の技術的貢献に加え、本技術の経済的利点も評価に値する。想定される鉄道車両あるいはその他の車両の如何にかかわらず、現状の制動ディスクはコストが比較的高い。例えばＴＧＶ−Ａ型ディスクは高弾性限界合金鋼28 CDV 5-0.8鋼であり、走路上硬度が３７０ＨＢになるよう処理が施されるため、かなりのコストがかかる。
【００５８】
本方法の経済的利点は、一つは、必要な部位のみに高価な素材を使用し全体としては中程度の特性の鋼を使用することにあり、もう一つは特殊な工具（例えばコーティングを施した工具）を用いて変質した層を除去し、そのようにして改修されたディスクに再度材料の吹き付けを行うことにより、コーティングを施されたディスクが再利用できることにある。ただし摩擦層のみを除去することは難しいことと、再度全面的にコーティングを施す方が信頼性が高いことに留意すべきである。
【００５９】
本発明による第二の実施様態は、前述の如く、熱移動において第一の実施様態の技術的諸利点を組み合わせさらにはこれらを向上させることができ、摩擦ディスクの重量を顕著に軽減できるような組み合わせディスクに関する。この設計は、鋼製のむくのディスクと比べ、１ディスクあたり４０％程度の重量の軽減をもたらすものと思われる。
【００６０】
この第二の実施様態は組付けた複数のフランジから成るディスクを考案するということを内容とする。制動にアルミ合金を使用する場合には、例えファイバ強化アルミマトリックス複合材の場合であっても力学的特性を温存させるため、必然的に適切な温度に留めておく必要がある。
【００６１】
図４に示すように、複合材ディスク（４０）は４つの部分から成る。
【００６２】
中央フランジ４１は直接車軸に接続されている。中間フランジ４２は熱障壁の役割を果たし、温度を大幅に下げ、アルミ合金製の中央ディスク４１の使用を可能にする。これら断熱フランジ４２は焼結ジルコニア製でありしたがって重量が大きい。
【００６３】
従来の方法（一軸プレス、鋳造、注入さらには押し出しによるモールディング）によってつくられる類似のセラミック材（アルミナ、チタン酸化物）も適当なものとなろう。また、アルミナファイバと有機結合剤から成る混合物で構成される複合材を使用することも可能であり、この複合材は従来方法による重量のあるセラミックと同様、加工が難しくなく、セラミックと比較した場合、同等の耐熱衝撃強度と熱力学的特性をもちつつ熱伝導率ははるかに低い。
【００６４】
外側フランジ４３は１つの面にコーティングが施された鋼製の基板４４と、場合によっては底層に付着されるニッケル−クロム／炭化クロムサーメット４５から成る。この外側フランジ４３はチタン酸アルミニウム製のライニング（図示せず）と組み合わせることにより、第一の実施様態に記載されている摩擦特性上の利点（摩擦係数の安定性、軽微で規則的な摩耗、摩擦係数の値の調整が可能なこと）の恩恵をうけることが可能である。
【００６５】
界面からもっと遠くに熱障壁を配設することにより、第一の実施様態と比較して、摩擦面の温度上昇を制限することができ、その結果拮抗する素材の摩耗を制限することができる。中間フランジ４２およびコーティングが施されていない外側フランジ４３の厚みは、目的とする制動の実施例に応じて最適化する必要がある。要は、摩擦面における温度を最低限に保ちつつアルミ合金の使用を可能にするため、４２／４１の界面において充分に大きな温度下降を得ることである。
【００６６】
被膜形成方法によりアルミ合金製の中央フランジ５１に熱障壁５２を設けることにより、二種類のフランジを使用するという変形も実施が可能である。前述のように、１つの面にコーティング（５５）を含む基板（５４）から成る外側フランジ（５３）がある。このような複合材ディスク（５０）は図５に示されている。
【００６７】
第一の実施様態に記載されているように熱障壁の厚みには限度がある。高エネルギー制動の実施例においては、このようにして実現された熱障壁の厚みでは不充分となることがあるが、その場合、中央フランジ６１上に第一熱障壁６２Ａを設けた後、外側フランジ６３上に第二熱障壁６２Ｂを設けることが可能である。
このような複合材ディスク（６０）の実施例が図６に示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による吹き付け複合材ディスクの実現のための吹き付け装置を示す図である。
【図２】本発明による、基板と三重被覆から成る吹き付け複合材ディスクの部分横断面図である。
【図３】ライニングのセラミックスタッドの固定の可能性を示す図である。
【図４】本発明による組み合わせ複合材ディスクの部分横断面図である。
【図５】本発明による組み合わせ複合材ディスクの変形の部分横断面図である。
【図６】追加熱障壁を含む図５の組み合わせ複合材ディスクの部分横断面図である。
【符号の説明】
１１ ディスク
１２ トーチ
１３ 回転手段
１４ 冷却手段
２２ 基板
２３ 接続層
２４ 熱障壁
２５ 摩擦層

Claims (10)

1. 少なくとも一つのセラミック系またはサーメット系の被覆を含む高エネルギー制動用複合材ブレーキディスク（２１）と、これに組み合わされるブレーキライニング（３０）とを含んでおり、前記ブレーキライニング（３０）が、むくのセラミック材料から作られていることを特徴とする、制動装置。
2. 被覆のうちの一つが、炭化クロム系のセラミック金属複合材料からなる外側被覆であることを特徴とする、請求項１に記載の制動装置。
3. セラミック金属複合材料から作られる摩擦外側被覆（２５）が、ニッケルクロムまたは炭化クロム系であることを特徴とする、請求項２に記載の制動装置。
4. 前記ブレーキディスクが、ＮｉＣｒＡｌＹジルコニア系のセラミック金属複合材料から、またはイットリウムを含むジルコニアから、または断熱性酸化物セラミックから作られた、熱障壁（２４）を含むことを特徴とする、請求項の１から３のいずれか一項に記載の制動装置。
5. 前記ブレーキディスクが、順に、基板（２２）、前記熱障壁（２４）、および摩擦外側被覆（２５）を備えることを特徴とする、請求項４に記載の制動装置。
6. 前記ブレーキディスクが、前記基板（２２）上に配設された接続層（２３）を含むことを特徴とする、請求項５に記載の制動装置。
7. 前記接続層（２３）がＮｉＣｒＡｌＹからなることを特徴とする、請求項６に記載の制動装置。
8. 前記被覆のうちの少なくとも一つがファイバによって強化されていることを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載の制動装置。
9. 前記ブレーキライニングが、チタン酸アルミニウムまたはその他のセラミック材料からなるスタッド（３１）を含むことを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載の制動装置。
10. ブレーキライニングのスタッドの組成の重量比が、アルミナがおおむね５４％、酸化チタンがおおむね３３％、ケイ素がおおむね３％、酸化マグネシウムがおおむね２．５％であることを特徴とする、請求項９に記載の制動装置。

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