高速铁路新材料AdvancedMaterialsofHighSpeedRailway第2卷第1期2023年2月Vol.2No.1February2023含金属碳/碳复合材料滑板在高速动车组上的应用研究宋文彬1,逯雨海2,徐相生2,吕传胜2,金龙1(1.中国铁路上海局集团有限公司,上海200071;2.杭州卓导新材料有限公司,杭州311103)摘要:浸金属碳滑板因其优异的导电性、耐磨性应用于部分300km/h以上动车组,但在使用过程中存在崩边、掉块的现象。碳纤维以其高强度、高导电等特性,被引入碳、铜基体,形成了含金属碳/碳复合材料。研究了含金属碳/碳复合材料滑板在动车组上的应用,并与浸金属碳滑板进行了比较。结果表明:与浸金属碳滑板相比,含金属碳/碳复合材料滑板具有质量轻、抗冲击性能好的特性,在使用过程中,未出现崩边、掉块现象,使用寿命较浸金属碳滑板更长。含金属碳/碳复合材料滑板能更好地适应CR450动车组高速、大电流的使用工况。关键词:动车组;滑板;碳/碳复合材料;浸金属碳;使用寿命中图分类号:TB332;U264.3+4文献标志码:Adoi:10.3969/j.issn.2097-0846.2023.01.005滑板从接触网上取电并向电力机车传输电能,是电力机车的核心部件。滑板的材质经历了从纯金属、粉末冶金到纯碳、浸金属碳的变迁。如今,纯碳和浸金属碳成为电力机车滑板的主流材质[1-2]。相比于纯碳,浸金属碳具备更低的电阻、更高的冲击韧性,特别是在西部风沙天气、冬季冰冻环境下,有着更为优异的使用性能,这使浸金属碳滑板得到了广泛应用。浸金属碳滑板在使用的过程中存在崩边、掉块的现象[3]。崩边的碳条边缘尖锐,损伤接触线,增大接触线的维护量,降低接触线的使用寿命;日常检修中须对碳条进行修整,降低碳条边缘锋利程度,这大大增加了日常检修工作量。因此,亟待开发一种性能更优异的滑板。含金属碳/碳复合材料是一种以碳纤维为增强体,碳为基体,并添加金属的复合材料,成分和浸金属碳材料一致,具备高导电的特性。同时,因添加有碳纤维,材料冲击韧性显著提高[4-5]。自20世纪90年代起,日本开始研究含金属碳/碳复合材料,到2010年,含金属碳/碳复合材料滑板批量应用于80%的相模铁路、京王铁路列车[6-7]。在实际应用中,含金属碳/碳复合材料表现出耐磨、不易缺损等优异特性,成为新一代滑板的研究热点[8-9]。本文介绍了含金属碳/碳复合材料滑板在300km/h高速动车组上的应用。1高速动车组用滑板的结构及服役工况1.1滑板结构滑板主要由碳条、铝托架、ADD气道、ADD气道接口等组成,典型结构示意见图1...