कार्बन-सिरेमिक डिस्क (पूरा नाम: कार्बन फाइबर-प्रबलित सिरेमिक कंपोजिट ब्रेक डिस्क) उच्च-प्रदर्शन वाले ब्रेकिंग घटक हैं। अपनी अनूठी सामग्री गुणों और संरचनात्मक डिजाइन के कारण, इनका व्यापक रूप से उच्च-अंत ऑटोमोबाइल, रेसिंग कारों और अन्य क्षेत्रों में उपयोग किया जाता है। उनके मुख्य लाभ और प्रदर्शन मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होते हैं:
कार्बन-सिरेमिक डिस्क का आधार सामग्री सिरेमिक (आमतौर पर सिलिकॉन कार्बाइड, आदि) और कार्बन फाइबर का एक समग्र है। सिरेमिक में स्वयं अत्यधिक उच्च कठोरता होती है (मोह कठोरता 9 तक, हीरे के करीब), और कार्बन फाइबर के सुदृढ़ प्रभाव के साथ, उनका घर्षण प्रतिरोध पारंपरिक कच्चा लोहा या स्टील ब्रेक डिस्क की तुलना में बहुत अधिक होता है।
- साधारण कच्चा लोहा ब्रेक डिस्क को तीव्र ड्राइविंग या बार-बार उपयोग के तहत कुछ हजार किलोमीटर के बाद बदलने की आवश्यकता हो सकती है; इसके विपरीत, कार्बन-सिरेमिक डिस्क का सेवा जीवन 100,000 किलोमीटर से अधिक हो सकता है। यहां तक कि कुछ रेसिंग कारों या सुपरकारों की कार्बन-सिरेमिक डिस्क भी वाहन के पूरे सेवा जीवन तक चल सकती हैं, जिससे प्रतिस्थापन आवृत्ति और रखरखाव लागत काफी कम हो जाती है।
ब्रेकिंग के दौरान, ब्रेक पैड और डिस्क के बीच घर्षण बहुत अधिक गर्मी उत्पन्न करता है (तीव्र ड्राइविंग के दौरान तापमान आसानी से 600 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है, और रेसिंग परिदृश्यों में 1,000 डिग्री सेल्सियस से भी अधिक हो सकता है)। पारंपरिक धातु ब्रेक डिस्क उच्च तापमान पर थर्मल फीकापन (यानी, ब्रेकिंग दक्षता में कमी और "नरम" ब्रेक) के लिए प्रवण होते हैं, और अधिक गरम होने के कारण विकृत या दरार भी हो सकते हैं।
- कार्बन-सिरेमिक डिस्क में अत्यधिक मजबूत उच्च-तापमान प्रतिरोध होता है, जिसमें 1,500 डिग्री सेल्सियस से अधिक की ऊपरी कार्य तापमान सीमा होती है। उनके भौतिक गुण उच्च तापमान पर स्थिर रहते हैं, और गर्मी संचय के कारण ब्रेकिंग दक्षता मुश्किल से घटती है। वे निरंतर तीव्र ड्राइविंग (जैसे ट्रैक रेसिंग या डाउनहिल माउंटेन ड्राइविंग) के दौरान स्थिर ब्रेकिंग बल बनाए रख सकते हैं, जिससे सुरक्षा में काफी सुधार होता है।
सिरेमिक और कार्बन फाइबर का घनत्व कच्चे लोहे की तुलना में बहुत कम होता है (कार्बन-सिरेमिक डिस्क का घनत्व लगभग 2.8 ग्राम/सेमी³ होता है, जबकि कच्चा लोहा लगभग 7.2 ग्राम/सेमी³ होता है)। इसलिए, कार्बन-सिरेमिक डिस्क का वजन समान आकार के कच्चे लोहे की डिस्क का केवल 1/2 से 1/3 होता है।
- हल्का वजन सीधे वाहन के "अस्प्रंग मास" (निलंबन के नीचे का वजन, जैसे पहिए और ब्रेक) को कम करता है, निलंबन भार को कम करता है, त्वरण और मंदी प्रतिक्रिया गति में सुधार करता है, और स्टीयरिंग चपलता को बढ़ाता है। इसके अतिरिक्त, समग्र वाहन वजन को कम करने से ईंधन की खपत या बिजली की खपत कम करने में मदद मिलती है (विशेष रूप से नई ऊर्जा प्रदर्शन वाहनों के लिए महत्वपूर्ण)।
पारंपरिक कच्चा लोहा ब्रेक डिस्क सड़क पर बारिश, नमक, अम्लीय और क्षारीय पदार्थों के कटाव के कारण जंग के प्रति संवेदनशील होते हैं। लंबे समय तक उपयोग के बाद, सतह पर एक ऑक्साइड परत बन सकती है, जो ब्रेकिंग फिट और स्थिरता को प्रभावित करती है।
- कार्बन-सिरेमिक डिस्क का सिरेमिक मैट्रिक्स अत्यधिक मजबूत रासायनिक स्थिरता रखता है और पानी, नमक, तेल के धब्बों आदि के साथ प्रतिक्रिया नहीं करता है। उनमें मुश्किल से जंग या संक्षारण होता है, और वे कठोर वातावरण जैसे नमी और बर्फीली परिस्थितियों (जहां बर्फ हटाने के लिए नमक फैलाया जाता है) में भी सतह की समतलता और स्थिर ब्रेकिंग प्रदर्शन बनाए रख सकते हैं।
धातु ब्रेक डिस्क घर्षण के दौरान काली धातु की धूल उत्पन्न करते हैं (जो पहिया हब से चिपक जाती है, उपस्थिति को प्रभावित करती है) और उच्च तापमान पर घर्षण कंपन के कारण कठोर शोर उत्पन्न कर सकते हैं।
- जब कार्बन-सिरेमिक डिस्क समर्पित ब्रेक पैड (आमतौर पर सिरेमिक या धातु-आधारित कंपोजिट) के खिलाफ रगड़ती हैं, तो वे बहुत कम धूल उत्पन्न करती हैं, जिससे पहिया हब को साफ रखना आसान हो जाता है। इस बीच, समग्र सामग्री के भिगोना गुण घर्षण कंपन को कम करते हैं, जिससे ब्रेकिंग शोर काफी कम हो जाता है और ड्राइविंग शांति में सुधार होता है।
हालांकि कार्बन-सिरेमिक डिस्क उच्च-तापमान परिदृश्यों में उत्कृष्ट प्रदर्शन करते हैं, वे कम तापमान पर (जैसे प्रारंभिक ठंडे स्टार्ट चरण) प्रभावी ब्रेकिंग स्थिति तक जल्दी पहुंच सकते हैं। धातु डिस्क के विपरीत, जो अपने सर्वश्रेष्ठ प्रदर्शन के लिए "प्रीहीटिंग" पर निर्भर करते हैं, वे दैनिक शहरी ड्राइविंग के दौरान अधिक रैखिक और स्थिर ब्रेकिंग अनुभव प्रदान करते हैं।
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