剎車片也叫剎車皮。在汽車的剎車系統(tǒng)中,剎車片是最關(guān)鍵的安全零件，所有剎車效果的好壞都是剎車片起決定性作用，所以說(shuō)好的剎車片是人和汽車的保護(hù)神。
　　1897 年，HerbertFrood 發(fā)明了第一塊剎車片( 使用棉線作為增強(qiáng)纖維)，并用于馬車和早期的汽車，從此，世界著名的Ferodo 公司成立了。隨后在1909 年，該公司發(fā)明了世界上第一個(gè)固化石棉基剎車片；1968年，發(fā)明世界上第一個(gè)半金屬基剎車片，此后，摩擦材料開始向無(wú)石棉化發(fā)展。國(guó)內(nèi)外開始研究各種石棉的替代纖維如鋼纖維、玻璃纖維、芳綸纖維、碳纖維等在摩擦材料上的應(yīng)用。
　　汽車剎車片材料種類按制造材料不同?？煞譃槭奁?、半金屬片或低金屬片、NAO( 無(wú)石棉有機(jī)物)片、碳碳片和陶瓷片等。
　　石棉片
　　從最初開始石棉就已經(jīng)被用作剎車片的加固材料，由于石棉纖維具有高強(qiáng)度和耐高溫的特性，因此可以滿足剎車片及離合器盤和襯墊的要求。這種纖維具有較強(qiáng)的抗張能力，甚至可以同高級(jí)鋼材相匹配，且可以承受316℃的高溫。更重要的是石棉相對(duì)廉價(jià)，它是從閃石礦石中提煉出來(lái)的，而此種礦石在很多國(guó)家已被大量發(fā)現(xiàn)。
　　石棉摩擦材料主要以石棉纖維即水合硅酸鎂作為增強(qiáng)纖維。經(jīng)添加調(diào)節(jié)摩擦性能的填料。再用粘結(jié)劑在熱壓模內(nèi)壓制成型而得到的一種有機(jī)基復(fù)合材料。
　　20世紀(jì)70年代以前，石棉型摩擦片在全球范圍內(nèi)被廣泛應(yīng)用，并長(zhǎng)期占據(jù)主導(dǎo)地位。但是,由于石棉的傳熱性能很差，不能迅速發(fā)散摩擦熱，會(huì)導(dǎo)致摩擦面熱衰退層變厚，增加材料的磨損。同時(shí)，石棉纖維在400℃ 以上析出結(jié)晶水，使摩擦性能顯著下降而急劇增加磨損。當(dāng)?shù)竭_(dá)550℃以上時(shí)，結(jié)晶水已基本上喪失，完全失去增強(qiáng)效果。更重要的是，經(jīng)醫(yī)學(xué)證明，石棉是對(duì)人體呼吸器官有嚴(yán)重?fù)p害的物質(zhì)。1989年7月，美國(guó)環(huán)保署(EPA）宣布將在1997年以前禁止所有石棉制品的進(jìn)口、制造和加工。
　　半金屬片
　　半金屬片是在有機(jī)摩擦材料與傳統(tǒng)粉末冶金摩擦材料的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型摩擦材料，采用金屬纖維替代石棉纖維，是20世紀(jì)70年代初美國(guó)本迪斯公司開發(fā)的無(wú)石棉摩擦材料。
　　“半金屬”混合物型剎車片主要是采用粗糙的鋼絲絨作為加固纖維和重要的混合物。從外觀上（細(xì)的纖維和微粒）可以很方便地將石棉型和無(wú)石棉有機(jī)物型剎車片（NAO）區(qū)分開來(lái)，另外它們還具有一定的磁性。
　　美、歐、日等國(guó)家從上世紀(jì)60年代開始大面積推廣使用半金屬摩擦材料。半金屬片的耐磨性能比石棉片提高25%以上，目前在我國(guó)剎車片市場(chǎng)上占主導(dǎo)地位。而美國(guó)大部分汽車，尤其是轎車和客貨兩用車，半金屬制動(dòng)器襯片已占80%以上。
　　但產(chǎn)品還存在鋼纖維易生銹、 熱傳導(dǎo)率高、硬度較高、密度大等缺點(diǎn)。
　　雖然“半金屬”存在不小的缺點(diǎn)，但是由于其生產(chǎn)穩(wěn)定性好，價(jià)格低廉，仍然是汽車剎車片的首選材料。但是隨著國(guó)際市場(chǎng)對(duì)無(wú)石棉、少金屬的環(huán)保型摩擦材料越來(lái)越青睞，這就限制了摩擦材料中有害金屬成分及銅的含量，由此可見(jiàn)，”半金屬“摩擦材料也將逐步退出歷史舞臺(tái)。
　　NAO片
　　20世紀(jì)80年代初期，國(guó)際上出現(xiàn)了各種混雜纖維增強(qiáng)的無(wú)石棉制動(dòng)襯片，即第三代無(wú)石棉有機(jī)物NAO型剎車片。其目的是為了彌補(bǔ)鋼纖維單一增強(qiáng)半金屬制動(dòng)材料的缺陷，所采用的纖維有植物纖維、芳綸纖維、玻璃纖維、鋼纖維、陶瓷纖維、碳纖維、礦物質(zhì)纖維等。由于多元纖維的應(yīng)用，制動(dòng)襯片中纖維在性能上互補(bǔ)，易于設(shè)計(jì)出綜合性能優(yōu)異的制動(dòng)襯片配方。
　　無(wú)石棉有機(jī)物NAO型剎車材料主要是作為石棉的替代品而研制的，用于制動(dòng)鼓或制動(dòng)蹄，但是近期它們也正在開始被嘗試用作前盤式剎車片的替代品。就性能而言，NAO型剎車片更接近石棉剎車片，而不是半金屬剎車片。它不像半金屬剎車片那樣具有良好的導(dǎo)熱性和良好的高溫可控性。
　　NAO片其主要優(yōu)點(diǎn)是無(wú)論在低溫或高溫都保持良好的制動(dòng)效果，減少磨損，降低噪音，延長(zhǎng)剎車盤的使用壽命，代表著目前摩擦材料的發(fā)展方向。所有世界著名品牌如奔德士/菲羅多牌剎車片使用的摩擦材料就是第三代NAO無(wú)石棉有機(jī)物材料。能在任何溫度下制動(dòng)自如，保護(hù)駕駛員生命安全，并最大限度延長(zhǎng)剎車盤壽命。而國(guó)內(nèi)主要的剎車片制造公司山東金麒麟、衡水北方制動(dòng)、河北星月制動(dòng)等都是進(jìn)行NAO生產(chǎn)的。而這些NAO型剎車材料主要供給于桑塔納、昌河、夏利、海馬等主要汽車品牌。
　　碳碳片
　　碳碳復(fù)合材料剎車片其實(shí)是一類特殊的無(wú)石棉有機(jī)物剎車材料。碳碳復(fù)合摩擦材料是用碳纖維增強(qiáng)碳基體的一類材料。它的摩擦性能十分優(yōu)異；密度低，僅為鋼的四分之一，采用該材料制作的剎車組件與其他相比，減重40%左右；具有比粉末冶金材料、鋼材高得多的熱容量；熱強(qiáng)度高、無(wú)變形、粘結(jié)的現(xiàn)象，工作溫度可達(dá)2200℃，且摩擦磨損性能良好，使用壽命長(zhǎng)，在剎車過(guò)程中其摩擦系數(shù)穩(wěn)定適中。
　　碳碳復(fù)合材料片最早應(yīng)用于軍用飛機(jī)上，后來(lái)被F1賽車采用，這也是碳碳材料在汽車剎車片上唯一的應(yīng)用。F1使用的是碳-碳（Carbon-carbon）復(fù)合材料剎車碟，1976年布拉伯漢姆（Brabham）車隊(duì)首次在F1賽車上使用該材質(zhì)的剎車。碳-碳復(fù)合材料跟碳纖維是兩種不同的材質(zhì)，F(xiàn)1剎車碟的厚度28mm，直徑278mm，重量非常輕，而且峰值摩擦系數(shù)可達(dá)到0.6。工作溫度方面，F(xiàn)1剎車碟的最佳的工作溫度在600℃左右（在300℃以下，剎車性能只能用糟糕來(lái)形容），剎車時(shí)碟的溫度每十分之一秒可上升100℃，直至突破1000℃，甚至1200℃之高，在這個(gè)制動(dòng)過(guò)程中，F(xiàn)1賽車可獲得超過(guò)5個(gè)G大的制動(dòng)G值（也就是相對(duì)于5個(gè)賽車手的重量值）。
　　但是碳碳復(fù)合摩擦材料同時(shí)存在著以下一些缺點(diǎn)：摩擦系數(shù)不穩(wěn)定，受濕度的影響很大;抗氧化性能差(在空氣中50℃以上發(fā)生嚴(yán)重氧化)；對(duì)環(huán)境(干燥、干凈)的要求較高；價(jià)格非常昂貴；用途限定在特殊領(lǐng)域范圍內(nèi)。因此，這也是限制碳碳材料難以廣泛推廣的主要原因。
　　陶瓷片
　　作為摩擦材料中的新品陶瓷剎車片具有無(wú)噪聲、無(wú)落灰、不腐蝕輪轂、使用壽命長(zhǎng)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)。陶瓷剎車片最初由日本剎車片企業(yè)于20世紀(jì)90年代研制成功，隨后逐漸成為剎車片市場(chǎng)的新寵。
　　碳/碳-碳化硅復(fù)合材料（碳陶C/C-SiC）汽車剎車片首次被揭開神秘的面紗，是在1999 年法蘭克福國(guó)際汽車交易會(huì)（IAA）上。高科技新材料的使用徹底顛覆了傳統(tǒng)的汽車剎車片技術(shù)，與傳統(tǒng)的灰鑄鐵剎車片相比，碳/碳-碳化硅復(fù)合材料剎車片的重量減輕了大約60%，非懸掛質(zhì)量減輕了近23公斤。同時(shí)，碳陶剎車片還具有的優(yōu)點(diǎn)是剎車反應(yīng)速度提高且制動(dòng)衰減降低、熱穩(wěn)定性高、無(wú)熱振動(dòng)、踏板感覺(jué)極為舒適、操控性能提升、抗磨損性高等等。因此，碳陶剎車片的使用壽命更長(zhǎng)，而且?guī)缀醪粫?huì)產(chǎn)生灰塵。最初，保時(shí)捷公司于2001年將碳陶剎車片作為配套設(shè)備裝配在911GT2型跑車上，911C4S從2002年11月提供選配，其他知名品牌汽車也陸續(xù)開始通過(guò)采用這一創(chuàng)新型剎車技術(shù)來(lái)提高車輛安全性并改善踏板舒適度。其中包括Mercedes-Benz的CL55 AMG、奧迪W12&S8、賓利、布加迪和蘭博基尼等跑車與豪華汽車,Ford等也計(jì)劃使用同類產(chǎn)品。
　　陶瓷基摩擦材料的典型代表是C/C-SiC陶瓷復(fù)合材料，即碳纖維增強(qiáng)碳化硅基體的C/SiC陶瓷復(fù)合材料。德國(guó)斯圖加特大學(xué)和德國(guó)航天研究所等單位的研究人員對(duì)C/C-SiC陶瓷復(fù)合材料應(yīng)用于摩擦領(lǐng)域進(jìn)行了研究，并研制出了C/C-SiC陶瓷剎車片應(yīng)用于保時(shí)捷轎車中，美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室與Honeywell Advanced composites公司、Honeywell Aircraft Loading Systems 公司、Honeywell Commercial Vehicle systems 公司合作，正在研制低成本的C/SiC陶瓷復(fù)合材料剎車片，替代用于載重汽車的鑄鐵和鑄鋼剎車片。而國(guó)內(nèi)進(jìn)行碳陶剎車材料研究的單位主要有中南大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)、國(guó)防科技大學(xué)、沈陽(yáng)金屬所等，能夠獨(dú)立進(jìn)行碳陶生產(chǎn)的企業(yè)有湖南博望碳陶，西安鑫垚陶瓷，西安航空制動(dòng)和河南泛銳等。但是由于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)對(duì)剎車片的要求還沒(méi)有那么高，因此碳陶剎車片的推廣還有很長(zhǎng)的路要走。
　　目前，在代表世界摩擦材料先進(jìn)水平的歐洲和北美國(guó)家中，其摩擦材料主要以半金屬/金屬(鋼纖維、鐵粉等)材料為主的配方，此類配方絕大多數(shù)相當(dāng)硬，摩擦系數(shù)高達(dá)FG或是更高的GG級(jí)，剎車雖然比較好，但當(dāng)制動(dòng)盤（剎車碟）材質(zhì)與剎車片摩擦材料不匹配時(shí)，噪音比較大，而且相當(dāng)容易劃傷制動(dòng)盤，使制動(dòng)盤過(guò)早地起坑、磨損。代表日本、韓國(guó)摩擦材料先進(jìn)水平的配方，主要是以半金屬陶瓷剎車片（紫銅+黃銅陶瓷剎車片）為主，此類剎車片摩擦系數(shù)多為FF級(jí)，日產(chǎn)系列的還有GG級(jí)跟HH級(jí)，該類剎車片與鋼纖維鐵粉剎車片相比，除了具有一流水平的摩擦系數(shù)及高耐磨性外，還具有剎車較舒適，制動(dòng)噪音明顯減少、傷盤也明顯減低的優(yōu)勢(shì)。代表我國(guó)的剎車片摩擦材料行業(yè)比較雜，沒(méi)有一個(gè)主要且總體的研發(fā)方向，或者說(shuō)，中國(guó)的汽車工業(yè)仍處于相對(duì)落后的一個(gè)階段，全自主產(chǎn)權(quán)的汽車生產(chǎn)商屈指可數(shù)，如奇瑞、中華（據(jù)說(shuō)中華也只有一半擁有著自主產(chǎn)權(quán)）等，進(jìn)而歐洲的半金屬鋼纖維剎車片、日韓的紫銅+黃銅陶瓷剎車片在中國(guó)都占據(jù)著相當(dāng)大的主導(dǎo)地位。因此，作為我國(guó)汽車行業(yè)的企業(yè)和從業(yè)者們還需要長(zhǎng)期地、動(dòng)腦筋地去不斷開發(fā)新材料，創(chuàng)新自己，為做行業(yè)內(nèi)剎車片的領(lǐng)跑者而努力。