Advanced Powder Materials dergisinde yayınlanan son bir çalışmada , sepiyolit takviyeli bakır bazlı fren balataları üretmek için geleneksel toz metalurji sıkıştırma ve sinterleme yöntemi kullanılırken, karbon-seramik kompozit fren diskleri kimyasal buhar infiltrasyonu ve eriyik infiltrasyonu teknikleri kullanılarak hazırlandı. Üretilen fren balataları yalnızca yüksek hızlı tren fren balataları için mekanik mukavemet gereksinimlerini karşılamakla kalmadı, aynı zamanda yüksek sıcaklıklarda minimum aşınma ve kararlı sürtünmeli frenleme performansı da sergiledi.
Özellikle bakır bazlı fren balatalarına %8 sepiyolit eklenmesi frenleme etkinliğini artırdı. Bu bileşim bir test tezgahında daha fazla test edildi ve acil frenleme sırasında 380 km/s'de güvenli ve istikrarlı frenleme gösterildi ve 200 km/s'de optimum frenleme performansı gözlemlendi.
Sepiyolitin yüksek sıcaklıktaki kayganlığı, öncelikle geleneksel eyer şeklindeki sürtünme eğrisinin değişmesi ve bir sürtünme filminin oluşmasında belirgindir. Eyer şeklindeki eğrideki kuyruk yukarı fenomeni, sürtünme ısısının birikmesi ve kayma hızının azalması nedeniyle meydana gelir ve bu da artan yapışkan aşınmaya ve sürtünme katsayısında hızlı bir artışa yol açar.
Ancak sepiolit, yüksek sıcaklıklarda iç su moleküllerinin veya hidroksit iyonlarının serbest kalması ve katmanlı yapıları arasındaki bağların zayıflaması gibi özellikler gösterir. Bu, yüksek sıcaklıkta yağlama sağlayan bir yüzey yağlama filminin oluşumunu hızlandırır. Sonuç olarak, sepiolit belirli bir miktarda eklendiğinde, eyer şeklindeki eğrideki kuyruk yukarı fenomeni yüksek sıcaklıkta yağlama etkisi altında kaybolur.
Buna karşılık, sepiolitin mükemmel aşınma direnci, değişen sepiolit içeriğine sahip bakır bazlı fren balatalarının sürtünme katsayısındaki önemli artışlarla ve aşınma mekanizmasındaki değişikliklerle gösterilmiştir. %2'den %8'e artışlarla, sürtünme katsayısı sırasıyla %29, %21 ve %30 artarken, aşınma mekanizması aşındırıcı aşınmadan oksidasyon aşınmasına ve yapışkan aşınmaya kademeli olarak geçiş yapmıştır.
Çin'in Çangşa kentindeki Central South Üniversitesi'ndeki araştırmacılar tarafından yürütülen çalışmada, bakır bazlı fren balatalarında aşınma yüzeylerinin ve aşınma kalıntılarının morfolojisi incelenerek, bileşen analizi yapılarak ve eleman dağılımı karakterize edilerek frenleme sırasındaki mikro yapısal evrim ve sürtünme tabakasının oluşum süreci araştırıldı.
Bor karbür, yüksek sıcaklık koşullarında oksidasyona uğrayarak bor oksit filmi oluşturur; sepiyolit termal ayrışmaya uğrayarak bağlı suyu dökerek sürtünme filminin bir parçasını oluşturur; silisyum karbür, sürtünme filmine yapışan parçacıklar oluşturur.
Makine öğrenimine dayalı olarak sürtünme yüzeyi için gerçek zamanlı bir sıcaklık tahmin modeli oluşturulur ve tahmin modelini iyileştirmek ve optimize etmek için genetik algoritmalar kullanılır . Sıcaklık tahmin modelinin etkili bir şekilde oluşturulması, yalnızca bakır bazlı fren balatalarının kararlı çalışmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda kullanım ömürlerini tahmin etmek için de rehberlik sağlar.
