国内外碳刷研究开发现状

碳刷（电刷）这一产品既古老又年轻。随着人们生活质量的不断提高，各种功能电机的出现，传统的碳刷已远远满足不了其特定的使用功能要求。铁路机车的提速、超超临界火力发电厂的建成、风力发电机组风电场的开拓、汽车自动化功能的完善、各类功能家用电机创造以及多样化电动工具的成功研发、电功玩具的创新……无一离不开与之密切相关的核心部件——碳刷。

一、国外碳刷研究开发现状

之所以说碳刷（电刷）这一产品既古老又年轻是因为最早的碳刷出现是在100多年前，但随着时代的进展，即使国外对碳刷研究开发从没有停止过！

由于当今时代，无论是在我国，还是在外国，碳刷制造的核心技术属高度绝对保密的状态，外人无法知晓。而只能仅从实际样品上了解其中一些不确切的端倪。

1、碳刷研发

碳刷的研究开发有别于其他产品，它不仅受原材料组成（配方）的不同产品有异，而且与工艺、生产使用的设备、人员操作有关，甚至与原材料的产地、生产时的气候有关。因此，投入的方向不可能很简单、明了，即投入有一定的风险。国外的碳刷（碳材料）企业都会投入较大的人力、资金来确保研发工作的正常进行。

2、研究成果

不同的企业有不同的品牌产品：火力发电厂发电机组用电刷首推英国摩根；直流电机用电刷当推德国林斯道夫；小型或微电机电刷以德国逊克为冠……

在汽车电机电刷领域，目前国外在固内产品研发最突出的应是特耐斯（日本）公司。

3、生产手段

研发产品理念固然重要，但设备先进性不容忽视：材料组分多少可以用先进的检测设备、手段分析，但相同的组份采用不同的设备生产出的产品有时可能有天壤之别！混合设备、成型设备、烧结设备，甚至是加工设备等，国外要比我们先进许多，并且我们有的甚至根本没有。

二、国内碳刷研究开发现状

我国的碳刷始于上世纪40年代，电碳行业正式起始于上世纪50年代前苏联援建中国156项项目。于上世纪80年代发展迅速，目前我国除在黑龙江建有哈尔滨电碳研究所及国家电碳质量检测中心外，还有设有碳材料研究部门的大专院所有20余家，有一定生产规模的电碳生产厂家有30余家，电碳制品加工厂多达380多家遍布全国，国外在我国境内的独资、合资企业也有10家以上。

我国汽车工业的良性急速发展及电动工具、家用电机、玩具模型业的快速增长，境外相关产品需求的猛增，进一步刺激了碳刷新品的发展。

1、生产工艺装备现状

有色制品分马力电刷的生产技术水平与国外的产品无论是工艺还是产品性能都已较接近：制品烧结采用无氧烧结、保护性气体烧结及还原性气体烧结，并有间隙式炉及连续烧结炉；电动工具用碳刷产品、吸尘器、洗衣机用碳刷产品除采用自动生产加工线外，部分可模压一次成型。

近两年来，全自动模压趋成熟，一次成型压机，全自动电刷加工生产线，国内也已有技术相当完善的产品，完全适用于各类产品的生产加工需要，功能性达到或超过国外水平。

2、碳刷研发现状

碳刷的研发近几年发展迅速，特别是民营企业更是投入了大量的资金、整合了各方人才，使原来的进口碳刷材料国产化，并创造了十分可观的价值。

2.1、超高工作电流密度产品

目前已有工作电流密度达45A/CM2的碳刷，用于电镀机组及风力发电机组的防雷接地电刷；

2.2、电动工具用电刷

特别是超高功率、高转速的产品，如吸尘器、洗衣机电机用电刷，以往多以进口产品垄断国内市场，如今基本实现了国产化，但性能的稳定性及产品的通用适用性尚有待于进一步提高。

2.3、碳刷研发中新材料的应用

纳米材料的出现，为碳刷的研发带来了新的改良手段，特别是亚纳米石墨材料的商品化，为碳刷的性能提供了全新的理念及手段：耐磨、无火花、低噪音等性能达到有机的统一。

3、碳刷研发的关键与展望

3.1、新材料的应用及工艺设计的改变

使用气流粉碎机以制造粒度5μ左右的超细粉，大幅度提高制品的致密度、强度和耐磨损性能，并可减少制品性能的各向异性；大胆采用新材料，如无机纳米材料、稀土材料、磁致性材料、亚纳米石墨粉等；

3.2、加强不同领域的技术合作，如树脂领域、润滑剂领域、冶金领域等；特别是研究院、所间的合作；

3.3、提高产品性能检测手段

由传统的模糊指针式测量仪表，转向数显式自动记录测量仪表；实现分析样品组分由定性向定量的转变。