Eskiden fren balataları asbest ve ağır metallerden yapılırdı. Sağlığa zararlı olduğu anlaşılan asbest yasaklanınca, endüstri iki yola ayrıldı: "Yarı Metalik" (Semi-Metallic) ve "Organik" (NAO) balatalar. Ancak 1990'larda Japonya ve Kuzey Amerika'da geliştirilen Seramik Fren Balataları, konfor ve performans dengesini tamamen değiştirdi.
Seramik balatalar, aslında mutfak seramiğinden çok farklıdır. Bunlar, çok yüksek sıcaklıklarda sinterlenmiş dayanıklı seramik bileşenleri (potasyum titanat, zirkonyum silikat vb.) ve bakır gibi dolgu malzemelerini içeren karmaşık kompozitlerdir.
Mühendislerin fren balatası hamuruna seramik tozu karıştırmasının arkasında dört temel mühendislik hedefi yatar:
Frenlemenin en büyük düşmanı ısıdır. Balata çok ısındığında "fading" denilen olay gerçekleşir; yani frenler şişer ve tutmamaya başlar. Metaller ısıyı diske ve kaliper pistonuna hızla iletirken, seramikler harika birer yalıtkandır. Seramik katkılı balatalar, sürtünme yüzeyinde oluşan ısıyı kaliper hidrolik sıvısına iletmek yerine kendi bünyesinde yönetir ve dağıtır. Bu, en zorlu yokuş aşağı inişlerde bile fren performansının stabil kalmasını sağlar.
Trafik ışıklarında dururken öndeki araçtan gelen o tiz "gıcırtı" sesini bilirsiniz. Bu ses, genellikle metal içerikli balataların diskle sürtünürken yarattığı yüksek frekanslı titreşimdir. Seramik malzemeler, insan kulağının duyamayacağı bir frekans aralığında titreşir. Ayrıca yapıları gereği daha "sönümleyici" oldukları için, disk üzerindeki mikro pürüzleri metal balatalar gibi kazımaz, daha pürüzsüz bir kayma sağlar. Sonuç: Neredeyse tamamen sessiz bir frenleme.
Özellikle Avrupa menşeli lüks araçlarda ön jantların birkaç günde simsiyah olduğunu görürsünüz. Bu, yarı metalik balataların aşınma tozudur ve temizlemesi zordur. Seramik balatalar aşındığında çok daha az toz bırakır. Bıraktıkları toz ise açık renkli ve incedir; jantlara yapışmaz. Estetiğine önem veren araç sahipleri için bu özellik, performans kadar önemlidir.
Yarı metalik balatalar, içerdikleri çelik yünü ve demir parçacıkları nedeniyle fren diskini zımpara gibi aşındırır. Seramik balatalar ise disk yüzeyine karşı çok daha naziktir. Diski çizmeden, sadece sürtünme yaratarak aracı durdurur. Bu da fren diski değiştirme maliyetlerinizi uzun vadede düşürür.
Bu sorunun cevabı, aracı nasıl kullandığınıza bağlıdır.
Yarı Metalik Balatalar: "Isırgan" bir yapıları vardır. Soğukken bile çok iyi tutarlar. Yarış pistlerinde veya çok ağır yük taşıyan kamyonetlerde tercih edilirler. Ancak gürültülüdürler ve çok toz yaparlar.
Seramik Balatalar: Konfor odaklıdır. Sessizdir, temizdir ve günlük kullanımda (şehir içi, otoyol) mükemmel performans verir. Ancak ekstrem yarış koşullarında veya aşırı soğuk iklimlerde ilk frenlemede ısınmaya ihtiyaç duyabilirler (gerçi modern seramikler bu açığı büyük oranda kapatmıştır).
Fren balatasının kalitesini belirleyen şey "Sürtünme Katsayısı"dır (μ - Mü). Standart bir binek araç için bu değer genellikle 0.35 ile 0.45 arasındadır. Seramik katkılı balataların en büyük başarısı, bu katsayıyı stabil tutabilmesidir. Yani, balata sıcaklığı 100 dereceyken de, 400 dereceyken de fren pedalına verdiğiniz tepki aynı kalır. Sürücüye güven veren şey, bu öngörülebilirliktir.
Sürtünme malzemelerinde seramik kullanımı, malzeme biliminin otomotiv güvenliğine en büyük armağanlarından biridir. Artık fren balatalarından sadece aracı durdurmasını değil; bunu sessizce, jantları kirletmeden ve diski yemeden yapmasını bekliyoruz. Seramik teknolojisi, bu beklentilerin tamamını karşılayan ve modern sürüş konforunu artıran gizli kahramandır.
