機械密封用碳石墨環(huán)現(xiàn)狀與展望
介紹了碳石墨材料的分類、特點以及國內(nèi)外碳石墨材料的生產(chǎn)概況,結合旋轉接頭用碳石墨環(huán)制造應用,提出了對現(xiàn)行機械密封用碳石墨環(huán)技術標準的補充修訂建議,針對國內(nèi)碳石墨材料存在問題的現(xiàn)狀,向行業(yè)主管部門提出了攻關愿望,結合國內(nèi)碳石墨材料的技術進展和發(fā)展趨勢進行了展望。
關鍵詞：碳石墨;機械密封;旋轉接頭;生產(chǎn)概況;展望
Abstract: The classification,feature and production overview in domestic and foreign of carbon graphite material were introduced,combineing with the manufacturing application of carbon graphite ring in rotary joints,it was propose supplement and amendment to the current standard of specification for carbon graphite ring for mechanical seals,in the light of current situation that in domestic carbon graphite material exist problems,it was propose to industry department to research,look ahead the technical progress and development trend of current carbon graphite material.
Keywords: carbon graphite;mechanical seal;rotary joint;production overview;prospect
碳石墨環(huán)因具有優(yōu)良的耐高溫性、自潤滑性、低摩擦系數(shù)、耐磨損性、耐化學介質腐蝕性和良好的導熱性、熱膨脹系數(shù)小、對高低溫交變性能的適應性以及材料的物理力學性能，作為機械密封應用領域中的關鍵部件已有兩千多年的歷史，并廣泛應用于造紙、紡織、醫(yī)藥、軍工等各業(yè)部門［1，2］。
由于材料性能優(yōu)良，制造原材料又多來源于煉油化工副產(chǎn)品，所以價格適宜，應用行業(yè)廣泛，因此碳石墨制品制造在我國得到了快速發(fā)展。從1956 年前蘇聯(lián)援建哈爾濱電碳廠、1966 年四川自貢東新電碳廠成立等幾家企業(yè)，發(fā)展到目前的300 多家電碳制造相關企業(yè)，不僅有了高等院校和科研單位，而且也有了行業(yè)管理機構和相關產(chǎn)品的技術標準，促進了碳制品生產(chǎn)的科學性、先進性和實用性。但由于資金，設備，體制等眾多因素的影響，目前我國的高性能碳制品質量，較國外發(fā)達國家的先進技術水平，仍有較大差距。
當今碳石墨材料的技術進展有3大趨勢:
(1) 各向同性熱解石墨是碳石墨材料中綜合性能最佳的材料，它在各個方向性均為各向同性，結構緊密，其密度未浸漬時就可達到1． 98g /cm3以上，開孔率極低( ＜ 0． 3%) ，抗折強度可達200MPa，抗壓強度可達350MPa。由于制造原料粒徑為0． 3 ～ 2μm，再加上采用獨特的化學氣相沉積法工藝和設備，因而質地均一，加工后的密封面精度和光潔度極高，具有極佳的機械密封性能和摩擦磨損特性。目前德國、日本、英國、俄羅斯，烏克蘭等國，在各向同性熱解石墨材料研制和應用方面都處于領先地位，俄羅斯研制的各向同性熱解石墨材料，具有抗燒蝕，抗氧化，致密，光滑細膩，氣孔降低，耐磨性好等特點，在宇航軍工和高性能機械密封領域都有著廣泛應用;
(2) 碳－碳復合材料的研制和應用，也是碳石墨材料科技進展的重點，雖然制造方法較多，但碳纖維材料的加入制造的碳－ 碳復合材料更引人注目。它不僅能顯著提高碳－ 碳復合材料的抗壓、抗折強度和模量，降低摩擦系數(shù)，而且能大大提高碳石墨環(huán)的摩擦磨損性能和抗沖擊強度，可滿足更復雜工況條件下產(chǎn)品的使用要求;
(3) 高強度高密度碳石墨密封材料雖有良好的力學性能，我國也進行了研制和應用工作［8 ～ 10］，但目前應用并不普遍，要進一步提高產(chǎn)品質量，降低生產(chǎn)成本，以快速發(fā)展的趨勢迎合市場發(fā)展的需要。上述碳石墨材料的發(fā)展趨勢我國都有一定的技術進展，但產(chǎn)品質量較發(fā)達國家仍有較大差距。為了滿足國民經(jīng)濟快速發(fā)展的需要，建議有關部門組織協(xié)同攻關，發(fā)揮好國內(nèi)人力，財力和設備等有關資源，以實現(xiàn)我國碳石墨材料快速發(fā)展的美好未來，早日趕超世界先進水平。
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