膨脹石墨復(fù)合墊片的結(jié)構(gòu)及密封性能
作為一種新型功能性碳素材料,膨脹石墨(Expanded Graphite,簡(jiǎn)稱EG)是由天然石墨鱗片經(jīng)插層、水洗、干燥、高溫膨化得到的一種疏松多孔的蠕蟲狀物質(zhì)。
膨脹石墨(EG)作為一種新型的功能性碳材料,是一種松散的多孔蠕蟲狀物質(zhì),通過嵌入,洗滌,干燥和天然石墨鱗片的高溫膨脹獲得。除了天然石墨本身的優(yōu)異性能,如耐寒,耐熱,耐腐蝕和自潤(rùn)滑外,EG還具有天然石墨所不具備的柔軟性,壓縮回彈性,吸附性,生態(tài)環(huán)境協(xié)調(diào)性,生物相容性和耐輻射性和其他特點(diǎn)。
膨脹石墨的性質(zhì)
膨脹石墨是通過天然石墨鱗片的化學(xué)處理和在高溫下瞬時(shí)膨脹和改性而形成的。它不僅具有天然石墨的優(yōu)異化學(xué)性能,而且具有更*的機(jī)械性能。它是一種理想的密封材料,應(yīng)用范圍廣,密封性能好。主要表現(xiàn)如下:
?。?)密度:通過焓溫度使石墨鱗片膨脹,形成具有松散多孔微結(jié)構(gòu)特征的膨脹石墨。堆積密度一般為0.002-0.005g/cm3,成品密度為0.8-1.8g/cm3,質(zhì)量較輕,塑性較好;
(2)純度:膨脹石墨產(chǎn)品中碳元素含量高,固定碳含量可達(dá)98%。一些經(jīng)過特殊處理的膨脹石墨材料可含有99%以上的碳,可滿足許多工業(yè)部門的密封要求。高純度要求。
?。?)穩(wěn)定性:理論上,膨脹石墨產(chǎn)品可以在-200°C~3000°C的溫度下使用
填料可以在-200°C~800°C的溫度下安全使用。它可以確保低溫不會(huì)脆化,不會(huì)老化,并且在高溫下不會(huì)軟化。
不變形,不分解。此外,膨脹石墨還具有小的熱膨脹系數(shù),這使其更穩(wěn)定并且可以在高溫和溫度變化下很好地密封。
?。?)放射性抗性:長(zhǎng)期暴露于中子射線,伽馬射線,α射線和β射線不會(huì)發(fā)生顯著變化。
?。?)不滲透性:多孔多孔特殊結(jié)構(gòu)使表面積大,易于形成非常薄的氣膜和液膜以防止介質(zhì)滲透,并且對(duì)許多氣體和液體具有良好的不滲透性。
?。?)自潤(rùn)滑:膨脹石墨仍保持天然石墨鱗片的平面層狀結(jié)構(gòu)。在外力的作用下,平坦層易于相對(duì)滑動(dòng),產(chǎn)生自潤(rùn)滑,有效防止軸或桿磨損。
?。?)耐腐蝕性:膨脹石墨具有穩(wěn)定的化學(xué)惰性。除了王水,硝酸,硫酸和鹵素等強(qiáng)氧化劑外,它還能適應(yīng)大多數(shù)酸,堿,鹽溶液,海水,蒸汽有機(jī)溶劑等介質(zhì)。
(8)可壓縮性和回彈性:膨脹石墨產(chǎn)品在微觀表面上具有大量可壓縮的封閉小空隙,外力可以被壓縮,同時(shí)由于產(chǎn)生的張力,它具有良好的回彈性能。小空隙中的空氣。
?。?)柔軟性:膨脹石墨輕,柔軟,易于加工,可用普通刀具切割,可任意纏繞和彎曲,并具有許多成品形狀。
膨脹石墨復(fù)合材料的制備和膨脹石墨的*性能使其對(duì)研究人員具有吸引力,但其固有的弱點(diǎn)限制了其在更廣泛范圍內(nèi)的應(yīng)用。例如,膨脹多孔石墨的特殊結(jié)構(gòu)使其具有一定的吸水性和吸油性。如果使用純膨脹石墨作為汽車的汽缸墊密封材料,則會(huì)因吸水和吸油而導(dǎo)致嚴(yán)重的泄漏;膨脹石墨由天然石材制成。油墨在高溫下加工,內(nèi)部組合僅具有弱的范德華力,因此強(qiáng)度低;耐磨性差,不耐擦洗,不能直接用作小米和閥門的密封材料。
因此,尋求柔性石墨復(fù)合材料已成為國(guó)內(nèi)外從事膨脹石墨研究的主要研究方向,并取得了很大進(jìn)展。