柔性石墨材料的特点

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1 浅 述 石 墨

【石墨】碳元素的常见结晶形态，六方晶系，常呈鳞片状，多为铁黑、银灰、钢灰色，质软，有滑腻感，薄片具挠性，层状结构。比重 2.09-2.23,容重1.5-1.8,溶点±3850℃,沸点4250℃。天然石墨根据结晶状况，可分为晶质鳞片石墨和隐晶质石黑，我国目前主要生产晶质鳞片石墨。

【石墨的特性】具有优异的耐高低温、抗腐蚀、抗辐射、导电、导热、自润滑等性能。

【石墨的应用】冶金、电子、机械、新能源、新材料、核能、航空航天、军事领域。

【石墨的分类】1、晶质石墨（俗称鳞片石墨），另一类是微晶石墨（俗称土状石墨），两种石墨都是由碳构成。相较而言，晶质石墨在导电、润滑、耐高温等领域都具有特殊性，优越于微晶石墨；用途比较广泛，使用价值更高，尤其在尖端科学方面是不可替代的非金属材料。

【石墨的采选工艺和技术】晶质石墨开采一般是露天开采，方式分为山坡露天开采（内蒙、山西、黑龙江）和挖陷露天开采[山东平原]。隐晶质石墨开采是井下开采。

鳞片细鳞片石墨浮选工艺过程是：原矿破碎→湿式粗磨→粗选→粗精矿再磨再选→精选→脱水干燥→分级包装等。

浮选工艺流程采用多段磨矿、多段选别、中矿顺序或集中返回的闭路流程。多段再磨再选有三种形式：精矿再磨、中矿再磨和尾矿再磨。鳞片石墨的选矿一般采用精矿再磨再选流程。

【石墨按固定碳含量分类】1、高纯石墨[LC]；2、高碳石墨[LG]；3、中碳石墨[LZ]；低碳石墨[LD]。

高纯石墨[LC] C≥99.9%

用于生产柔性石墨、密封材料、润滑剂的基料。

高碳石墨[LG]94.0≥C 99.9%

用于生产润滑剂、涂料或填充料。 XXXXXXXXXXXX公司

2 中碳石墨[LZ] 80.0≥C 94.0%

用于生产坩埚、铅笔、电池、耐火材料、铸造材料的原料。

低碳石墨[LD] 50.0≥C 80.0%

用于铸造涂料等。

【微晶石墨分类】分为两类，有铁类要求者为一类，用WT表示；无铁要求者为一类，用W表示。如：WT96-45，表示为有铁要求的含碳量96%，最大粒径为45um的产品。

石墨密封垫片的性能特点介绍

柔性石墨材料是一种新型的密封材料，也是工业行业中一种重要的密封材料。具有优良的耐腐蚀性、耐高低温、耐辐射、摩擦因数小、自润滑性、弹性，对液体和气体的渗透性极低。石墨垫片可根据工况的不同选择由纯石墨板或金属（齿板、平板、网）增强石墨板切割或冲压而成。

一、柔性石墨垫片的特点：

1、 柔性石墨对气体和液体具有良好的不渗透性，如厚度为0.125mm的薄板，氦的透过率仅为2*10-1cm3/s。

2、 耐温性好，柔性石墨在非氧化介质中的使用温度为-200~600℃，但在氧化介质中易被氧化。

3、 各向异性，柔性石墨的传热、导电及膨胀系数有明显的各向异性现象。

4、 耐辐照性强。

5、 耐腐蚀性好，对一般的化学溶剂、酯类、水蒸气、还原性介质等保持良好的化学稳定性，但在氧化介质中有一定的局限性。

6、 密度低、强度高、柔软性及回弹性好。

柔性石墨的应用范围

用于工业上的管道法兰、热交换器、阀盖、冷凝器、空气压缩机、排气管、制冷机等。

适用介质：水、蒸汽、油类、酸、碱、有机溶剂、氨气、氢气等。

二、不锈钢增强石墨垫片

石墨高强垫片又称石墨复合垫片,是从增强石墨板打孔或切割而成的，内衬材料可根据需求选择不同的金属薄板。由于柔性石墨垫片机械强度较低，适合于小直径的垫片，而增强石墨垫片很大地提高了机械强度，具有良好的高强度，能在高压工况下使用，压缩回弹性、耐化学腐蚀性、耐辐射、耐高/低温、使用受命长等优异性能。

增强石墨垫片分类：

1、碳钢增强石墨垫片：柔性石墨薄片中间夹碳钢钢带（0.2mm），然后切割而成，加强了机械强度。

2、304不锈钢增强石墨垫片：柔性石墨薄片粘附在304不锈钢两面，具有很高的机械强度，各种较大尺寸及复杂形状也很适用，而且也便于运输，也是应用很广的一种密封垫片。

3、316不锈钢增强石墨垫片：耐蚀性好，高温强度优秀，但成本也要高于其他材料。

三、金属石墨缠绕垫片

填料密封材料分类及性能

填料密封广泛应用于离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机和船舶螺旋桨的转轴密封，活塞泵、往复压缩机、制冷机的往复运动密封，以及各种阀门阀杆的旋转密封。按所用填料的弹性，填料密封可以分为软填料密封和硬填料密封两大类。软填料密封所用的填料主要有绞合填料、编结填料、塑性填料、金属填料以及各种截面形状的成型填料。

一、 绞合填料与编结填料

1． 麻填料

麻的纤维粗，摩擦阻力大，但在水中纤维的强度增加，柔性更好，对轴的磨损较石棉轻，因而可用于一般淡水、工业水及海水的密封。麻填料不耐化学品，耐热性也较差。

2． 棉填料

棉纤维比麻纤维软，但是与麻相反，它在水中会变得较硬，而且会膨胀。因此摩擦阻力较大。棉填料不耐化学品，但对氨水和氢氧化钠碱溶液的适应性都不亚于石棉。棉填料可用于食品、果汁、浆液等洁净物质的密封。

3． 油浸石棉填料

由于石棉具有柔性好，耐热性优异，强度大，耐酸碱和多种化学品以及抗磨损等一系列优点，很适合作密封填料。它的唯一缺点是干结后有渗透泄漏。但因其纤维很细，比面积（单位质量的纤维表面积）大，浸渍油脂和其它润滑剂后能防止渗透泄漏，并能保持良好的润滑性，所以仍是一种价廉物美的密封填料。其耐热度一般在500℃左右。

4． 聚四氟乙烯浸渍石棉填料

经四氟乙烯浸渍的石棉填料能耐酸耐碱及多种化学品，使用温度范围在-200~+260℃之间，摩擦系数小，且不会因pv值（压力与线速度的乘积）过高而使润滑剂流出，因而有稳定的密封性能和较长的使用寿命，广泛用于化工部门的搅拌机、反应槽等转轴的密封和活塞泵、压缩机往复活塞杆式的密封。但需要比其他填料更大的压紧力。

5． 聚四氟乙烯纤维填料

聚四氟乙烯纤维填料编结填料是一种新填料，它除具备密封所必需的良好特性性，还能与特种润滑剂相配合，避免渗透泄漏。它几乎能耐一切化学品。其缺点是导热率低，热膨胀大，当圆周速度超过3.5m/s，密封部位温度超过200 ℃时，会出现粘轴现象，使用时应注意。

第11卷 第3期2006年6月 哈尔滨理工大学学报JOURNALHARBINUNIV.SCI.&TECH. Vol111No13 Jun.,2006 柔性石墨增强密封材料的制备工艺张宝杰1, 宋南哲2, 杨雪彬3, 许 霞1, 张东伟1(1.哈尔滨工业大学市政环境学院,黑龙江哈尔滨150090;2.黑龙江省环境监测站黑龙江哈尔滨150056;3.哈尔滨理工大学应用科学学院,黑龙江哈尔滨150080)摘 要:柔性石墨密封材料具有良好的耐温、抗氧化、耐腐蚀性,并具有较好的压缩性能,是替代石棉制品最好的密封材料.但其强度低、密封性及柔软性和回弹性差等致命缺点仍然制约着它的应用范围.利用正交设计的数理统计方法进行了配方的优化设计,得到制品的各项指标优异、硫含量低的柔性石墨复合增强密封材料,扩大了柔性石墨在密封领域的应用范围.关键词:复合材料;增强密封材料;工艺研究中图分类号:TB332文献标识码:A文章编号:1007-2683(2006)03-0041-03ThePreparationTechniqueofNon-rigidGraphiteCompositeEnhancingSealingMaterialZHANGBao-jie1, SONGNan-zhe2, YANGXue-bin3, XUXia1, ZHANGDong-wei1(1.SchoolofCivilandEnvironment,HarbinInstituteofIndustryTechnology,Harbin150090,China;2.HeilongjiangProvinceEnvironmentalMonitiringCentralStation,Harbin150056,China;3.AppliedScienceCollege,HarbinUniv.Sc.iTech.,Harbin150080,China)Abstract:Non-rigidgraphitesealingmaterialisofexcellentqualitiesagainsthightemperature,oxygenation,radiation,erosionaswellasagoodelasticityagainstpressure,whichenableittobethebestsubstituteforasbestosassealingmateria.lButitisofsomefatalfaultieslikepoorstrength,poorsealingeffec,tpoorbendabilityandpoorelasticityaswel.lInthispaper,usingintersectingandothermathematicalstatisticalmethods,experimentalre-searchonoptimizingprescriptiondesignandpreparationtechnicalconditionwasmadeandhigh-standardnon-rigidgraphitecompositeenhancingsealingmaterialwasproduced.Theproductisofal-lindexexcellenceandwithlowsulphurconten,twhichmakestheextentofapplyingnon-rigidgraphiteinsealingareaextendedgreatly.Keywords:non-rigidgraphite,high-standard;compositeenhancemen;tpreparationtechnique