介紹了碳石墨材料的分類、特點以及國內外碳石墨材料的生產概況,結合旋轉接頭用碳石墨環制造應用,提出了對現行機械密封用碳石墨環技術標準的補充修訂建議,針對國內碳石墨材料存在問題的現狀,向行業主管部門提出了攻關愿望,結合國內碳石墨材料的技術進展和發展趨勢進行了展望。
關鍵詞：碳石墨;機械密封;旋轉接頭;生產概況;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
碳石墨環因具有優良的耐高溫性、自潤滑性、低摩擦系數、耐磨損性、耐化學介質腐蝕性和良好的導熱性、熱膨脹系數小、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、醫藥、軍工等各業部門［1，2］。
由于材料性能優良，制造原材料又多來源于煉油化工副產品，所以價格適宜，應用行業廣泛，因此碳石墨制品制造在我國得到了快速發展。從1956 年前蘇聯援建哈爾濱電碳廠、1966 年四川自貢東新電碳廠成立等幾家企業，發展到目前的300 多家電碳制造相關企業，不僅有了高等院校和科研單位，而且也有了行業管理機構和相關產品的技術標準，促進了碳制品生產的科學性、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，而且能大大提高碳石墨環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，要進一步提高產品質量，降低生產成本，以快速發展的趨勢迎合市場發展的需要。上述碳石墨材料的發展趨勢我國都有一定的技術進展，但產品質量較發達國家仍有較大差距。為了滿足國民經濟快速發展的需要，建議有關部門組織協同攻關，發揮好國內人力，財力和設備等有關資源，以實現我國碳石墨材料快速發展的美好未來，早日趕超世界先進水平。
參考文獻：
[1]密封材料專利文摘(一,二,三分冊)[EB/OL].機械工業密封科技情報網,1985.
[2]宋正芳.碳石墨材料的性能及其應用[M].北京:機械工業出版社,1987.
[3]沈遼湘,關于高強度細顆粒碳石墨密封材料制造工藝的研究[J].電碳,1988,(4):10-13.
[4]國內外碳石墨密封文獻文摘匯編[EB/OL].機械工業密封科技情報網,1990.
[5]李振環.ZPTE型壓縮機用石墨密封環分析研究[J].電碳,1993,(3):8-11.
[6]鄧祖柱.碳-石墨材料在電站磨煤機上的應用[J].電碳,1996,(2):13-15.
[7]朱斌,朱路,林建華,等.旋轉接頭的選型、安裝及維護[J].中國科技信息,2011,(23):111.
[8]易茂中,葛毅成,馮一雷,等.C/C復合材料及高強石墨高溫摩擦磨損性能對比研究[J].摩擦學報,2004,24(3):235-239.
[9]黃荔海,李賀軍,李克智,等,碳密封材料的研究進展及其在航空航天領域的應用[J].宇航材料工藝,2006,(4):12-16.
[10]顧伯勤.機械密封用碳石墨密封環的性能與檢測[M].北京:機械工業出版社,2010.
