石墨密封材料的性能

1、矿物原料、辅料及质量要求

原辅材料的选择主要依据是客户对产品质量的要求及石墨矿藏的储有量，如果zui终用户需要高抗拉强度，低灰分、低热失重的石墨制品，那么应该选用粗粒度、高纯度的原料，如3299型，如果客户对抗拉强度要求不高，只要求一定的回弹率即可，那么选用细粒度、低纯度的牌号，如5099，但是，目前3299等型号的矿藏储有量日益减少，开采难度越来越大，成本越来越高，开发细粒度的石墨原料已成为一些厂家的必然趋势。

生产工艺过程、配方，技术及主要设备

工艺流程：鳞片石墨+氧化剂---反应槽（浸泡、搅拌）---水槽(清 洗)---离心机

(脱水)---烘箱(烘干)---高温炉(膨胀)---石墨蠕虫---模具(成型至成品)

技术说明：浸泡的目的是在鳞片石墨层间生成层局化合物或者称石墨盐，这里的关键是氧化剂的配方，zui典型的配方是：90%（体积比）的浓硫酸+10%（体积比）的浓硝酸线成氧化剂，氧化剂与石墨的比例以石墨能*浸泡为宜，浸泡过程中可以慢慢搅拌，以提高浸泡效果； 这个配方的特点是生产出来的石墨制品柔软性好、抗拉强度高，但是一定会有残硫（一般<1000ppm）存在在制品中，对于产品的使用部位会产生点蚀现象，对于残硫有特殊要求的产品可采用不含硫的氧化剂（如双氧水等），同时柔软性及抗拉会差一些。

水洗的目的去除磷片石墨表面的氧化剂，水洗时间及水量一般能把磷片石墨表面PH值达到3左右即可，然后用离心机脱水，离心机没有太高的要求，一般选用普通的工业离心机，里面衬一层丝网，防止石墨磷片飞出。

脱水后送烘箱烘干，烘箱的设计主要在烘干温度，一般选用100℃左右，温度太低则烘干时间过长，温度太高，则会部分氧化，降低得率，没有烘箱的单位用自然太阳光晒干也可，烘干程度以磷片石墨不结块为宜。

烘干后的石墨可送高温炉膨胀，膨胀工艺的关键是炉子温度及送料量，一般选用1000℃左右的炉温让已烘干的酸化粒子通过炉堂，瞬时间，因层间氧化剂及少量水在高温下汽化而推动石墨粒子在C轴方向膨胀80—300倍，送料量同时与炉子的功率有关系，如果炉温急剧下降或炉子出口发现未膨胀的粒子，应调整送料速度。

主要设备：化学反应槽（或釜）

                清洗槽

                脱水离心机

                烘箱

                高温膨化炉

                成型设备（压制模具、造纸机）

3、产品指标要求及主要技术条件

（1）膨胀石墨的化学成份

含碳量 95%—99%

（2）膨胀石墨的物理及机械性能

石墨蠕虫的堆积密度：0.002～0.003 g/cm3

板材的密度一般 0.8～1.1 g/cm3（同±0.05 g/cm3）

成品石墨环的密度一般1.5～1.7 g/cm3

石墨板（纸）的抗拉强度 ≥3.2MPa

石墨板（纸）的抗压强度

石墨板（纸）的灰纷?? <0.26%

电阻系数：3.5Ωmm2/M

压缩率 47～16（在密度1.1～1.5 g/cm3）

回弹率 15～50（在密度1.1～1.5 g/cm3）

熔点 3679～3979℃

滑动摩擦系数 0.08～0.149

氧化状态下的使用温度 -2.4～500℃

非氧化状态下的使用温度 -204～2500℃

（3）耐蚀性能：除浓硫酸、王水、浓硝酸等强氧化性介质之外，膨胀石墨材料能长期接触酸、碱盐及有机溶剂

（4）抗辐照性：可用于工业中

（5）热电的良导体

（6）对气体及液体有良好的不渗透性

如厚度为1.75mm的膨胀石墨板材，氧化的渗漏率仅为1.3～2×10-5cc/cm2

4、主要用途及应用领域

在阀门、泵等动静密封的填料函中填充密封。

在法兰、盲板 ，换热器、气缸中做密封垫片。

填料密封的形式也很多，如填料环、盘根，组合式密封，泥状密封。

法兰垫片的形式也很多，如纯石墨垫片，内封金属冲刺板的高强垫片，缠绕式垫片，波纹复合垫片等。

5、生产实践及典型实例。