461 / 2021-06-18 10:18:14

新型密封石墨材料摩擦学行为研究

  由于兼具自润滑、高导热、低密度和良好化学稳定性等一系列优点，石墨作为密封材料，在航空、航天发动机的油路、气路密封上有着广泛的应用。随着发动机性能的不断提高，石墨密封的服役工况越发恶劣，这对石墨的抗高温氧化性、极端工况摩擦学行为以及长寿命要求提出了更严苛的挑战。现有石墨密封材料，难以满足上述要求。为此，以自研的各向同性热解石墨（IPG）为研究对象，以现役的浸渍磷酸盐石墨（ZPIG）为参比对象，对二者在油润滑工况条件下的摩擦学行为进行了研究对比。结果显示：1）两种石墨的磨损机制接近，均为以犁沟和擦伤为主要特征的磨粒磨损；2）IPG具有更低的摩擦系数；3）在低载荷条件下，ZPIG的磨损率更低，但高载荷条件下，IPG损伤更轻微；4）二者的润滑机理与摩擦副表面液体膜的形成及接触特性相关，高载条件下，由于振动和挤压作用使受阻液体积聚压力，在IPG表面形成液体挤压膜，同时犁沟形成润滑油的特殊流道，使得IPG具有更好的成膜能力，因此其高载下的磨损更为轻微。