從碳的原子結(jié)構(gòu)分析,炭石墨材料本身就存在著潤滑性席覆。同一平面層的碳原子間的距離很近史辙,為1.42A,層面之間碳原子的距離為3.345A略匕。根據(jù)石墨的晶體結(jié)構(gòu)可知缓贤,同一平面每層每個碳原子和相鄰的三個碳原子問的距離都相等,構(gòu)成正六邊形環(huán)由于每個碳原子除了與同一網(wǎng)層平面內(nèi)的三個碳原子以強共價鍵結(jié)合外熟督,還要與鄰近網(wǎng)層中的碳原子以較弱的次價鍵相結(jié)合卿黍,因此同層之間由較弱的力將其結(jié)合在一起军笑。因為原子間的距離愈大其結(jié)合力就愈小。據(jù)計算層與層間的碳原子的結(jié)合力要比同一層內(nèi)碳原子問的結(jié)合力小100多倍见拴,所以層與層之間的結(jié)合就比較松擅暴。固此石墨在受到外力作用時層面容易發(fā)生解理,出現(xiàn)解理面(基面)所以石墨具有潤滑的性質(zhì)馒毙。
石墨晶體有足夠的潤滑性和柔軟性项栈,石墨宏觀硬度很低,莫氏硬度等級為O.5~1疫壕,屬于軟性物質(zhì)映检。石墨能在基層面上作完全的解理,并沿著解理平面而滑動秸谢,這就是石墨具有潤滑性的主要原因凛澎。石墨在有水蒸汽和空氣的條件下能更好的發(fā)揮極好的潤滑性。水和空氣的存在使石墨的工作面上吸附了水和氣體分子估蹄,增大了互相滑動的解理面問的距離塑煎,減弱了它們問的結(jié)合力。另一方面附著力也是靠石墨基面邊緣的自由鍵提供的臭蚁,由于球和氣體分子占據(jù)了這些自由鍵.便使附著力降低最铁,這便是炭石墨材料的潤滑有賴于水和空氣的原因。石墨只是在水蒸汽和空氣的條件下有良好的潤滑性垮兑,在空氣稀薄的萬米以上高空環(huán)境中冷尉,其磨損率將會增大摩擦系數(shù)值由正常的0.08增至0.5以上。作為潤滑材料的石墨工作環(huán)境在大氣水份的臨界值為5克水/立方米的條件為宜甥角,低于此值則石墨的磨損率將有所增大网严。
氟化石墨的層間距困原料炭素的種類和生成條件而異识樱,大致在6A~9A的范圍嗤无。氟化石墨是使氟在高溫下直接與碳發(fā)生反應(yīng)而生成的白色固體(粉末),它同氧化石墨一樣咸婿,通過共價鍵與碳原子結(jié)合在一起。用作固體潤滑劑具有極其出色的性能通常作為潤滑劑加人潤滑脂谋扼、潤滑油中棒嚼。
石墨的摩擦特點:
1、石墨材料特有的晶體構(gòu)造咐准,則產(chǎn)生滑移啃掠。
2、天然或人造石墨干摩擦潤滑劑具有吸附性消李,能形成一層潤滑膜(石墨晶體膜)起到減少摩擦的作用键梆。
3蝉橘、具有良好的導(dǎo)熱性和散熱性。
4、因為碳的熔點很高,不會產(chǎn)生炭和金屬材料的咬焊現(xiàn)象侣诺。
添加:
石墨是一種黑色光澤性的固體船白,性滑膩,供潤滑劑使用時都研磨成極細的粉末仪搔。
石墨粉對金屬表面的吸著力強,能有效填補軸承或齒輪表面的微細凹痕,使機件運轉(zhuǎn)時平穩(wěn)而少雜音洗搂,且減低磨耗。
供潤滑用的石墨粉有二種载弄,一是天然石墨(Natural Graphite)蚕脏,呈片狀或無定形狀,來自于地下的石墨礦侦锯;二是人造石墨(Artificial Graphite)驼鞭,采用電爐法于高溫下處理精制的焦碳而成。
石墨粉的特點是它可耐很高的溫度尺碰。例如挣棕,軍用汽輪機減阻軸承在1000℉的溫度下操作,曾使用石墨粉潤滑亲桥,有良好效果的記錄洛心。
石墨粉在空氣中使用時,溫度雖高至400℃(752℉)题篷,也沒有氧化現(xiàn)象词身。溫度再高時,稍有氧化的可能木砾,但其生成物為無害無毒的二氧化碳氣體农灯。在600℃左右的溫度下仍能有效潤滑機件,在惰性氣體中可耐到1000℃的高溫瘸劳。
石墨的低磨擦并不是單以其結(jié)晶的結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)品扯, 它也依賴水汽下提供了表面低的膠黏,所以在大氣中以及水汽存在下妖恨,發(fā)展出最好的潤滑效能捻钢。但在真空中,潤滑作用不良足沥,故石墨粉不宜用于真空及太空機件的潤滑稻续。
石墨粉的質(zhì)量高低不一,價格也高低不等。供潤滑用者滔菠,必須采用灰份低與雜質(zhì)少的片狀石墨甚岩。供填函(Packing)用的填函級石墨粉(Packing Grade Graphite)也是良好的潤滑用品級。石墨粉多調(diào)配于潤滑脂或輕質(zhì)油后加入機件中涕瘸,供潤滑之用涡相。例如,高溫下的鍋爐自動給煤爐柵鏈銷剩蟀,用二號或三號之杯脂催蝗,調(diào)入5~10﹪的石墨粉潤滑,杯脂雖遇熱熔化或碳化育特,但仍留下固體的石墨潤滑劑丙号,發(fā)揮其潤滑效能。
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