動密封用C-C復(fù)合材料性能的研究.pdf

1、C/C復(fù)合材料具有低密度、高強度、耐高溫、優(yōu)良的導(dǎo)熱性、合適的摩擦系數(shù)和小的體積磨損，良好可加工性和可設(shè)計性等一系列優(yōu)異性能，作為飛機剎車材料的研究在國內(nèi)外均取得了較大的進展，目前用于航空發(fā)動機等密封裝置的材料開發(fā)是其應(yīng)用的一個重要方面。由于石墨材料的強度低，開孔率大，必須浸漬瀝青、樹脂或低熔點金屬才能使用，雖然目前還有一定的應(yīng)用市場，但是隨著液壓技術(shù)和動力機械的飛速發(fā)展，對密封材料的要求越來越高，特別在一些高速、高溫、強腐蝕環(huán)境，石墨

2、已日漸難以適應(yīng)要求，而具有優(yōu)異性能的C/C復(fù)合材料正是在這些苛刻工況下工作的首選密封材料。目前對C/C復(fù)合材料的研究主要集中在飛機剎車方面，作為旋轉(zhuǎn)軸間密封材料的研究報道很少，而密封過程和剎車過程差別很大，對材料性能的要求也就相差很遠，因此作者采用化學(xué)氣相滲透(CVI)、樹脂浸漬/炭化和CVI+樹脂浸漬/炭化三種增密工藝制備了幾種性能不同的C/C復(fù)合材料，并初步探討了C/C復(fù)合材料用于動密封時的滑動摩擦磨損性能、密封性能和腐蝕性能。

3、 研究了材料特性(增密工藝、材料密度、材料硬度和基體炭結(jié)構(gòu))和實驗條件(載荷和時間)對C/C復(fù)合材料滑動摩擦磨損行為的影響，結(jié)果表明：采用CVI+樹脂浸漬/炭化混合增密工藝制備的C/C復(fù)合材料具有優(yōu)異的滑動摩擦磨損性能；高密度試樣摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定，體積磨損量較??；硬度升高，體積磨損量減?。痪哂蠷L/SL熱解炭+樹脂炭混合基體結(jié)構(gòu)的C/C復(fù)合材料的摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定，體積磨損量小；隨載荷的增加，摩擦系數(shù)略有降低，體積磨損量增大；隨時間

4、延長，摩擦系數(shù)逐漸趨于穩(wěn)定，磨損量不斷增加。與STM900石墨相比，C/C復(fù)合材料的摩擦系數(shù)和體積磨損量均較低。SEM觀察表明：摩擦系數(shù)低而穩(wěn)定的試樣其摩擦表面存在較光滑完整的磨屑膜；摩擦性能差的試樣其摩擦表面上磨屑膜不完整，存在磨屑堆疊，基體炭與纖維分離，纖維翹曲的現(xiàn)象。 室溫靜壓滲漏試驗與運轉(zhuǎn)試驗結(jié)果表明：采用樹脂浸漬/固化處理的C/C復(fù)合材料可實現(xiàn)靜壓零泄漏；采用CVI處理試樣的泄漏量也較低，增加CVI處理時間可望實現(xiàn)靜

5、壓零泄漏。運轉(zhuǎn)試驗后，C／C復(fù)合材料摩擦副仍維持原有的形狀，摩擦端面無剝落、裂紋、劃傷和壓痕現(xiàn)象，摩擦副整體無破壞痕跡。石墨試樣的磨損量較大，高密度C／C復(fù)合材料的磨損量較小。SEM觀察表明：密度高的C／C復(fù)合材料摩擦區(qū)光滑、平整，磨屑與液體介質(zhì)形成較好的邊界潤滑狀態(tài)；石墨材料有磨粒磨損的痕跡。 同種C／C復(fù)合材料在室溫王水中單位面積的失重量最大；在同種腐蝕介質(zhì)中，增強纖維相同時，樹脂炭比熱解炭優(yōu)先腐蝕，腐蝕速度也較快；在室溫