Grafitfyldstoffer er funktionelle materialer sammensat af grafit som kernemateriale og sammensat med andre hjælpestyringsingredienser. De er vidt brugt til tætning, smøring, elektrisk ledningsevne og korrosionsbestandighed. Deres kerneydelse afhænger primært af sammensætningen og forholdet mellem deres hovedkomponenter, især kvaliteten af selve grafitten og de tilsætningsstoffer, den er sammensat med.
Grafit: Hovedkomponenten i grafitfyldere
Grafit er den primære komponent i grafitfyldere, der typisk udgør 60% til 95% af den samlede formulering, med den specifikke andel afhængigt af applikationskravene. Både naturlig og syntetisk grafit kan bruges som råmaterialer, men deres mikrostrukturer og egenskaber er forskellige. Naturlig grafit (såsom flake grafit) har en lagdelt krystalstruktur med svage mellemlagsbindinger, hvilket gør det let at delaminere, hvilket resulterer i fremragende selv - smøring. I modsætning hertil er syntetisk grafit (såsom høj - temperatur Calcined Petroleum Coke - baseret grafit) generelt renere og har lavere urenhedsindhold, hvilket gør det velegnet til anvendelser, der kræver streng kemisk stabilitet.
Graphites fremragende egenskaber gør det til et kernefyldstof:
1.
Selv - smøring: grafitlag glider let mellem hinanden, hvilket reducerer slid under tør friktion eller lav - smøringsbetingelser.
2.
Resistens med høj temperatur: Grafit kan fungere stabilt op til ca. 450 grad i luft og endda over 3000 grader i inert gas.
3.
Kemisk stabilitet: Grafit udviser god resistens over for de fleste kemiske medier, med undtagelse af stærke oxiderende syrer (såsom koncentreret salpetersyre og svovlsyre).
4.
Konduktivitet: Grafit har fremragende elektronisk ledningsevne, hvilket gør det velegnet til ledende tætning eller antistatiske anvendelser.
Hjælpegredienser: Nøgle til forbedring af den samlede ydeevne
Selvom grafit er den primære komponent, kæmper rene grafitfyldstoffer ofte for at imødekomme kravene til komplekse driftsbetingelser. Derfor tilsættes hjælpeingredienser ofte for at optimere deres ydeevne. Almindelige hjælpeingredienser inkluderer:
1. Bindere (såsom harpikser, gummier eller metaloxider)
Bindere forbedrer den mekaniske styrke og formbarhed af grafitfyldstoffer, hvilket gør dem velegnet til forskellige behandlingsteknikker (såsom støbning, ekstrudering eller imprægnering). For eksempel:
• Harpiksbindemidler (såsom phenolharpikser og epoxyharpikser): De øger fyldstofens hårdhed og kemiske resistens, hvilket gør dem velegnede til statisk forsegling.
• Gummibindemidler (såsom nitrilgummi og fluororubber): Forbedre fleksibilitet og dynamisk tætningspræstation, der er egnet til frem- og tilbagegående eller roterende sæler.
• Metaloxider (såsom zinkoxid og aluminiumoxid): Forbedre termisk ledningsevne og høj - temperaturmodstand.
2. forstærkning af fibre (såsom kulfiber, glasfiber og aramidfiber):
For at forbedre den mekaniske styrke og slidstyrke af grafitfyldstoffer tilsættes forstærkende fibre ofte. For eksempel:
• Kulfiber: kombinerer høj styrke og høj - temperaturmodstand, egnet til høj - temperatur og høj- trykforseglingsmiljøer.
• Glasfiber: lave omkostninger og forbedrer fyldmandens tåremodstand.
• Aramidfiber: Tilbyder ekstremt høj slidstyrke og trækstyrke, der er velegnet til ekstreme driftsforhold.
3. faste smøremidler (såsom molybdæn disulfid og polytetrafluorethylen (PTFE))
I nogle høje - belastning eller lav - hastighedsfriktionsapplikationer kan grafit muligvis ikke give tilstrækkelig smøring, så andre faste smøremidler tilføjes:
• Molybdæn disulfid (MOS₂): Fremragende ydelse under høje temperaturer og høje belastninger, der ofte bruges i kombination med grafit.
• Polytetrafluoroethylen (PTFE): har en ekstremt lav friktionskoefficient og er egnet til tætning af anvendelser, der kræver lav friktion.
Sammensætningsjustering af specielle grafitfyldere
Sammensætningen af grafitfyldere kan tilpasses til forskellige applikationer:
• Korrosion - resistente grafitfyldstoffer: metalpulvere som nikkel og sølv tilsættes for at forbedre syre- og alkali -resistens.
• Ledende grafitfyldere: Grafitrenhed øges, og kobberpulver eller carbon nanorør tilsættes for at forbedre ledningsevnen.
• High-Purity Graphite Fillers: High-purity (>99%) Syntetisk grafit bruges til at reducere urenheder, opfylde kravene i halvleder- og nukleare industrier.
Grafitfyldere er primært sammensat af grafit, med ydeevne optimeret gennem den videnskabelige proportionering af hjælpematerialer, såsom bindemidler, forstærkning af fibre og faste smøremidler. Den ultimative ydelse afhænger af typen af grafit (naturlig eller syntetisk), dens renhed og valg af sammensatte komponenter. Med fremskridt inden for industriel teknologi vil sammensætningen af grafitfyldere blive endnu mere raffineret til at imødekomme de strenge krav fra rumfart, energi og kemiske industrier og høje- slutudstyr.
