关键词：密封;细结构炭石墨材料;生石油焦;两级骨架结构;材料磨损
摘 要：炭石墨材料因其优异的自润滑特性，广泛应用于机械密封之中。然而受传统制备工艺限制，传统炭石墨材料内部分布着大量气孔，易发生脆性断裂与磨损失效。因此，针对机械密封用炭石墨密封材料在服役工况下易脆性崩边的问题，以细结构炭石墨材料为研究对象，采用超细炭骨料与煤沥青粘结剂复合，经过多级混均、预模压、等静压成型、一次焙烧制得炭石墨密封块体。同时引入具有一定挥发分含量的生石油焦作为固相增密剂，调控生坯内部孔隙结构，降低孔隙率，减少锐角裂纹区，提升相界面结合强度，从而提升炭石墨材料的机械强度与抗磨性能。借助XRD、Raman、SEM、POM等表征手段和摩擦磨损性能测试，研究生石油焦添加量对炭石墨材料典型缺陷结构的抑制程度和炭石墨材料孔结构、孔隙率的影响，阐明生石油焦对炭石墨材料致密性及表面抗磨性能的影响规律。研究表明：10wt.%生石油焦掺杂构筑的具有两级骨架增强结构的焙烧块致密性较好，锐角裂纹区明显减少，孔隙率降低59.41%。相较未添加生石油焦的焙烧块体，其抗折和抗压强度均提升207%，分别为99.79和273.94 MPa。同时，摩擦因数降低27.74%，磨损率降低69.23%，这得益于炭石墨密封材料力学性能的改善。通过生石油焦调控细结构炭石墨材料的骨架结构，提高干摩擦条件下的抗磨性能，为机械密封材料选择提供新的思路。
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