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柔性石墨制作垫片的优异性能
2017-01-06 17:34:57
    柔性石墨垫材料性能及其加工工艺柔性石墨,亦称膨胀石墨,是20 世纪60 年代发展起来的一种新型碳石墨材料,最早来自于1968年美国联合碳化物公司申请的专利随着石油化工,以及核电工业的快速发展,对密封的要求也越来越苛刻,尽管石墨材料价格高昂,但凭借其一系列优异的性能,依然迎来了高速发展,成为了广受欢迎的新型非石棉密封材料。
    
柔性石墨用来制作垫片的优异性能,柔性石墨与天然石墨晶体结构相同, 柔性石墨继承了天然石墨本身的很多优良性能。但是,由于特殊的加工工艺, 造成柔性石墨微观结构发生改变, 使柔性石墨还具有了天然石墨所没有的一些特殊性能, 其在密封以及核工业上的表现如下:
   
(1) 耐高温性。石墨是熔点最高的元素, 柔性石墨继承这一特点, 最高能承受3650℃的超高温 在高温时,其性能几乎不变, 这正好适应了核密封的要求,核反应堆产生的温度非常高,且温度波动范围也很大,而柔性石墨则凭借可靠的高温密封性占据优势。
    
金属石墨缠绕垫片适用于各种腐蚀性化学药品流体强碱、盐酸,硫酸等强腐蚀性液体、有机溶剂、液氮等,广泛应用于石油、化工、化纤、采煤、发电、冶金等工业设备的管道、阀门、泵、换热器、塔、人孔、手孔等法兰连接处的静密封元件。
   
(2) 耐腐蚀性。柔性石墨具有化学惰性,其反应活化能较高,除了一些强氧化性的硝酸、铬酸、发烟硫酸和卤素等介质外,几乎不受化学介质的腐蚀,适用于大多数酸碱盐,有机溶剂及水蒸气。
   
(3) 压缩回弹性。柔性石墨具有良好的压缩回弹性能,其经化工处理生成的层间化合物,是疏松多孔的气固二相结构,相比普通石墨膨胀两百倍左右,是压缩回弹性能的重要保证。
   
(4) 耐辐射性。在核电设备中,对放射物质的辐照量有着非常严格的要求,而柔性石墨具有稳定的晶体结构,能承受中子射线、γ射线、α射线、β射线等放射线的长期照射而不发生明显变化, 所以柔性石墨成为核级密封领域的不二选择。
   
(5) 高纯度性。核反应堆中,对纯度要求也较高,卤族元素和硫元素的含量要求在200ppm以下, 而柔性石墨的纯度一般高达99% 以上, 因此能够适应核电工业的需要。
    
石墨制品具有强大的防氧化作用及还原作用:制品尤其是石墨床垫加热后可以产生负氧离子,使周围的物品活性化,维持人体健康,有效预防衰老,使皮肤充满光泽和弹性。石墨制品具有很好的吸附性:炭的空隙结构使炭具有很好的吸附性,故炭常被用作吸附材料,用于吸附水分、气味、有毒物质等。
    
石墨制品具有很好的导热性,传热快,受热均匀,节约燃料:用石墨制成的烤盘,锅等加热快,而且烧制的食物受热均匀,从里往外熟,加热时间短,不仅味道纯正,而且能锁住食物本来的养分。石墨垫制品环保健康,无放射性污染,耐高温:碳要在2000-3300度高温的环境下经过至少十几个昼夜的石墨化过程才能成为石墨,因此,石墨中的有毒有害物质早已释放殆尽,至少在2000度以内是稳定的。
     
内环金属石墨缠绕垫金属缠绕垫为半金属密合垫中回弹性最佳的垫片,由V形或W形薄钢带与各种填充料(石墨、石棉、四氟)交替缠绕而成,其结构密度可依据不同的锁紧力要求来制作,并利用内外钢环来控制其最大压紧度,垫片接触的法兰密封面的表面精度要求不高。特别适用于负荷不均匀、接合力易松弛,温度与压力周期性变化、有冲击或震动的场合。是阀门、泵、换热器、塔、人孔、手孔等法兰连接处的静密封原件,广泛地用于石化、机械、电力、冶金、造船、医药、原子能和宇航等部门。
   
近十年来,有关石墨的研究炙手可热,石墨也因其在能源、生物技术、航天航空等领域具有极其广泛的应用前景而被认为是“具有革命性意义的材料”、“二十一世纪的材料之王”。有专家预计,未来5至10年,全球石墨产业规模将超过1000亿美元。由于石墨烯的性能优良、功能众多而被广泛应用到锂电子电池、超级电容、导电油墨、触摸屏、软性电子、散热、涂料、传感器等领域,此外,在高频电子、环保、光电、聚合物、海水淡化、太阳能电池、燃料电池、催化剂、建筑材料等领域,也能发现石墨烯的身影。有专家预计,未来几年内,石墨将主要用于“导电油墨”、“防腐涂料”、“散热材料”、“锂电池”、“超级电容”等五大领域。
   
导电油墨是用导电材料制成的油墨,具有一定程度导电质,可作为印刷导电点或导电线路之用。近年来在手机、玩具、薄膜开关、太阳能电池、远红外发热膜以及射频识别技术等行业中应用越来越广泛。过去数十年,导电油墨最大的下游是太阳能电池以及显示器件。未来包括触摸传感器及其电极、RFID以及电子纸张的应用也将同时保持增长。 石墨导电油墨具有强大优势,发展前景看好。导电油墨属于填充型复合材料,是印刷与烧结处理后具有导电性能的油墨。石墨垫应用在油墨的优势主要有两点:一是兼容性强,石墨垫油墨可在塑料薄膜、纸张及金属箔片等多种基材上实现印刷;二是性价比高,与现有的纳米金属导电油墨相比,石墨烯油墨具有较大的成本优势。
      
近年石油化工、铁路交通、新能源、基础设施建设等更是蓬勃发展,为防腐涂料提供了广阔的市场空间。我国石墨烯新型防腐涂料,已于2015年3月20日在江苏道森新材料有限公司成功研发,并已应用于海上风电塔筒的防腐,近来已有很多企业均开发出相关产品并在各类防腐领域应用。未来石油化工、铁路交通、新能源、基础设施建设等更是蓬勃发展,为防腐涂料提供了广阔的市场空间。预计到2020年防腐涂料领域石墨烯应用市场规模达到5~8亿元。
       枣庄万盛密封材料有限公司专门从事石墨垫、石墨复合垫片的生产制造。石墨垫以及石墨复合垫片已经被广泛应用于任何商业领域。石墨垫以及石墨复合垫片因为其良好的特性适用于任何地方。