石墨制品之石墨材料在航天领域的应用以及展望

石墨制品之石墨材料在航天领域的应用以及展望

1石墨材料在航天领域的应用

1.1密封材料

密封材料的性能直接决定密封的可靠性。随着科学技术的发展和进步，对密准寸材料提出了越来越苛刻的要求。由于空间站具有高温、低温、高压、微重力和腐蚀等严酷环境变化，空间站的密洼寸材料主要应用于航天器的推进系统，机翼端头、升降副翼等结构部件的密洼寸，以及液压系鱿湃口

气动系统中的箱体、阀门等零件的静密封和动密封，然而，由于发动杉铸由的旋车钊夏度快，石墨材料大能满足对密封材料坑拉强度的要求，因此石墨材料不能用于轴封材料。

(1）柔性石墨材料

上世纪80年代中期，美国成功研制出由天然鳞片石墨深加工制得的柔性石墨材料。柔性石墨材料由于具有良好的自润渭性能和热导率，较小的线膨胀系数和摩擦系数，以及较大的化学惰性，可替代石棉和像胶材料，成功应用于高技大领域的密封材料。柔性石墨材料具有可压缩性和回弹性高的特点，但强度极低，只能应用于寸氏压静密洼寸。月种液体火箭发动机的密哇寸材料品种及规格。

(2）增强石墨材料

石墨材料盛准寸性能差，需要通过其他材料（如树脂、金属等）浸溃石墨以改善其密封性能。

(a)树脂浸溃：树脂一般为酚醛树脂、四氢吠喃以及糠酮树脂。贾谦等通过研究酚醛树脂在不同状态下浸溃石墨材料的摩擦磨损特性，得出结论，液体火箭发动机涡轮泵的盛准寸材料要具有适中的石墨化度；Song丫Z等从中间相炭微球（MCMBS）获得的石墨材料经树脂和沥青浸溃，再500'C炭化后得到增强材料，通过研究发现，浸溃、炭化周期增加使得材料的孔隙率减少使得材料的弯曲强度增加，密封性能优异，在液体火箭发动机有着良好的应用前景。

(b)金属浸渍：金属浸演石墨可以保持两者的优点。常用的浸演金属有锑、银、铅以及铜等，国外对锑浸渍石墨材料的物理性育旨进行测试。

(c)无机盐浸溃：石墨材料在300（以上容易发牛氧化反应，使得材料的机械性能变差，利用无机召毖星溃后，石墨的高温抗氧化性能明显提高。山西煤炭化学研究所用13pm的天然石墨粉、3pm的BN粉、软化点，75"C的沥青、320pm的石油焦粉以及酚醛树脂制备密封材料，首先粉末以一定比例混和后热压成型，再经过酚醛树脂浸演炭化得到的石墨材料，在航空和航天端面理准寸以及其他减磨材料方面具有广泛的应用。

(3）各向同性石墨材料

各向同性石墨材料起源于上世纪60年代，与其他石墨材料相比，各向同性石墨材料的综台性能更优，而且成型工艺也有所不同，一般采用冷等静压机为设备，将石油焦以及沥青焦特殊处理后作为原料，制备的各向同性石墨材料具有杭归药虽度以及弯曲强度高、结构均匀致密、密度大、加工处理后密准寸面精度和光洁度极高、所以又叫高密高强石墨材料。俄罗斯采用各向同性热解石多材料作为些准寸材料应用在新一代大推力航天发动机的涡轮泵中。密封环的密封性能良好，目前还未出现过渗漏。

目前原科和成型工艺品是各向同性石墨材料研究的关键．我国对各向同性石墨材料的开发研究也有30多年，虽然在生产规模、工艺上都有了一些进步，但是和国外相比，还是存在一定的差距。

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