动密封用cc复合材料性能的研究

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1、中南大学硕士学傍论文摘要C／C复合材料具有低密度、高强度、耐高温、优良的导热性、合适的摩擦系数和小的体积磨损，良好可加工性和可设计性等一系列优异性能，作为飞机刹车材料的研究在国内外均取得了较大的进展，目前用于航空发动机等密封装置的材料开发是其应用的一个重要方面。由于石墨材料的强度低，开孔率大，必须浸渍沥青、树脂或低熔点金属才能使用，虽然目前还有一定的应用市场，但是随着液压技术和动力机械的飞速发展，对密封材料的要求越来越高，特别在一些高速、高温、强腐蚀环境，石墨已日渐难以适应要求，而具有优异性能的C／C复合材料正是在这些苛刻工况下工作的首选密封材料。目前对C／C复合材料的

2、研究主要集中在飞机刹车方面，作为旋转轴间密封材料的研究报道很少，而密封过程和刹车过程差别很大，对材料性能的要求也就相差很远，因此作者采用化学气相渗透(cvt)、树脂浸渍／炭化和CⅥ+树脂浸渍／炭化三种增密工艺制备了几种性能不同的C／C复合材料，并初步探讨了C／C复合材料用于动密封时的滑动摩擦磨损性能、密封性能和腐蚀性能。研究了材料特性(增密工艺、材料密度、材料硬度和基体炭结构)和实验条件(载荷和时间)对C／C复合材料滑动摩擦磨损行为的影响，结果表明：采用CVI+树脂浸渍／炭化混合增密工艺制备的C／C复合材料具有优异的滑动摩擦磨损性能；高密度试样摩擦系数低而稳定，体积磨损

3、量较小；硬度升高，体积磨损量减小；具有RL／SL热解炭+树脂炭混合基体结构的C／C复合材料的摩擦系数低而稳定，体积磨损量小；随载荷的增加，摩擦系数略有降低，体积磨损量增大；随时间延长，摩擦系数逐渐趋于稳定，磨损量不断增加。与STM900石墨相比，C／C复合材料的摩擦系数和体积磨损量均较低。SEM观察表明：摩擦系数低而稳定的试样其摩擦表面存在较光滑完整的磨屑膜；摩擦性能差的试样其摩擦表面上磨屑膜不完整，存在磨屑堆叠，基体炭与纤维分离，纤维翘曲的现象。室温静压渗漏试验与运转试验结果表明：采用树脂浸渍／固化处理的C／C复合材料可实现静压零泄漏；采用CVI处理试样的泄漏量—}—

4、—一中南大学硕七学位论文摘要也较低，增加CVI处理时间可望实现静压零泄漏。运转试验后，C／C复合材料摩擦副仍维持原有的形状，摩擦端面无剥落、裂纹、划伤和压痕现象，摩擦副整体无破坏痕迹。石墨试样的磨损量较大，高密度C／C复合材料的磨损量较小。SEM观察表明：密度高的C／c复合材料摩擦区光滑、平整，磨屑与液体介质形成较好的边界润滑状态；石墨材料有磨粒磨损的痕迹。同种C，C复合材料在室温王水中单位面积的失重量最大；在同种腐蚀介质中，增强纤维相同时，树脂炭比热解炭优先腐蚀，腐蚀速度也较快；在室温王水或100℃30％HN03溶液中腐蚀后，树脂炭不再是连续体，变成许多小块；热解炭也

5、与纤维分离，热解炭层之间出现腐蚀坑；在室温30％HN03溶液腐蚀后，树脂炭的连续性也遭到破坏，热解炭层与纤维也有部分分离现象；在室温15％I-IN03溶液中腐蚀后，树脂炭有较明显的腐蚀痕迹，但仍有连续性，很少看到热解炭与纤维分离现象；在100"C40％NaOH溶液腐蚀后，树脂炭和热解炭基本看不到被腐蚀的痕迹。关键词C／C复合材料，滑动摩擦磨损，密封，腐蚀一Ⅱ一中南大学硕十学位论文AbstractABSTRACTCarbon／Carbon(C／C1compositespossessaseriesofexcellentperformancesoflowdensity,hig

6、hstrength，highheatconductive，properfrictioncoefficientandlittlebulkwearlOSS．well．processedanddesigned．etal。andmuchprogresshasmadeasaircraftbrakematedal．CurrentlyC／Ccompositesaremostlyopenedupassealdeviceofairplaneengine．Becausethegraphitematerialshavelowstrengthandhighopenholeratio，thevm

7、ustbeinfiltratedwithpitch,resinorlowmeltingpointmetalbeforeusing．Thoughthegraphitematerialscanbeusedforalongtime，itwillnotsatisfyrequirementwiththedevelopmentofhydraulicpressuretechniqueanddynamicalmechanismwhichrequiresealmatedalsmoreandmorehighly,especiallyusedinhighvel