柔韧性在摩擦面中的重要作用
• 完美的基解理赋予石墨良好的润滑性能。 • 石墨的柔韧性，无论接触摩擦面的晶状结构方向如何， 都会起到润滑效果。
可弯曲性石墨与摩擦面
石墨和摩擦转移膜
• 石墨是一种柔软的物质。 • 当石墨在摩擦材料复合物的表面受到磨擦时， 石墨会附着在摩擦面而形成转移模。 • 石墨不会熔化，变软或者变黏。因此它不会在 摩擦面上形成黏结或结胶。
石墨的导热性
• 石墨是一种非金属的，耐高温的润滑材料，具有良 好的热传导性。 • 石墨能够有效地转移摩擦表面产生的热量 • 石墨热转移性能在非金属配方中尤其有效 • 即使摩擦性能暂时降低，导热性不会受影响
Asbury Graphite Mills, Inc. Founded 1895
热传导在摩擦材料中的作用
Carbon 含碳量
83.5 80.1
Size 粒度
-200 20X100
Pd 6500 psi (g/cc) 压制密度
1.81 1.83
Pd 32500 psi (g/cc) 压制密度
2.16 2.16
Expansion @ 6500 psi% 膨胀率
12.18 11.46ຫໍສະໝຸດ SA (M^2/g)表 面积
普通人造石墨
• 从电极得来
– 电极是由针状焦或者海绵状 焦和针状焦混合生成。原料 的粒度从 – ¼英寸到 + 50 目
• 含碳量
– 通常从98%到99%
• 从特殊石墨得来
– 此种石墨是由各向异性的焦 炭的微粉制成。这种原料的 粒度可以达到3~5微米。
• 粒度 – 车床加工下来的原料在 是1英寸以下。然后根据 需要被进一步粉碎，碾 磨，筛分，来达到客户 的要求。
什么是“各向异性”？
• 各向异性是指石墨的一种首选定向的性能， 这主要是由化学键的位置决定的。不同的 化学键在组织结构中具有不同的位置，那 么在结构中所处的物理/化学环境就不同。 • 材料的的化学惰性、强度、硬度、光学等 性能也随着方向的不同而变化
各向异性的形态
各向异性形态
粒子显示了基本的方向
各向同性的形态
19.89 15.81
SV (g/in^3) 斯科特容积
6.29 16.22
Tamp. Vol. (cc/g) 振实体积
1.32 0.86
应用于摩擦领域的隐晶质石墨的规格 • 含碳量在75-85％ • 从0.5mm到100mm之间的粗颗粒 • 从100um到3um之间的微细粉 • 艾斯博瑞的优势还在于保证材料的高质量 • 保证粒度分布 • 保证纯度 • 包装
• 含碳量
– 原矿 • 75%~98%含碳量 – 深加工后 • 97~99.99%含碳量
天然鳞片石墨的形态
天然石墨是一种天然形成的矿物 分散的“化石碳”在特定的地质环境中经过高温和压 力作用而形成 不论颗粒大小, 鳞片石墨总是呈现各向异性的形态, 首选定向是其规律
粗颗粒鳞片石墨 标称100+um
天然鳞片石墨-主要性能
2.20 2.04
Pd 32500 psi (g/cc) 压制密度
2.29 2.25
Expansion @ 6500 psi% 膨胀率
6.05 7.15 7.52
SA (M^2/g) 表面积
0.68 2.00 1.40
SV (g/in^3) 斯科特容积
9.93 7.48 7.90
Tamp. Vol. (cc/g) 振实体积
1.39 1.51 1.50
A B C
96 96 96
-200 -200 -200
2.05 2.07 2.07
陶瓷配方 鼓式片 烧结式的
配套产品
人造石墨 美国 欧盟 亚洲 美国 欧盟 亚洲 美国 欧盟 亚洲 美国 欧盟 亚洲 美国 欧盟 亚洲 美国 欧盟 亚洲
半金属配方
85 % 65 % 70% 15 % 35 % 30% <5% <5% <5% <5% <5% <5% 90 % 95 % 95 % 10 % 5% 5% 65 % 60% 65% 35 % 40% 35% <5% <5% <5% <5% <5% <5% 95 % 95 % 85 % 5% 5% 5% 20 % 15 % 20 % 30 % 45 % 40 % 50 % 35 % 35 % <5% 5% 5% 80 % 90 % 90% 20 % 10 % 10 % 50% 40 % 45 % 45 % 55 % 50% <5% <5% <5% 5% 5% 5% 10 % 65 % 70% 0% 65 % 70%
2.26 2.25 2.27
7.44 15.31 8.53
2.79 3.67 2.61
5.61 5.28 7.70
1.65 1.70 1.4
应用于摩擦领域的天然鳞片石墨的规格
.
含碳量在80％到99％之间
• 经化学方法提纯,含碳量在98%以上. • 经过筛分的大鳞片,粒度从0.1到0.8mm之间。 • 从100微米到3微米的微细粉.
0.8 1.2
SV (g/in^3) 斯科特容积
12.7 12.73
Tamp. Vol. (cc/g) 振实体积
1.17 1.15
99.7
20X100
1.75
2.21
56
1.7
13.12
1.12
针状 普通 石墨化焦
99.8 99.9 99.8
-200 -200 -200
1.92 1.72 1.82
2.21 2.11 2.19
天然石墨——晶质脉状石墨 • 矿藏分布
– 只产于斯里兰 卡
• 含碳量
• 粒度
– 从1英寸到5微米不等
– 含碳量从80%到 99%以上
脉状石墨形态
斯里兰卡晶质脉状石墨——性能
Carbon 含碳量
93.55 98.77
Size 粒度
20x100 -200
Pd 6500 psi (g/cc) 压制密度
• 艾斯博瑞的优势还在于保证材料的高质量 • 保证粒度分布 • 保证纯度 • 包装
天然石墨——隐晶质石墨 • 矿藏分布
– 中国 – 韩国 – 墨西哥
• 粒度
– 原矿从块状到1/4英尺的颗粒. – 需要再加工处理成颗粒或粉末状，粒度从½英 寸到3微米不等。
• 含碳量 – 原矿含60%~85%的碳
”隐晶质”石墨
鼓式片 10 % 10 % 20 % 35 % 50 % 40 % 55 % 40 % 35 %
烧结式 40 % 40 % 45 % 55 % 55 % 50% <5% <5% <5%
鳞片石墨
隐晶质石墨
晶质线状石墨
美国 欧盟 亚洲
美国 欧盟 亚洲 美国 欧盟
<5% <5% <5%
85 % 95 % 95 % 15 % 5%
Type 类型
A B C
Carbon 含碳量
96 96 96
Size 粒度
20X100 20X100 20X100
Pd 6500 psi (g/cc) 压制密度
2.17 2.14 2.13
Pd 32500 psi (g/cc) 压制密度
2.29 2.30 2.28
Expansion @ 6500 psi% 膨胀率
各向同性的形态
粒子极少或没有特殊的方向
高温摩擦性/润滑性
• • • • • • 在500ºC温度范围内，石墨具有良好的润滑性 当温度超过500ºC，润滑性能降低 润滑性能在500ºC以上降低的原因是水分挥发 温度较高时，可以在石墨中加入氟化钙，增加润滑性能 降低的润滑性是可恢复 配方中可以根据温度的不同加入不同的润滑剂来调节润滑 性能，如硫化钼和锑类化合物等
上述的材料和沥青混合成形，经过一定时间的2600度高温焙烧石墨化而成。
人造石墨的微观形态
粒度在20微米以下时,其结构则主要呈片状
人造石墨的形态
石墨化焦 • 石墨化焦
• 含碳量 99%以上
• 现有的粒度
– 0~1英寸 – 100目到20目 – 5微米以上的细粉
人造石墨的性能
Carbo n 含碳 量
• 以上幻灯片主要解释了为什么 在摩擦配方中使用石墨和焦炭 材料。 • 以下幻灯片将向您说明各种不 同的石墨和焦炭材料分类。
人造石墨
• 原生人造石墨 • 普通人造石墨
原生人造石墨
• 是碳素材料经过2500度的高温处理石墨化而成 的。 • 不含沥青粘结剂 • 含碳量 通常为99%以上
• 粒度 从¼ 英寸到2微米不等
配方
• 半金属配方 金属纤维 金属粉末 摩擦粉 焦碳 石墨 酚醛树脂 重晶石 橡胶
• NAO 配方 各种有机纤维 摩擦粉 橡胶 石墨 焦碳 酚醛树脂 芳纶 云母 金属硫化物
• 陶瓷配方 酚醛树脂 芳纶 重晶石 陶瓷纤维 铜纤维 腰果壳 橡胶 二硫化钼 石墨 焦碳 硫化锑
石墨和焦炭在配套产品的应用
39 16.11 34
6.5 6.15 8.9
5.70 6.29 4.39
1.57 1.39 1.82
应用于摩擦材料的人造石墨规格
• 纯度一般在99%以上 • 颗粒状的粒度在9mm和0.2mm之间 • 粉末状的粒度从100㎛到2㎛
• 艾斯博瑞的优势还在于保证材料的高质量
• 保证粒度分布 • 保证纯度 • 包装
润
滑
性
• 石墨在整个摩擦材料混合物质中的 主要作用是缓和摩擦力 • 摩擦材料的整体摩擦系数可以通过 控制润滑剂和非润滑类填料的量比 来进行调节。
石墨为何具有润滑性？
• 石墨具有润滑性能是因为它独特的晶体结构，使得石墨层 很容段落滑落而在接触表面形成具有润滑性的石墨薄模。 薄片结构的形成由于石墨晶体的结构之间微弱的连接而成。 • 润滑性是基解理的结果，而断裂是由于石墨各向异性导致。