石墨润滑性最新探讨

石墨润滑性最新探讨

石墨润滑性的理论解释新探李艳华，梅平在大学普通化学和无机化学教材中，讨论石墨的结构和润滑性时，几乎都是这样来描述的：“石墨具有层状结构，在石墨晶体中，同层碳原子之间的距离为０．１４２ｎｍ，层间的距离为０．３３５ｎｍ。同层中每一碳原子以ｓｐ￣２杂化与相邻的三个碳原子形成三个σ键，键角为１２０°，发展成一个正六角形的平面层。由于石墨晶体中层与层之间距离较远，存在较弱的分子间力，所以容易发生滑动，工业上常用作润滑剂”。在物质结构教材中，往往作进一步的解释：“由于在石墨晶体中存在离域大π键，所以石墨也有类似于金属键的性质。由于层与层之间的距离较大，范德华力较弱，所以层与层之间可以滑动，这是石墨可以作为铅笔芯书写和作为润滑剂的原因。”早在４０年代末期，Ｒ．Ｈ．Ｓａｖａｇｅ就系统地研究了石墨在不同环境条件下的润滑性能。研究结果表明，在真空中经过加热除去污染物的石墨。其摩擦系数μ（μ＝０．５～０．８）比在大气中的μ（μ＝０．１）要大得多，真空中的磨损也比大气中的严重。经过清除污染物的石墨，再引入Ｈ＿２或Ｎ＿２等气体时，摩擦系数μ仍然很高。当引入压力为８００～９３３Ｐａ的



石墨材料的润滑性能及其开发应用周强徐瑞清（中国农业大学机械工程学院，北京１０００８３）石墨具有耐高温、抗腐蚀、自润滑等特性，作为良好的固体润滑剂及润滑添加剂，以各种形式应用于机械设备以及加工工艺的润滑，起到了性能维护及节能降耗、提高生产效率的作用。由于石墨无化学污染和经济低廉等特性，石墨系润滑剂包括高纯微细粉剂、复合干膜膏剂、醇基乳剂、水基以及油基润滑剂等新产品不断得到开发［１～５］，如国外的Ｄａｖｉｄ－Ｈ系列、国内的ＬＷＨ－系列等；其应用领域也不断扩大。随着科学技术的发展和研究工作的深入，石墨又以各种衍生物的形式出现，诸如氟化石墨、金属化合物插层石墨、膨化石墨等等，并在润滑实践中获得了良好的应用。本文仅就石墨系润滑剂的性能和应用的探索进行综合论述，并就我们的近期研究作一报道，以便为新型石墨材料的开发利用提供一些参考。１石墨材料的润滑性能１．１结构润滑性石墨系材料良好的润滑性来源于其本身层状的晶体结构。在石墨层状的晶体结构中，碳原子以ｓｐ２杂化轨道构成了六角网状的石墨层面，其碳—碳间的键能属于一种共振σ－键（σ－电子共价键），键能高达６２７ＫＪ／ｍｏｌ

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