石墨潤滑性最新探（tàn）討

石墨潤滑性最（zuì）新（xīn）探討

石（shí）墨潤滑性的理論解釋新探李豔華，梅平在大學普通化學和無機化學教材中，討論石墨的結構和潤滑性時（shí），幾乎都是這樣來描述的：“石墨具有層狀結構（gòu），在石墨晶體中，同層碳原子之間的距離為０．１４２ｎｍ，層間（jiān）的距離為０．３３５ｎｍ。同層中（zhōng）每一（yī）碳原子以ｓｐ￣２雜化與相鄰的三個碳原（yuán）子形成（chéng）三個σ鍵，鍵角為１２０°，發展成一個正六角形（xíng）的平（píng）麵層。由（yóu）於（yú）石（shí）墨晶體中層（céng）與層（céng）之間距離較遠，存（cún）在較弱（ruò）的（de）分子間力，所以容易發生滑動，工業上常用作（zuò）潤滑劑”。在物質結構教材中，往往作進一步（bù）的解釋：“由（yóu）於在石墨晶體中存在（zài）離域（yù）大π鍵，所以石墨也有類似於金屬鍵的性質。由於層與層之間的距離較（jiào）大，範德華（huá）力較弱，所以層與層之間可以滑動，這是石墨可以作為鉛筆芯書寫和作為潤滑劑的原（yuán）因。”早（zǎo）在４０年代末期，Ｒ．Ｈ．Ｓａｖａｇｅ就係統地研究了石墨在（zài）不同環境（jìng）條（tiáo）件下的潤滑性能。研究結果表明，在真空中經過加熱除去汙染物的（de）石墨（mò）。其摩擦係數μ（μ＝０．５～０．８）比在（zài）大（dà）氣中的μ（μ＝０．１）要大得多，真空中的磨損也比大氣中（zhōng）的嚴重（chóng）。經過清除汙染物的石墨，再（zài）引入（rù）Ｈ＿２或Ｎ＿２等氣體時，摩擦係數μ仍然很高。當引入壓力為８００～９３３Ｐａ的



石墨（mò）材料的潤滑性（xìng）能及其開發應用周強徐瑞清（中國農業大學機械工程學院，北京１０００８３）石墨具有耐高溫（wēn）、抗腐蝕、自潤滑等特性，作為良好的固體潤滑劑及潤（rùn）滑添加（jiā）劑（jì），以各種形式應（yīng）用於機械設備以（yǐ）及加工工藝的潤滑，起到了性能維護及節（jiē）能降耗、提高生（shēng）產效（xiào）率的作用。由於石墨（mò）無化學汙染和經濟低廉等特性，石（shí）墨係潤滑劑包括高純微細粉（fěn）劑、複合幹膜膏劑、醇基乳劑、水基以及油基潤滑劑等新產品（pǐn）不斷得到開（kāi）發［１～５］，如國外的Ｄａｖｉｄ－Ｈ係列、國內的（de）ＬＷＨ－係列等；其應用領域也不斷擴大。隨著科學（xué）技術的發展和研究工作的深入，石墨又以各種衍生物（wù）的形式出現，諸如氟化石墨、金屬化合物插層（céng）石墨、膨化石墨等等，並在潤滑實踐中獲得（dé）了良好的應用。本（běn）文僅就石墨係潤滑劑（jì）的性能和應用的探索進（jìn）行綜合論述，並就我們的近期研究作一報道，以便為新型石墨材料的開（kāi）發（fā）利用提（tí）供一些參考。１石墨材料的潤滑性能１．１結構潤滑性石墨係材料良好的潤滑性來源於其本身層狀的晶（jīng）體結構。在石墨層狀的晶體結構中，碳原子以ｓｐ２雜化軌道構成了六角網狀的石墨層麵，其碳—碳間的鍵能屬於一種共振σ－鍵（σ－電子共價鍵），鍵能高達６２７ＫＪ／ｍｏｌ

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