為什么常用碳—石墨來做摩擦副？

碳-石墨(以下簡稱石墨)是摩擦副中經(jīng)常選用的材料，這是因為它有許多優(yōu)良性能，如下：
1)較高的導熱性。碳的導熱系數(shù)20~40W/(m.K)，石墨的導熱系數(shù)40~128w/(m.K)，僅次于銀、銅和鋁，是非金屬材料中唯一具有高導熱率的材料，比某些金屬(例如司太利硬質(zhì)合金和哈氏合金等)的導熱率高得多。因此能及時將產(chǎn)生的摩擦熱散失，從而降低密封端面的溫度，這對提高其可靠性和使用壽命都是非常必要的。
2)較低的線膨脹系數(shù)。石墨的線膨脹系數(shù)為2×10ˉ6～6×10ˉ8/℃，大約是金屬的1/2～1/4。在溫度升高時，其熱變形較小，對保持密封端面的平行是有利的。低的膨脹系數(shù)加上高的導熱率，使其具有良好的熱穩(wěn)定性，耐熱、耐寒和耐熱沖擊性能好，在承受溫度劇變的時候不產(chǎn)生裂紋。
3)良好的耐腐蝕性。石墨的化學穩(wěn)定性很好，在空氣中400℃以下穩(wěn)定，除強氧化性介質(zhì)如王水、鉻酸、濃硫酸及鹵族元素外，可耐其它酸、堿、鹽及一切有機化合物的腐蝕。需要說明的是其耐蝕程度隨石墨的種類和浸漬劑的不同而異。
4)極好的自潤滑性。這是因為石墨與金屬或其它材料相對摩擦時，石墨轉(zhuǎn)移到金屬表面，形成石墨與石墨的相對摩擦。此外石墨還有低的摩擦系數(shù)，石墨與金屬對磨時摩擦系數(shù)為0.04～0.05，在全液潤滑條件下，摩擦系數(shù)僅為0.008～0.01。
5)石墨的抗拉強度較低，抗壓強度較高，屬于一種脆性材料。由于硬度較低，常用做摩擦副中的軟環(huán)。可以很方便地進行各種加工。 其突出的缺點是氣孔率較大，一般在18%～22%。為彌補此缺點，實際應用的石墨都是浸漬過的，以堵塞氣孔，提高密封性。