現(xiàn)代機械碳材料用于飛機的密封應用

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無油、自潤滑機械碳材料具有綜合特性，使其適用于軍用和民用飛機的密封應用。

　　這些材料自潤滑，自動上光，尺寸上穩(wěn)定，可以確保良好的密封匹配。它們耐熱，有一個高熱導率，有助于傳導遠離滑動面的摩擦熱。此外，這些材料都是易加工，可以嚴格控制航空航天尺度容許的公差，可以研磨和拋光到一個氦光帶規(guī)范的平面。在航空航天應用領域，現(xiàn)代機械碳材料被用于飛機齒輪箱、空氣渦輪電機起動器、以及渦輪發(fā)動機和飛機輔助動力裝置（APUs）主軸的密封。

　　這些自潤滑材料是由超細的人造石墨物質組成，與專有無機化學物質浸潤，來改善它們的潤滑性能及抗氧化性能。它們有一個較低的摩擦系數(shù)，在高速滑動時磨損率低；高導熱率，高溫空氣抗拒氧化。這些屬性也適用于其他高速、旋轉設備，如高速旋轉壓氣機和汽輪機。

　　飛機齒輪箱減少發(fā)動機主軸的旋轉速度，從高達26000 rpm降至3400 rpm，所以軸可以驅動如下的系統(tǒng)組件，如液壓泵、發(fā)電機、空氣調節(jié)壓縮機。將潤滑油密封在齒輪箱，防止它從軸進出齒輪箱的位置處泄漏。大多數(shù)飛機齒輪箱使用端面密封。端面密封通常含有一個碳—石墨密封固定環(huán)和一個碳化硅或鎢硬質合金旋轉環(huán)。動態(tài)端面密封的環(huán)平搭，用彈簧或磁鐵固定在一起，所以即使是在高速下環(huán)互相轉開的情況下，液體也不能在環(huán)表面之間流動。

　　動態(tài)密封的兩個環(huán)相對運動。這兩個環(huán)用靜態(tài)密封環(huán)如聚合物o形環(huán)密封到軸或齒輪箱室。密封設計師使用螺旋凹槽、直凹槽、楔形在兩個滑動密封面之間流通或泵一層細的空氣或油膜。這創(chuàng)造了空氣動力或水動力學升力，從而降低了密封面的摩擦和磨損。

　　例如，Metallized Carbon 公司出產的Metcar Grade M-45，常用作固定環(huán)。這個材料適合軸封，因為它不透水，從而能夠支持氣動薄膜，也有能力在高速下以低摩擦、低磨損運行。

　　空氣渦輪起動電機通常使用與齒輪箱密封相同的碳—石墨和碳化硅或鎢硬質合金動態(tài)端面密封材料，但滑動速度要高得多。這些空氣渦輪起動電機實際上是小型渦輪機，利用從輔助動力單元排出的廢氣來發(fā)出啟動主發(fā)動機所需的電力。空氣起動電機的軸速可以高達180000 rpm。或滑動速度約1000英尺/秒（305米/秒），這幾乎是聲速。飛機密封制造商用楔形和氣體流動通道產生空氣動力或水動力升空來設計的密封。

　　Metcar Grade M-45用于航空發(fā)動電機起動機密封是由于其在所需操作條件下自潤滑的優(yōu)秀品質。

　　碳—石墨基礎面密封圈，碳—石墨環(huán)形密封圈常用于航空發(fā)動機主軸密封，來控制發(fā)動機中的空氣流動和燃燒氣體的流動。他們還密封主要發(fā)動機軸承中使壓氣機軸和燃氣渦輪軸自由旋轉的油潤滑劑。環(huán)形和端面密封圈都有使用。

　　對環(huán)形主軸密封圈，適合固定箱體內插槽近端間隙的碳—石墨部分被使用。碳—石墨部分用帶環(huán)彈簧的張拉來對抗轉軸上的陶瓷或硬質合金涂層。

　　起重楔形和機械配置用來產生升力，所以這些密封在空氣動力或水動力薄膜上起作用。旋轉速度可以高達26000 rpm，密封環(huán)溫度能達到800度。