密封环各种碳材料的导热系数与温度的关系。经过烧结之后,在人造碳中容积孔隙率约为10-30%。对于旋转接头密封环来说,用于密封液体的通水旋转接头,碳和石墨经过侵渍后剩余孔隙率原则上应低于2%,在密封纯气体的通气旋转接头和真空旋转接头,剩余孔隙率不低于1%。根据这一理由,可用合成树脂、金属和熔融玻璃、聚四氟乙烯悬浮液和盐溶液来侵渍人造碳和石墨,常常必须进行多次侵渍。对于壁厚很大的零件来说,会出现心部的孔隙率比外层来得高得现象。由于机械加工或者磨损去掉很大一部分时,这种环可能发生很高得泄漏量,侵渍对各种材料得物理机械性能的影响。原则上可以这样讲,人造碳通过侵渍可以提高它的硬度、强度、弹性模量和热膨胀系数。只有在基材的导热系数比侵渍介质低的情况下,才有可能改善它的散热性能。通常侵渍决定摩擦副的使用温度,也是高温旋转接头和导热油旋转接头常用的浸锑石墨环。对于碳材料制成的密封环来讲,不仅是导热系数,而且强度和硬度也都是主要参数。弯曲强度随着导热系数的升高而降低。但是选择不同的侵渍剂有可能改善此数值。在承受高载荷时,要优先考虑用合成树脂侵渍的碳和石墨作为滑动件的材料。与金属侵渍的碳相比,它的优点是:没有烧粘的倾向,在超过允许的温度使用极限时也不会像金属侵渍的碳那样,很快地失效。金属侵渍的碳的侵渍物质会熔化,而且常常与其对磨的金属环粘连在一起,此外合成树脂侵渍的碳具有良好的化学稳定性,也就是说,它耐腐蚀。
应该考虑到经过合成树脂侵渍的或者金属侵渍的碳很少是均匀的材料,例如,高合金铅青铜、合成树脂和金属(铅、铜、银、锑、镉)以及碳与石墨之间的膨胀系数可能相差上百倍。在工作过程中,由于导热系数不同,膨胀也不同,因而会在滑动面上形成小隆起和凹坑。这样就形成了润滑槽和流体动力效应,其结果是减轻了摩擦和磨损。特别是对水和水溶液来说,由于它们具有很大的传热系数和由此而造成很大的温度梯度更容易出现上述现象。实际结果证实了这些事实,特别是用金属侵渍的碳尤其如此。金属侵渍的人造碳只有在有足够的安全性和低于金属熔化温度的情况下应用。对于具有软基材的合成树脂侵渍的石墨来说,在温度突然上升得很高时,环会裂开,或者由于热膨胀不同在环的表面上掉下一部分。这种散热的不良现象,多半在密封油或烃很少发生。