碳化硅陶瓷

碳化硅陶瓷是新型的、性能非常良好的摩擦副材料。它重量轻、比强度高、抗辐射能力强;具有一定的自润滑性,摩擦系数小;硬度高、耐磨损、组对性能好;化学稳定性高、耐腐蚀;导热性能良好、耐热冲击。自20世纪80年代以来,国内外各大机械密封公司纷纷把碳化硅作为高pv值的新一代摩擦副组对材料,用于机械密封。

根据制造工艺不同,碳化硅制品的性能也存在差异。按制造方法主要有反应烧结SiC、常压烧结SiC、热压烧结SiC等。

反应烧结SiC

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反应烧结SiC是由α-SiC粉、石墨粉、助熔剂、粘结剂经混合、压制成型后,置于盛有硅粉的坩埚内,在真空炉中加热至1600-1800℃,使焙融硅与坯体中的碳起反应生成β-SiC,形成了由α-SiC、β-SiC和游离硅(10~20%)组成的致密烧结体。由于游离硅的存在,反应烧结SiC的耐蚀性有所降低,在强碱和强氧化性介质中会遭受腐蚀。反应烧结SiC的优点是制品的收缩率小,耐热冲击性好,且适宜于大批量生产、成本低。用于沙浆泵、料浆泵上效果较好。

无压烧结SiC

无压(常压)烧结SiC是采用超细SiC粉(粒度约在0.1-0.2μm),加适当添加剂、粘结剂压制成型,然后在2000-2200℃的温度下烧结而成。在烧结过程中,超细的碳化硅粒子烧结形成5-8μm的碳化硅晶体,其致密度可达97%以上,耐腐蚀能力比反应烧结SiC好。常压烧结SiC的坯料容易制成各种形状,并可进行机械加工,适宜于制造形状较为复杂的产品。

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热压烧结SiC

热压烧结SiC是由粒度小于1μm的SiC粉加上适当的添加剂,装入石墨模具内,在2000-2100℃的热压炉内加压(30-50MPa)烧结而成。它是SiC中最致密、化学稳定性最好的一种,也是成本最高的一种,适用于高参数的密封工况。