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碳化硅​的种类、特点和性能

发布时间:2021-02-22 分享

碳化硅的种类、特点和性能

现在,工业生产所使用的机械密封端面材料中有近一半选用碳化硅。碳化硅的制造方法有许多,他们性质也各不一样。按照制造方法的不同,具有以下几种:常压烧结碳化硅、反应烧结碳化硅、热压烧结碳化硅、化学气相反应碳化硅和化学气相沉积碳化硅等。作为机械密封材料,前3种应用是最普遍的。

1) 常压烧结碳化硅

选用粉末冶金的制造方法,原料能够使用亚微米级的碳化硅颗粒,在不施加压力的情况下进行烧结,烧结密度能够到达理论密度的95%。烧结在惰性气体保护下或在真空当中的1900~2200℃之间进行,通常要加入硼和碳当做烧结助剂。通过模制和烧结之后,碳化硅颗粒形成整体碳化硅元件。常压烧结碳化硅是所有碳化硅中最硬且耐腐蚀性最好的密封材料,所以在机械密封中使用是最广泛的。

2) 反应烧结碳化硅

使用多孔碳型材和熔融硅反应,烧结成整体碳化硅。这种碳化硅中含有大约10%~12%的自由硅,这些自由硅对减小摩擦和磨损具有很好的作用。这种碳化硅材料的耐腐蚀性比起常压烧结碳化硅差,但因为它能够和碳石墨组成优异的密封副,所以API682中规定优先采用这种密封副。

3) 热压烧结碳化硅

由粒度≤1μm的碳化硅粉加上适当的添加剂,装进石墨模具当做,在2000~2100℃的热压炉内,加压30~50MPa制作成的。热压烧结碳化硅是碳化硅中化学稳定性最好的一种,当做耐腐蚀密封副的密封面材料。