碳化硅材料特性，適用于不同工況下的機械密封

　　碳化硅材料的優(yōu)點是：優(yōu)異的機械性能、耐腐蝕性和良好的摩擦學(xué)性能，因此它已在密封材料的許多領(lǐng)域得到開發(fā)和應(yīng)用。本文編輯整理了碳化硅的具體性，以滿足不同工況下機械密封產(chǎn)品應(yīng)用

　　1、碳化硅在高密封介質(zhì)壓力機械密封中的應(yīng)用

　　機械密封在高壓下工作時，密封面需要承受較大的載荷，這就要求密封材料必須具有較高的強度和剛度。否則，密封面會因壓力而變形，導(dǎo)致泄漏或迅速磨損，導(dǎo)致機械密封失效。碳化硅是一種高強度、高剛度、高彈性模量的材料。在高壓下不容易變形。同時，SiC的抗壓強度很高，如在大氣壓下燒結(jié)的SiC的抗彎強度為410MPa，而抗壓強度大于2800MPa，是抗彎強度的7倍。完全能承受高端應(yīng)力，滿足使用要求。

　　2、碳化硅在高速機械密封中的應(yīng)用

　　在高速工作狀態(tài)下，由于摩擦副的線速度較高，摩擦副的熱磨損和振動將是工作過程中面臨的一個重要問題。因此，作為一種旋轉(zhuǎn)密封材料，要求其具有高強度和低密度。這樣，高速運轉(zhuǎn)時旋轉(zhuǎn)環(huán)產(chǎn)生的離心力較小，而由旋轉(zhuǎn)環(huán)引起的振動和偏航也較小，以保持密封面的穩(wěn)定配合。硬質(zhì)合金的密度比用于密封的硬質(zhì)合金小得多，彈性模量高，保證了高速條件下硬質(zhì)合金密封面不易變形和振動，保持了端面的穩(wěn)定和配合。由于碳化硅密度低、熱性能好、摩擦系數(shù)低，在高速旋轉(zhuǎn)密封材料中具有明顯的優(yōu)勢，因此廣泛應(yīng)用于機械密封硬環(huán)中。

　　3、SiC在高溫機械密封中的應(yīng)用

　　高溫容易引起摩擦副材料性能的變化，使密封面變形，硬度降低，導(dǎo)致機械密封壽命下降。因此，高溫密封材料的熱變形、高溫強度和耐磨性是選擇密封材料時應(yīng)考慮的關(guān)鍵因素。碳化硅在高溫下具有很高的強度，例如，熱壓碳化硅的抗彎強度與常溫基本相同，因此不會出現(xiàn)類似于金屬的高溫蠕變現(xiàn)象，而且由于具有自潤滑性。在碳化硅陶瓷中，兩端轉(zhuǎn)動時不會發(fā)生粘著磨損，因此可以在高溫條件下使用碳化硅進行機械密封。

　　腐蝕磨損是腐蝕介質(zhì)中機械密封摩擦材料失效的主要形式。這種腐蝕作用很強，會直接或迅速引起密封性能的變化。因此，應(yīng)根據(jù)密封介質(zhì)的特性選擇密封材料。碳化硅化學(xué)穩(wěn)定性好，耐腐蝕性強，可用于各種腐蝕性酸堿介質(zhì)（部分耐腐蝕性見表）。

　　5、SiC在固體顆粒機械密封中的應(yīng)用

　　在機械密封的實際應(yīng)用中，密封流體中往往含有固體顆粒，如待處理的廢水、某些海域的海水和一些容易結(jié)晶的物質(zhì)。

　　6、碳化硅在干摩擦機械密封中的應(yīng)用

　　通常，機械密封不希望出現(xiàn)干摩擦，但在某些情況下不可能完全避免干摩擦。例如，當密封件的微凸體溫度開始接觸或由于其他原因時，流體力的增加和機械密封件上的間隙的減小將導(dǎo)致干摩擦；而且，大多數(shù)密封件是致密的。半干摩擦或干摩擦也可能在打開或停止密封時短暫發(fā)生。由于密封面干摩擦會增加摩擦系數(shù)，加劇磨損，導(dǎo)致密封圈燒損或熱應(yīng)力開裂，導(dǎo)致泄漏。因此，要求密封材料具有耐高溫和良好的摩擦學(xué)性能。碳化硅材料具有這種特性。熱壓碳化硅的性能在1600℃時不會衰減，在密封面旋轉(zhuǎn)摩擦過程中，在較低的溫度下，碳化硅中的石墨微粒可以起到潤滑作用。即使在特殊的工作條件下，碳化硅也能完全滿足工作的需要。