Характеристики карбида кремния и на что следует обратить внимание при их использовании при изготовлении торцовых уплотнений

18/05/2023
Карбид кремния — это новый тип керамики, и это лучший материал для пар трения, найденный до сих пор, с различными превосходными свойствами, такими как физические свойства, термические свойства и химические свойства, и даже радиационно-стойкие свойства не являются исключением. Что касается клеящих свойств, карбид кремния образует защитную пленку из оксида кремния, которая смачивается большинством жидкостей. Теплопроводность карбида кремния в 10 раз выше, чем у оксида алюминия. Эти свойства в сочетании с его исключительной твердостью обеспечивают очень долгий срок службы как самого материала, так и абразивного материала механических уплотнений. Его коррозионная стойкость очень хорошая. В сильной окислительной среде он реагирует только при высокой температуре 500~600°C и устойчив почти ко всем кислотам и щелочам.

Методы производства можно разделить на спекание SiC при горячем прессовании, спекание SiC при атмосферном прессовании, реакционное спекание SiC, химическую реакцию SiC в паровой среде (также известную как силиконизированный графит) и химическое осаждение SiC из паровой фазы. Первые три представляют собой монолитный карбид кремния, а последние два представляют собой покрытия SiC, сформированные на поверхности графита. Различные характеристики, создаваемые тремя различными методами производства, следующие: спекание при атмосферном прессовании SIC и спекание SiC при горячем прессовании имеют плотность более 97%, в то время как реакционное спекание SiC имеет определенное количество свободного кремния и пор; химическое осаждение из паровой фазы SIC и химическая реакция из паровой фазы SiC имеют поверхностный слой SiC и подложку из графита. Их общей чертой является то, что торцы фрикционной пары торцовых уплотнений выполнены из плотного и чрезвычайно твердого карбида кремния. Их выступления показаны на следующих двух рисунках.
механическое уплотнение для водяного насоса, механическое уплотнение насоса, уплотнения насоса, механическое уплотнение водяного насоса
Та же проблема, на которую следует обратить внимание при использовании SiC: выбирать разные SiC в соответствии с разными условиями использования. Для изделий большого объема подходит спекание SiC при атмосферном давлении или реакционное спекание; для изделий сложной формы следует использовать спекаемый при атмосферном давлении SiC, который легко формуется, а цена ниже; если среда является сильным окислителем, следует использовать спекание SiC при атмосферном давлении и спекание при горячем прессовании. Используйте спеченный карбид кремния горячего прессования с высоким значением PV; если среда содержит твердые частицы, следует выбирать сам SiC в паре или SiC в паре с твердым сплавом. SiC — хрупкий материал с низкой прочностью и ударной вязкостью. При проектировании уплотнительного кольца механического уплотнения следует учитывать, что форма кольца из карбида кремния должна быть простой, и не следует делать прорези и сверлить отверстия в кольце, чтобы избежать и уменьшить концентрацию напряжения; скорость заточки должна быть выше, а количество режущего инструмента не должно быть слишком большим, чтобы избежать сколов; Категорически запрещается стучать во время сборки; Для упаковки должны быть приняты противоударные меры; Кроме того, требуется тщательная установка и использование.
механическое уплотнение для водяного насоса, механическое уплотнение насоса, уплотнения насоса, механическое уплотнение водяного насоса