碳化硅性能

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SiC是一種新型陶瓷,由于高密度成形技術的發展,80年代開始,國外紛紛用它做高PV值的組對材料,是到目前為止發現的最好的摩擦副材料,具備各種優良性能。重量輕,為WC的1/5,強度高,摩擦系數小,硬度略高于硬質合金,HRA90~94,抗輻射性好,具有一定的自潤滑性,組對性好,化學穩定性、耐熱性、熱傳導性都很優異。在500°C以下,幾乎耐所有的酸和堿,除振動沖擊大,或有顆粒介質場合外,幾乎所有的硬質合金都可用它取代,價格略比WC便宜。

缺點:脆性材料,抗機械沖擊性稍差。

由于制造工藝不同,性能略有差異,目前主要有4種類型:

1、反應燒結SiC(SiC+Si組對的致密燒結物)

【(α-SiC粉+石墨粉+助溶劑)混合+有機粘結劑】壓制成型,放入Si粉坩堝內,在真空爐加熱1600~1800°C,生成β-SiC。這種SiC由α-SiC、β-SiC、游離硅組成,由于游離硅和孔隙的存在,它不耐強堿和氧化性介質。

優點:收縮率小,耐熱沖擊性好,成本低,適于批量生產。

2、常壓燒結SiC

采用超細SiC粉(粒度0.1~0.2μm),加適當的添加劑、粘結劑壓制成型,然后在2000~2200°C的溫度下燒結而成。適用于數量少,規格品種多的密封環。質密度高達97%以上。

3、熱壓燒結SiC

粒度≤1μm的SiC,加上適當的添加劑,裝入石墨模具內,在2000~2200°C的熱壓爐內加壓(30~50Mpa)制成。這是SiC中化學穩定性最好的一種。(因為在氧化氣氛下,表面生成一種SiO 保護膜,耐腐蝕性最好。)質密度高達97%以上

4、氣相滲透SiC(又叫硅化石墨)

以石墨為基體,按最終產品形狀加工好后,導入Si源,采用化學氣相沉積法在1800~2200°C的高溫下反應生成。滲透層厚度可達1.5mm,成SiC表層,表層還有10%的石墨,具有氣體不滲透性,C、Si之間無明顯的邊界層。這種SiC既具有碳石墨優點,又具有SiC特性,是一種很有前途的碳基復合材料。氣相滲透SiC與常壓燒結SiC組對,可用于高速場合,即使處于半干摩擦工況條件下也不易產生卡滯與與搽傷。

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