碳化硅陶瓷基础知识.docx

???碳化硅陶瓷是近年发展的新材料。它具有很低的摩擦因数，很高的硬度，良好的耐磨性。它具有良好的化学稳定性、耐热性和抗热振性。

碳化硅有反应烧结碳化硅、常压烧结碳化硅和热压碳化硅。

表1列出国产碳化硅的性能。

性能

反应烧结氮化硅

热压氮化硅

密度/gNaN-3

孔隙率/%

抗弯强度/MPa

抗压强度/MPa

抗拉强度/MPa

抗冲击强度/MPa

弹性模量/MPa

摩擦因数

硬度(HRA)

热膨胀系数/℃-1

热导率/W·(m·K)-1

电阻率(200℃)/Ω·cm

(700℃)/Ω·cm

2.5～2.6

13～16

196.13

1176.8

117.68～137.29

0.15～0.2

(1.670～2.16)×105

0.1

80～85

2.5×10-6

5.02

1018

108

3.13

1

688.47～784.52

1569.1

-

0.39

-

-

91～92

(2.7～2.8)×10-6

-

-

-

硬质合金。硬质合金主要是碳化钨WC，分别有钴基碳化钨WC-Co、镍基碳化钨WC-Ni和钴-镍基碳化钨WC-Co-Ni。碳化钨的特点：硬度高，耐磨性好；机械强度高，抗弯性好；导热率较高而膨胀系数较小，密封面摩擦热容易导出；无钴硬质合金耐腐蚀性较好。

材料

密度/gNaN-3

抗弯强度/MPa

弹性模量/MPa

热膨胀系数/℃-1

硬度(HRA)

热导率/W·(m·K)-1

热压SiC

3.1～3.2

441.3～539.37

3.92×105

4.5×10-6

93～94

83.74

常压烧结SiC

3.0～3.10

372.65～451.11

4.07×105

4.3×10-6

91～92

92.11

反应烧结SiC

3.05

343.23～362.85

3.33×105

4.3×10-6

91～92

125.6

表2列出国产碳化钨的性能。

机械辅助密封材料

机械密封的辅助密封是保证密封可靠和延长使用寿命的重要零件。辅助密封包括动、静环的辅助密封圈。其作用是保证密封的轴与动环之间的静环座（压盖）与静环之间密封，补偿密封面的偏斜和振动；保证使动、静环端面紧密结合具有浮动性。

牌号

化学成分/%

物理-力学性能

备注

WC

Co

密度

硬度(HRC)

抗弯强度/MPa

膨胀系数/℃-1(0～300℃)

YG3

97

3

14.9～15.3

91

10.29

耐腐蚀性好，可在高速下使用

YG6

94

6

14.6～15

89.5

10.20

4.5×10-6

耐摩性较高，有一定的冲击韧性，常用作动、静环材料

YG8

92

8

14.4～14.8

89

14.71

4.5×10-6

耐摩性较YG6差，有时也用作动、静环材料

YG15

85

15

13.9～14.1

87

18.63

5.3×10-6

强度高，冲击韧性好，常用作动、静环材料

表3.国产碳化钨硬质合金的物理-力学性

机械密封对辅助密封圈材料的要求：

1）材料弹性好，特别是要求良好的复原性，永久变形要小；

2）不受流体介质的侵蚀，而且在介质中的膨胀和收缩都不大；

3）摩擦因数小和耐磨性好；

4）使用温度范围要广，在高、低温下不粘着、不变硬、脆和失弹；

5）要有适当的力学性能，如扯断强度及其延伸率、耐压等，在压力作用下无显着变形，有优良的抗撕裂性、耐磨性和耐压性等；

6）便于加工并可得到高的精度；

7）抗介质腐蚀、溶解、溶胀、老化等性能好，对介质不应有污染等。

作为辅助密封圈的材料有橡胶、塑料、石棉、膨胀石墨、石墨和金属胀圈等。橡胶圈是使用最广的一种辅助密封圈。常用的橡胶密封圈材料有丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶等。

丁腈橡胶是常用的一种耐油橡胶。它是丁二烯和丙烯腈的共聚物。根据丙烯腈含量多少分成若干种：低丙烯腈（丁腈-18）、中丙烯腈（丁腈-26）和高丙烯腈（丁腈-40）、丙烯腈含量越高，它的耐油性越好，抗张强度、硬度和耐磨性、耐水性增加，透气性减小。随之而来，它在极性溶剂中是溶解度却增大，耐腐蚀性也受到影响，弹性和耐寒性也变差。丁腈橡胶不耐挠曲，抗撕裂也较差。

氟橡胶具有耐高温、耐油、耐化学腐蚀的优点。氟橡胶中应用最广的是含氟烯烃共聚物，主要是26型和23型。26型中有氟橡胶-26系偏氟橡乙烯与六氟丙烯的乳液共聚物和氟橡胶-246系偏氟乙烯、六氟丙烯与四氟丙烯的三元共聚物。23型氟橡胶由偏氟乙烯与三氟氯乙烯在室温及3.24MPa压力下用悬浮聚合法制得的一种无定形橡胶状共聚物。它不能用于液氨、氨水中。

硅橡胶是由二甲基硅氧烷与其他有机硅单体在酸或碱性催化剂存在下聚合成的一种极性高分子聚合物。硅橡胶有很高的热稳定性，但它有极性，容易在酸碱作用下发生离子型裂解，因此耐腐蚀性差，不适宜用于石油系溶剂（如苯、甲苯等）、丙酮、