2碳化硅的种类、特点和性能
目前，工业生产所用的机械密封端面材料中有近一半采用碳化硅。碳化硅的制造方法很多，其性质也各不相同。根据制造方法的不同，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种使用最为普遍。
2.1 机械密封用碳化硅材料的种类和特点
1) 常压烧结碳化硅
采用粉末冶金的制造方法，原料用亚微米级的碳化硅颗粒，在不施加压力的条件下进行烧结，烧结密度可达理论密度的95%。烧结在惰性气体保护下或在真空中于1900～2200℃之间进行，一般要加入硼和碳作为烧结助剂。经模制和烧结后，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，因此在机械密封中应用最广泛。
2) 反应烧结碳化硅
用多孔碳型材与熔融硅反应，烧结成整体碳化硅。这种碳化硅中含有约 10%～12%的自由硅，这些自由硅对减小摩擦和磨损起了很好的作用。这种碳化硅材料的耐腐蚀性比常压烧结碳化硅差，但由于它可与碳石墨构成优异的密封副，因此API682中规定优先选用这种密封副。
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，装入石墨模具内，在2000～2100℃的热压炉内，加压30～50MPa制成。热压烧结碳化硅是碳化硅中化学稳定性最好的一种，用作耐腐蚀密封副的密封面材料。
2.2 机械密封用碳化硅材料的性能
碳化硅陶瓷材料的性能随制备工艺的不同会发生一定的变化，表1为3种不同工艺制得的碳化硅材料的性能比较表，并与常被用作密封材料的碳化钨进行对比。
表1 碳化硅与碳化钨的性能
由表1可知，与碳化钨相比，碳化硅的密度低、耐腐蚀性能和热力性能好、摩擦系数低，在机械密封材料中具有明显的优势。碳化硅材料最值得注意的优良性能之一是硬度极高，因此被广泛地用作机械密封硬环。
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