碳化硅材料特性，适用于不同工况下的机械密封

　　碳化硅材料的优点是：优异的机械性能、耐腐蚀性和良好的摩擦学性能，因此它已在密封材料的许多领域得到开发和应用。本文编辑整理了碳化硅的具体性，以满足不同工况下机械密封产品应用

　　1、碳化硅在高密封介质压力机械密封中的应用

　　机械密封在高压下工作时，密封面需要承受较大的载荷，这就要求密封材料必须具有较高的强度和刚度。否则，密封面会因压力而变形，导致泄漏或迅速磨损，导致机械密封失效。碳化硅是一种高强度、高刚度、高弹性模量的材料。在高压下不容易变形。同时，SiC的抗压强度很高，如在大气压下烧结的SiC的抗弯强度为410MPa，而抗压强度大于2800MPa，是抗弯强度的7倍。完全能承受高端应力，满足使用要求。

　　2、碳化硅在高速机械密封中的应用

　　在高速工作状态下，由于摩擦副的线速度较高，摩擦副的热磨损和振动将是工作过程中面临的一个重要问题。因此，作为一种旋转密封材料，要求其具有高强度和低密度。这样，高速运转时旋转环产生的离心力较小，而由旋转环引起的振动和偏航也较小，以保持密封面的稳定配合。硬质合金的密度比用于密封的硬质合金小得多，弹性模量高，保证了高速条件下硬质合金密封面不易变形和振动，保持了端面的稳定和配合。由于碳化硅密度低、热性能好、摩擦系数低，在高速旋转密封材料中具有明显的优势，因此广泛应用于机械密封硬环中。

　　3、SiC在高温机械密封中的应用

　　高温容易引起摩擦副材料性能的变化，使密封面变形，硬度降低，导致机械密封寿命下降。因此，高温密封材料的热变形、高温强度和耐磨性是选择密封材料时应考虑的关键因素。碳化硅在高温下具有很高的强度，例如，热压碳化硅的抗弯强度与常温基本相同，因此不会出现类似于金属的高温蠕变现象，而且由于具有自润滑性。在碳化硅陶瓷中，两端转动时不会发生粘着磨损，因此可以在高温条件下使用碳化硅进行机械密封。

　　腐蚀磨损是腐蚀介质中机械密封摩擦材料失效的主要形式。这种腐蚀作用很强，会直接或迅速引起密封性能的变化。因此，应根据密封介质的特性选择密封材料。碳化硅化学稳定性好，耐腐蚀性强，可用于各种腐蚀性酸碱介质（部分耐腐蚀性见表）。

　　5、SiC在固体颗粒机械密封中的应用

　　在机械密封的实际应用中，密封流体中往往含有固体颗粒，如待处理的废水、某些海域的海水和一些容易结晶的物质。

　　6、碳化硅在干摩擦机械密封中的应用

　　通常，机械密封不希望出现干摩擦，但在某些情况下不可能完全避免干摩擦。例如，当密封件的微凸体温度开始接触或由于其他原因时，流体力的增加和机械密封件上的间隙的减小将导致干摩擦；而且，大多数密封件是致密的。半干摩擦或干摩擦也可能在打开或停止密封时短暂发生。由于密封面干摩擦会增加摩擦系数，加剧磨损，导致密封圈烧损或热应力开裂，导致泄漏。因此，要求密封材料具有耐高温和良好的摩擦学性能。碳化硅材料具有这种特性。热压碳化硅的性能在1600℃时不会衰减，在密封面旋转摩擦过程中，在较低的温度下，碳化硅中的石墨微粒可以起到润滑作用。即使在特殊的工作条件下，碳化硅也能完全满足工作的需要。