碳化硅陶瓷材料燒結(jié)及應(yīng)用

    碳化硅陶瓷材料具有：耐磨、耐腐蝕、高硬度、低密度以及較高的高溫強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，因此近年來(lái)在各個(gè)領(lǐng)域中迅速普及，發(fā)展非常迅速。在航空航天、核工業(yè)、石油工業(yè)、化學(xué)工業(yè)、輕紡工業(yè)、食品工業(yè)等需要在高溫、高速、耐腐蝕、真空、電絕緣、無(wú)磁、干摩擦等特殊環(huán)境下，這種新型陶瓷材料難以的替代作用正在被人們逐漸認(rèn)識(shí)。

    除以上的優(yōu)點(diǎn)之外，在常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷材料中，游離硅和游離碳含量極少。譬如在精細(xì)化工行業(yè)里，超純凈流體輸送過(guò)程中，要求高潔凈度，常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷材料可以提供非?？煽康倪\(yùn)輸環(huán)境，對(duì)輸送環(huán)境起到了保護(hù)作用，隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷材料必將在化工領(lǐng)域全行業(yè)最終替代反應(yīng)燒結(jié)碳化硅制品。

    目前，常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷材料主要有以下幾個(gè)方面應(yīng)用：

 一、 密封磁力傳動(dòng)泵軸承組件

    隨著精細(xì)化工產(chǎn)品的飛速發(fā)展，特別是國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)ISO14000在精細(xì)化工行業(yè)的進(jìn)一步貫徹執(zhí)行，對(duì)杜絕跑、冒、滴、漏，對(duì)化工行業(yè)環(huán)境保護(hù)，尤其是對(duì)腐蝕性液體的輸送提出了更高的要求，追求零泄漏已成為化工行業(yè)環(huán)境保護(hù)的主要目標(biāo)。

    密封磁力傳動(dòng)泵是采用非接觸磁力傳動(dòng)方式產(chǎn)生扭矩，帶動(dòng)泵軸系組件進(jìn)行工作，其主要特點(diǎn)：減小了較大的空間，泵的整體體積縮20%-30% ；采用非接觸傳動(dòng)，將軸承與軸系組件全部放在泵體內(nèi)部，實(shí)行全封閉，從而可以實(shí)現(xiàn)無(wú)泄漏工作。在此工況下，軸承的壽命就決定了泵的總體壽命。

    采用常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷材料密封環(huán)代替通用的機(jī)械密封、填料密封等動(dòng)密封，因而泄漏更小、可靠性更高、使用壽命更長(zhǎng)。對(duì)于磁力泵通常要求長(zhǎng)時(shí)間的免維護(hù)，時(shí)間約為5—8年，這就對(duì)磁力泵軸系組件的選材提出了極為苛刻的要求。如泵中的泵軸、止推盤(pán)、軸套在裝配后，必須耐磨損、耐腐蝕，且零泄漏：目前常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷已成為較為合適的材料。

 二、機(jī)械密封環(huán)

    常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷的耐化學(xué)腐蝕性好、 強(qiáng)度高，硬度高，耐磨性能好、摩擦系數(shù)小，抗氧化，高溫蠕變小、熱穩(wěn)定性好，因而是制造密封環(huán)的理想材料。由于材料基體組織致密，游離硅；碳含量極少，在高純、超凈、精細(xì)化工等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。工件表面的超精密加工，使其在組合配對(duì)時(shí)，摩擦系數(shù)比氧化鋁陶瓷和硬質(zhì)合金小，因而具有較高的PV值，特別適合于輸送強(qiáng)酸、強(qiáng)堿及腐蝕性液體的工況中使用。常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷制品，具有密度高（310g/cm³-320g/cm³）、硬度高(HPA95)，可多品種，成批量生產(chǎn)各種形狀復(fù)雜的機(jī)械密封環(huán)，如平環(huán)，單面臺(tái)階環(huán)、多級(jí)臺(tái)階環(huán)等。

三、噴砂嘴

    作為替代硬質(zhì)合金、氧化鋁陶瓷材料的*，常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷材料已成為僅次于碳化硼陶瓷，是噴砂行業(yè)用量最大的材料。氧化鋁陶瓷噴嘴的價(jià)格盡管低廉，但由于硬度低，耐磨性較差，只用于噴砂工作量不大的場(chǎng)合。實(shí)際使用中，常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷的使用壽命是氧化鋁陶瓷的4—7倍，也是大比重硬質(zhì)合金的替代產(chǎn)品。

四、防彈板

    自從英國(guó)人喬巴姆發(fā)明陶瓷裝甲以來(lái)，常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷由于硬度高、比重小、彈道性能較好、碎裂后可吸收較多能量、價(jià)格較低，廣泛用于防彈裝甲中，如車(chē)輛、艦船的防護(hù)以及民用保險(xiǎn)柜、運(yùn)鈔車(chē)的防護(hù)中。常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷的彈道性能優(yōu)于氧化鋁陶瓷，綜合強(qiáng)度約為碳化硼陶瓷的70—80% ，但由于價(jià)格較低，特別適合用于用量大，且防護(hù)裝甲不能過(guò)厚、過(guò)重的場(chǎng)合。常壓燒結(jié)碳化硅陶瓷具有強(qiáng)度高、韌性好的特點(diǎn)，作為防彈裝甲材料，其抗多次打擊性能非常好，因而整體的防護(hù)效果優(yōu)于普通的碳化硅陶瓷，用于圓柱狀陶瓷體輕質(zhì)防護(hù)裝甲中，其破碎點(diǎn)可達(dá)到65噸以上，防護(hù)效果明顯優(yōu)于使用普通碳化硅陶瓷的圓柱狀陶瓷體的防護(hù)裝甲。

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