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SiC是一种新型陶瓷,由于高密度成形技术的发展,80年代开始,国外纷纷用它做高PV值的组对材料,是到目前为止发现的最好的摩擦副材料,具备各种优良性能。重量轻,为WC的1/5,强度高,摩擦系数小,硬度略高于硬质合金,HRA90~94,抗辐射性好,具有一定的自润滑性,组对性好,化学稳定性、耐热性、热传导性都很优异。在500℃以下,几乎耐所有的酸和碱,除振动冲击大,或有颗粒介质场合外,几乎所有的硬质合金都可用它取代,价格略比WC便宜。
缺点:脆性材料,抗机械冲击性稍差。
由于制造工艺不同,性能略有差异,目前主要有4种类型:
1、反应烧结SiC(SiC+Si组对的致密烧结物)
【(α-SiC粉+石墨粉+助溶剂)混合+有机粘结剂】压制成型,放入Si粉坩埚内,在真空炉加热1600~1800℃,生成β-SiC。这种SiC由α-SiC、β-SiC、游离硅组成,由于游离硅和孔隙的存在,它不耐强碱和氧化性介质。
优点:收缩率小,耐热冲击性好,成本低,适于批量生产。
2、常压烧结SiC
采用超细SiC粉(粒度0.1~0.2μm),加适当的添加剂、粘结剂压制成型,然后在2000~2200℃的温度下烧结而成。适用于数量少,规格品种多的密封环。质密度高达97%以上。
3、热压烧结SiC
粒度≤1μm的SiC,加上适当的添加剂,装入石墨模具内,在2000~2200℃的热压炉内加压(30~50MPa)制成。这是SiC中化学稳定性最好的一种。(因为在氧化气氛下,表面生成一种SiO2保护膜,耐腐蚀性最好。)质密度高达97%以上
4、气相渗透SiC(又叫硅化石墨)
以石墨为基体,按最终产品形状加工好后,导入Si源,采用化学气相沉积法在1800~2200℃的高温下反应生成。渗透层厚度可达1.5mm,成SiC表层,表层还有10%的石墨,具有气体不渗透性,C、Si之间无明显的边界层。这种SiC既具有碳石墨优点,又具有SiC特性,是一种很有前途的碳基复合材料。气相渗透SiC与常压烧结SiC组对,可用于高速场合,即使处于半干摩擦工况条件下也不易产生卡涩与与擦伤。
