工程陶瓷在机械密封中的使用特点及优缺点

用于机械密封的工程陶瓷有：氧化铝（Al₂O₃）、氮化硅（Si₃N₄）、碳化硅（SiC）等。这些工程陶瓷的优点是：硬度高、抗磨损、耐蚀性好、价格比硬质合金低；缺点是：脆性大、韧性低，容易造成冲击破坏。

（1）氧化铝（Al₂O₃）陶瓷 根据纯度不同，氧化铝（Al₂O₃）陶瓷又分为99瓷和95瓷。

氧化铝（Al₂O₃）陶瓷由于它的导热性能不好，使用范围受到限制，但在一些耐腐蚀环境的机械密封中经常运用。氧化铝的成分和性能见表2-3～表2-4。

表2-3 氧化铝（Al₂O₃）陶瓷的化学成分和物理性能

表2-4 氧化铝（Al₂O₃）陶瓷的耐蚀性

（2）氮化硅（Si₃N₄）陶瓷 氮化硅（Si₃N₄）陶瓷按照烧结工艺的不同分为：反应烧结Si₃N₄、热压烧结Si₃N₄、无压烧结Si₃N₄和重烧结Si₃N₄，在耐腐蚀机械密封中与石墨摩擦副配对耐磨性能良好。氮化硅的物理力学性能见表2-5，反应烧结氮化硅耐蚀性见表2-6。

表2-5 氮化硅的物理力学性能

（续）

表2-6 反应烧结氮化硅耐蚀性

（3）碳化硅（SiC）陶瓷 SiC陶瓷具有密度小、强度高、摩擦因数小、自润滑能力好、耐热性和导热能力高以及耐蚀性好等诸多优点。跟其他陶瓷一样，脆性大、抗冲击能力低。按照制造工艺的不同分为3种：反应烧结SiC、无压烧结SiC和热压烧结SiC。其中反应烧结SiC工艺成本最低，适合批量生产，但不适合在强碱和强氧化性介质中使用。后两种工艺成本高，适合于单件复杂工件，有良好的耐蚀性，其中热压烧结的化学稳定性最好。几种碳化硅的主要物理力学性能见表2-7。

表2-7 几种碳化硅的主要物理力学性能