在(zai)机(ji)械(xie)密(mi)封中，反应烧结碳(tan)化(hua)硅(gui)密封圈应用广(guang)泛(fan)，主要(yao)采用SiC+C+Si工(gong)艺(yi)。在这(zhe)一行从事(shi)技术(shu)和生(sheng)产工(gong)作(zuo)已有多年，经(jing)常会和(he)一(yi)些同事的(de)问(wen)题(ti)并(bing)与他们(men)交(jiao)流。由(you)于(yu)工(gong)作工(gong)程(cheng)中机(ji)械密封(feng)圈的接(jie)触面属于(yu)半干磨(mo)状态，要求(qiu)密封(feng)圈的(de)摩(mo)擦(ca)面(mian)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的自润(run)滑功能，这(zhe)是SiC+C+Si工(gong)艺(yi)所不(bu)具(ju)备的(de)。

　　研(yan)究了(le)炭黑含(han)量(liang)对反应(ying)烧结(jie)碳化硅浆(jiang)料工艺(yi)参(can)数(shu)和烧(shao)结(jie)体力(li)学性能的(de)影(ying)响(xiang)。分(fen)析了烧结(jie)过(guo)程中(zhong)坯(pi)体含(han)碳(tan)量高、爆(bao)炸(zha)和(he)内部(bu)“夹(jia)心”的(de)原因(yin)。分(fen)析(xi)了(le)不同碳(tan)含(han)量(liang)烧结试样(yang)的(de)微(wei)观(guan)结构和相(xiang)组(zu)成(cheng)。

　　反(fan)应(ying)烧结碳(tan)化硅陶(tao)瓷(ci)保持了碳化硅(gui)陶(tao)瓷(ci)的高(gao)强度(du)、高硬度(du)和(he)耐(nai)磨性等优(you)异(yi)的(de)力(li)学(xue)性能(neng);同(tong)时(shi)，它(ta)具(ju)有抗热震(zhen)性(xing)、高(gao)导热性(xing)和低(di)膨(peng)胀(zhang)系(xi)数(shu)等热性(xing)能，以(yi)及(ji)抗氧(yang)化(hua)、耐酸(suan)碱腐蚀等化(hua)学(xue)性能。它(ta)是(shi)一种几乎(hu)完全致密的工(gong)程陶(tao)瓷(ci)。其基本原理是：具有高(gao)温反应活(huo)性的(de)液态硅(gui)在毛(mao)细管力的作用(yong)下渗入(ru)含碳坯体，与碳反应生(sheng)成碳(tan)化(hua)硅(gui)。新生成(cheng)的(de)碳(tan)化硅(gui)将原(yuan)混(hun)在(zai)坯体中的碳化硅(gui)颗(ke)粒原(yuan)位结(jie)合，渗(shen)入硅，填充(chong)坯体中(zhong)的剩(sheng)余孔(kong)洞，完成(cheng)致密(mi)化(hua)过(guo)程。

　　反(fan)应烧(shao)结碳(tan)化(hua)硅具(ju)有烧(shao)结时(shi)间(jian)短(duan)、生(sheng)产效(xiao)率(lv)高、烧结(jie)温(wen)度低、工(gong)件(jian)尺寸大、形状(zhuang)复(fu)杂等优点，已成(cheng)为世(shi)界(jie)碳化硅产(chan)品工(gong)业(ye)化生(sheng)产的(de)主要(yao)方(fang)法。

　　反应(ying)烧(shao)结碳化硅(gui)法制备(bei)的(de)梁(liang)、喷嘴、辐射(she)管、密(mi)封件和球(qiu)磨机衬(chen)板(ban)广泛(fan)应(ying)用于高(gao)温(wen)窑炉(lu)、机(ji)械(xie)、化工(gong)、冶(ye)金、环保和(he)军(jun)事等(deng)领域。然而，反应(ying)烧(shao)结(jie)碳(tan)化(hua)硅中(zhong)的(de)游(you)离(li)硅(gui)使(shi)其仅适用(yong)于(yu)1350℃以下(xia)的(de)使(shi)用。一旦使(shi)用温(wen)度接(jie)近(jin)或高(gao)于(yu)硅(gui)的(de)熔点1410℃，由于(yu)游离硅的软(ruan)化或熔化(hua)，断裂(lie)强度将(jiang)大大(da)降(jiang)低。因(yin)此(ci)，降低反应烧(shao)结(jie)碳化(hua)硅(gui)中游离(li)硅的(de)含量(liang)可(ke)以进(jin)一步提高(gao)材(cai)料的力(li)学(xue)性能和(he)使用(yong)温(wen)度，扩(kuo)大(da)其应(ying)用范(fan)围(wei)。

　　本研(yan)究旨在(zai)增(zeng)加原(yuan)配方(fang)中(zhong)炭(tan)黑(hei)的(de)用(yong)量(liang)，以观(guan)察其对(dui)反应(ying)烧(shao)结碳化(hua)硅(gui)陶瓷微观(guan)结(jie)构(gou)和性能(neng)的(de)影响。

　　高(gao)碳(tan)烧(shao)结体“夹(jia)带(dai)”原因分(fen)析(xi)：

　　当(dang)炭(tan)黑含量过高(gao)时(shi)，更多的碳(tan)在(zai)混合过(guo)程中(zhong)难以均匀分(fen)散(san)，在坯体中存(cun)在(zai)一个(ge)碳分(fen)布过(guo)于集(ji)中的区域(yu)。硅(gui)碳(tan)反(fan)应产生(sheng)的膨胀(zhang)效应部(bu)分阻(zu)断了该(gai)区域(yu)碳周围的(de)硅渗透(tou)通(tong)道，液态硅(gui)的上(shang)升(sheng)速度减(jian)慢(man)，导(dao)致硅碳(tan)反应(ying)减(jian)慢(man)，烧(shao)结(jie)体(ti)中(zhong)形成“三(san)明(ming)治(zhi)”区域，反应烧(shao)结碳(tan)化硅(gui)的抗(kang)弯(wan)强(qiang)度降(jiang)低(di)。