Для производства изделий из карбида кремния используется технология реакционного спекания. В процессе производства исходная заготовка, полученная прессованием смеси порошков карбида кремния и графита, пропитывается расплавом кремния, после чего спеченная заготовка подвергается механической обработке с помощью алмазного инструмента. Карбид кремния марки «SIR» выпускается по ТУ 1915-021-46378979-2002.
Физико-механические свойства карбида кремния производства ЗАО «Сирэмикс» (марка SIR)
| Характеристика материала | SIR |
|---|---|
| Плотность, г/см3 | 3,0...3,1 |
| Твердость | 25…30 ГПа |
| Предел прочности на изгиб, МПа | 320…350 |
| Предел прочности на сжатие, МПа | 2300 |
| Модуль упругости, ГПа | 380 |
| Коэффициент теплопроводности при 100°С, Вт/(м°К) | 140…160 |
| Коэфф. теплового расширения при 20-1000°С, К-1*10-6 | 3,5…4,0 |
| Вязкость разрушения, МПа*м1/2 | 3,5 |
Основное достоинство керамики на основе карбида кремния как материала пар трения для подшипников и уплотнений - это очень высокая износостойкость в жестких условиях абразивосодержащих, химически агрессивных сред и повышенных температур. Иносостойкость обеспечивается, в основном, сочетанием высокой твердости и высокой теплопроводности. Известно, что ресурс работы деталей из карбида кремния в абразивных средах в разы выше, чем у инструментальных сталей и графитов, и в 1,5-2 раза, чем у твердых сплавов.
Высокая теплопроводность существенно снижает градиент температуры в элементах подшипника и вместе с низким коэффициентом термического расширения обеспечивает стабильность геометрических характеристик (величину рабочего зазора и форму поверхности трения) в широком диапазоне рабочих температур. Указанное сочетание высокой теплопроводности и низкого коэффициента термического расширения определяет высокую термостойкость карбида кремния. Он способен выдерживать десятки термоударов до 1000-1300°С. Карбид кремния работает до температуры 1350°С. Большое значение имеет химическая стойкость карбида кремния, в том числе к продуктам нефтехимии.
Указанный перечень свойств карбида кремния позволяет использовать его в нефтедобыче (нефть и пластовые воды), в большинстве процессов нефтепереработки, в металлургии, медицине и др.