탄소 대 실리콘 카바이드 기계적 씰: 차이점은 무엇인가

산업 응용 분야에서 기계적 밀봉은 누출을 방지하고 효율적인 작동을 보장하는 데 중요한 역할을 합니다. 기계식 씰에 사용되는 두 가지 인기 있는 재료는 탄소와 탄화규소입니다. 이 기사에서는 특정 요구 사항에 맞는 기계적 씰을 선택할 때 정보에 입각한 결정을 내리는 데 도움이 되도록 각 재료의 구성, 장점 및 단점을 살펴보겠습니다.

카본 메카니컬 씰의 구성과 구조

탄소 기계적 씰은 탄소 흑연과 함침된 수지의 조합으로 만들어집니다. 탄소 흑연은 탁월한 열 전도성과 윤활성을 제공하는 반면 함침된 수지는 씰의 기계적 강도와 내화학성을 향상시킵니다. 탄소 기계적 씰의 구조는 일반적으로 일관된 성능과 내구성을 보장하는 균질하고 미세한 매트릭스입니다.

카본 메카니칼 씰의 장점

탄소 기계식 씰은 다음과 같은 여러 가지 장점을 제공합니다.

1. 우수한 열전도율로 열을 분산시키고 열변형을 방지합니다.
2. 높은 윤활성, 씰 표면의 마찰 및 마모 감소
3. 광범위한 유체에 대한 우수한 내화학성
4. 실리콘 카바이드 씰에 비해 비용이 저렴합니다.

카본 메카니칼 씰의 단점

장점에도 불구하고 탄소 기계식 씰에는 몇 가지 제한 사항이 있습니다.

1. 탄화규소에 비해 경도와 내마모성이 낮습니다.
2. 조기 마모로 이어질 수 있는 연마 매체에 대한 민감성
3. 제한된 온도 범위, 일반적으로 최대 400°C(752°F)

실리콘 카바이드 메카니칼 씰의 구성 및 구조

실리콘 카바이드 메카니컬 씰은 고순도 실리콘 카바이드 분말을 사용하여 제조되며, 이를 고온에서 소결하여 조밀하고 단단하며 내마모성이 있는 재료를 만듭니다. 그 결과 구조는 탁월한 기계적 및 열적 특성을 지닌 균일하고 미세한 매트릭스입니다. 실리콘 카바이드 씰은 고체 또는 복합재일 수 있으며, 금속 뒷면에 실리콘 카바이드 면이 결합된 복합 씰이 있습니다.

실리콘 카바이드 기계적 씰의 장점

실리콘 카바이드 기계식 씰은 카본 씰에 비해 몇 가지 장점을 제공합니다.

1. 뛰어난 경도와 내마모성을 갖추고 있어 거친 환경에 이상적입니다.
2. 열전도율이 높아 효율적인 방열이 가능합니다.
3. 광범위한 공격적인 매체에 대한 탁월한 내화학성
4. 최대 800°C(1,472°F)의 넓은 작동 온도 범위

실리콘 카바이드 기계적 밀봉의 단점

탄화규소 씰은 다양한 응용 분야에서 우수한 성능을 제공하지만 다음과 같은 몇 가지 단점도 있습니다.

1. 보다 복잡한 제조 공정으로 인해 카본 씰에 비해 비용이 높음
2. 취성(잘 다루지 않을 경우 부서지거나 갈라질 수 있음)
3. 최적의 성능을 보장하기 위한 고품질 카운터 표면 재료에 대한 요구 사항

탄소와 실리콘 카바이드 기계적 씰의 차이점

재산	탄소	실리콘 카바이드
압축(파쇄) 강도(MPa)	100-200	2000-3000
탄성(영, 인장) 계수(GPa)	10-30	350-450
포아송비	0.2-0.3	0.15-0.2
인장강도(MPa)	20-50	200-400
최대 온도(°C)	400	800
비열용량 (J/kg·K)	700-1000	600-800
열전도율(W/m·K)	10-20	100-150
열팽창(10^-6/K)	4-8	3-5
전기저항률 차수(Ω·m)	10^-5 – 10^-4	10^1 – 10^3
밀도(g/cm3)	1.6-1.9	3.1-3.2

결론

메카니컬 씰 재료를 선택할 때 응용 분야의 특정 요구 사항을 고려하는 것이 중요합니다.

탄소 기계적 씰은 저렴한 비용으로 우수한 성능을 제공하므로 다양한 범용 응용 분야에 적합합니다. 반면, 실리콘 카바이드 씰은 우수한 경도, 내마모성 및 온도 성능을 제공하므로 연마성 매체나 고온이 있는 까다로운 환경에 이상적입니다.

각 재료의 구성, 장점 및 단점을 이해하면 정보에 입각한 결정을 내리고 산업 공정에서 최적의 성능과 신뢰성을 보장할 수 있습니다.