純水用陶瓷滑動構件制造技術

本發明專利技術涉及一種純水用陶瓷滑動構件，其由ＳｉＣ燒結體構成，且是在超純水或純水中使用的陶瓷滑動構件，其中，β－ＳｉＣ在ＳｉＣ燒結體中所占的比例為２０％以上，且平均的晶體組織的長寬比為２以上。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及在電阻率為10MQ，cm左右以上的超純水或電阻率為 lMQ，cm左右以上的純水中作為旋轉機械的軸承或機械密封件等使用的純 水用陶瓷滑動構件。
技術介紹
例如屬于旋轉機械的屏蔽電泵一般來說具備在兩側支撐主軸的2個徑 向滑動軸承和支撐負荷側和反負荷側兩個軸方向的推力荷重的2個推力滑 動軸承。作為這些滑動軸承，耐磨性和耐蝕性優異的陶瓷軸承廣泛地得到 使用。而且，使處理液自循環，并利用處理液進行滑動軸承(陶瓷軸承) 的潤滑和電機的冷卻。在旋轉機械中，具有與固定側和旋轉側兩部件的端面或滑動面接觸地 運轉的結構的機械很多，對于旋轉體與固定體安裝在機械性滑動的部分上的部件，使用滑動軸承或密封構件等滑動構件。例如目前廣泛采用的是滑動軸承具有固定在主軸側并與主軸側一體旋轉的旋轉側構件和固定在殼 體側的固體側構件，使二者相互滑動，陶瓷軸承的旋轉側構件和固定側構件中一個用碳化硅(SiC)構成、另一個用碳材料(C)構成，或者二者均 用SiC構成。這種SiC由具有含有六方晶的纖鋅礦型晶體結構的a-SiC構 成。另外，在旋轉機械中，作為將主軸與殼體之間水密性密封的密封構件， 由a-SiC構成的陶瓷密封構件也廣泛地得到使用。S口，在旋轉機械中，陶 瓷軸承和陶瓷密封構件等陶瓷滑動構件廣泛地得到使用。對于SiC，有幾種制造方法，僅釆用其中最主要的燒結法即能夠利用初 始原料和燒成條件來制造具有各種特性的SiC，其被用于各種用途。這些 SiC除了一般性的熱、化學和機械特性以外，也是耐磨性優異的材料，因此 被廣泛用作軸承或機械密封件等滑動構件。例如，在以電阻為0.01MQ.cm左右以上的自來水為處理液、使用陶瓷 軸承作為滑動軸承的屏蔽電泵中，在用自來水(處理液)有效地潤滑陶瓷 軸承(滑動軸承)的滑動面的情況下，陶瓷軸承能夠長期使用。但是，在 以電阻為lMQ.cm左右以上的純水或電阻為10MQ，cm左右以上的超純水 為處理液、使用陶瓷軸承作為滑動軸承的屏蔽電泵中，當用純水或超純水 (處理液)潤滑陶瓷軸承的滑動面時，該滑動面在純水或超純水中慢慢產 生滑動磨損痕，有時與被認為是滑動面的滑動損傷的磨損相關。下表1表示進行下述摩擦磨損試驗的結果在電阻不同的處理液(自 來水、純水和超純水)的存在下，用0.5MPa的壓力按壓a-SiC，同時以7.59m/s 的圓周速度使a-SiC之間相互滑動100小時。<table>table see original document page 4</column></row><table>其原因雖然不一定明確，但被認為是因為在自來水的存在下，陶瓷 軸承的滑動面滑動接觸時，在滑動面上形成作為潤滑膜的硅類氫氧化物或 凝膠狀的硅類水合物，其被認為是保護滑動面的物質，而在溶解氧極少的 純水或超純水中摩擦陶瓷軸承的滑動面時，在滑動面上不能形成這些膜。如此，盡管SiC (a-SiC)具備作為滑動材料的優異特性，但當將SiC (a-SiC)作為處理液為純水或超純水的旋轉機械的軸承等使用時，常常遇 到不明原因的損傷問題。損傷不僅存在于SiC滑動構件的滑動部，在滑動 構件的液體接觸部有時也存在。基于SiC燒結體的損傷狀態，著眼于耐侵蝕性進行如下的試驗，結果 發現，根據SiC晶體系或組織等的性狀的不同，耐侵蝕性存在差別。另外 可知，SiC的損傷并不單單是侵蝕，而是侵蝕，腐蝕性的損傷。即，在使具 有某種流速的流體沖擊由SiC燒結體構成的試驗片的情況下，當流體為 0.01MQ*cm左右的自來水時，SiC不發生損傷。與此相對，當流體為電阻為10MQ，cm左右以上的超純水時，SiC發生損傷。其原因雖然不一定明確，但被認為原因之一是使超純水以某種流速 沖擊SiC燒結體，SiC晶體的晶界產生損傷，發生SiC粒子的脫落。另外認 為也與下述問題有關當該SiC粒子脫落等造成的表面粗糙度變大時，在 旋轉機械的軸承或密封構件中使用SiC燒結體時，扭矩異常地增高等。
技術實現思路
本專利技術是鑒于上述情況而完成的專利技術，本專利技術的目的在于提供一種即 使在純水或超純水中也能抑制侵蝕等造成的損傷，從而能夠長期穩定使用 的純水用陶瓷滑動構件。本專利技術的純水用陶瓷滑動構件由SiC燒結體構成，且是在超純水中使 用的陶瓷滑動構件，其中，卩-SiC在SiC燒結體中所占的比例為20X以上， 平均的晶體組織的長寬比為2以上。已確認p-SiC在SiC燒結體中所占的比例為20%以上、且平均的晶體 組織的長寬比為2以上的SiC陶瓷滑動構件，即使在超純水中長時間使用， 也能夠抑制侵蝕等造成的損傷，從而能夠長期穩定地使用。其原因被認為 在于含有具有閃鋅型立方晶的晶體結構的p-SiC的SiC燒結體由于SiC 晶體組織易成為針狀晶體，且p-SiC在SiC燒結體中所占的比例越多該傾 向越強，針狀晶體相互牢固地纏繞，即使在苛刻的滑動條件下也顯示出良 好的摩擦磨損特性，在耐侵蝕性方面，針狀晶體相互牢固地纏繞，具有將 SiC粒子的脫落降低到最小限度的效果，而且SiC晶體組織的長寬比(縱橫 比)越大，越多的晶體相互牢固地纏繞，越具有將SiC粒子的脫落降低到最小限度的效果。優選SiC燒結體的晶體粒徑最大為20(Him、平均為2(Him以下。 已確認晶體粒徑最大為200pm、平均為20pm以下的SiC陶瓷滑動構 件，即使在超純水中長時間使用，表面也幾乎不會變粗糙，表面狀態良好。 其原因被認為在于晶體粒徑越小，越沒有從SiC燒結體脫落的SiC粒子， 由此，損傷更為均勻、流體不會進入到深處，因此不僅損傷進一步變少， 在表面粗糙度方面，也具有使之降低到最小限度的效果。在燒成前的SiC原料粉階段中，p-SiC在SiC中所占的比例優選為90%以上。通過燒成(3-SiC在SiC中所占的比例為90%以上的SiC原料粉，能夠 容易地制造(3-SiC在SiC中所占的比例為20%以上的SiC燒結體。根據本專利技術，即使在例如純水或超純水中長時間使用，也能夠不僅抑 制滑動面、而且抑制液體接觸面由于侵蝕等而發生的損傷，從而陶瓷滑動 構件能夠長期穩定地使用。附圖說明圖1為表示具備適用于陶瓷軸承的本專利技術實施方式的陶瓷滑動構件的 屏蔽電泵的截面圖。圖2為侵蝕試驗裝置的概要圖。圖3為表示具備適用于陶瓷密封構件的本專利技術另一實施方式的陶瓷滑 動構件的純水用旋轉機械的主要部分的截面圖。具體實施例方式下面，參照附圖對本專利技術的實施方式進行說明。圖1表示具備適用于陶瓷軸承的本專利技術實施方式的陶瓷滑動構件的屏 蔽電泵。如圖1所示，屏蔽電泵具備吸入側殼體1、排出側殼體5和連接該 吸入側殼體1和排出側殼體5之間的外筒9。吸入側殼體1、外筒9和排出 側殼體5在開口部側的端部外周部分別具備向外延伸設置的凸緣la、 9a、 9b、 5a。并且，利用鑄鐵等鑄件制的法蘭盤20、 20夾持相互鄰接的凸緣la、 9a，同時通過上緊螺栓45而將吸入側殼體1與外筒9連接成一體。另外， 同樣地利用鑄鐵等鑄件制的法蘭盤21、 21夾持相互鄰接的凸緣5a、 9b，同 時通過上緊螺栓45而將排出側殼體5與外筒9連接成一體。并且，通過吸 入側殼體1、排出側殼體5和外筒9構成泵的殼體，在該泵的殼體內配設屏 蔽電機22。吸入側殼體1本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種純水用陶瓷滑動構件，其由ＳｉＣ燒結體構成，且是在超純水或純水中使用的陶瓷滑動構件，其特征在于，β－ＳｉＣ在ＳｉＣ燒結體中所占的比例為２０％以上，且平均的晶體組織的長寬比為２以上。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】...

【專利技術屬性】
技術研發人員：長坂浩志，橫田洋，川畑潤也，神野秀基，星野憲一，藤原聰史，奧町英二，
申請(專利權)人：株式會社荏原制作所，日本皮拉工業株式會社，
類型：發明
國別省市：JP[日本]