JP5148523B2 - メカニカルシール装置用SiC系焼結体リング、メカニカルシール装置用SiC系焼結体リングの製造方法、並びにメカニカルシール装置及び軽水炉プラント - Google Patents
メカニカルシール装置用SiC系焼結体リング、メカニカルシール装置用SiC系焼結体リングの製造方法、並びにメカニカルシール装置及び軽水炉プラント Download PDFInfo
- Publication number
- JP5148523B2 JP5148523B2 JP2009021774A JP2009021774A JP5148523B2 JP 5148523 B2 JP5148523 B2 JP 5148523B2 JP 2009021774 A JP2009021774 A JP 2009021774A JP 2009021774 A JP2009021774 A JP 2009021774A JP 5148523 B2 JP5148523 B2 JP 5148523B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sic
- mechanical seal
- ring
- seal device
- sintered body
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Mechanical Sealing (AREA)
Description
SiC純度が97%以上であるとともに3C結晶を92%以上含有するSiC原料粉末を、造粒・成形した後で、加圧焼結法による圧力環境下で焼結することを特徴とする。
図1は、本発明のメカニカルシール装置の一例を示す構成図である。なお、図1では、メカニカルシール装置が回転機器に対して取り付けられた状態を示している。
次に、本発明におけるリングの製造方法について説明する。以下の説明においても、代表例として回転リング12を用いて説明する。
図2は、回転リング12を製造する場合の一実施形態を示したフローである。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
メカニカルシール装置用SiC系焼結体リングの耐摩耗特性は、湿式の摺動摩耗試験により評価した。摺動摩耗試験としては、水中での摺動摩耗量を測定することにより行った。その試験方法及び条件を、図3に示す。
第1のSiC原料として、シリカ還元法により合成されたSiC原料粉末(SiC純度97%、β−SiC割合92%)を96質量%、第2のSiC原料として、プラズマCVD法により合成されたSiC原料粉末(SiC純度99.9%以上、β−SiC割合99%以上)を4質量%とした。これに酸化物粉末としてAl2O3を、SiC原料に対して1質量%添加した。これらの原料粉末と溶媒としての純水に、分散剤およびバインダーを添加し、ボールミルで16時間混合した。得られたスラリーは、造粒装置を用いて顆粒とした。この顆粒をφ220の金型に投入し、面圧15MPaで成形した。得られた成形体を、窒素中・650℃で脱脂後、ホットプレスを用いて圧力25MPa、アルゴン雰囲気中、温度1900℃で加圧焼結を行い、焼結体を得た。
第1のSiC原料として、シリカ還元法により合成されたSiC原料粉末(SiC純度97%、β−SiC割合95%)を94質量%、第2のSiC原料として、プレカーサー法により合成されたSiC原料粉末(SiC純度99.9%以上、β−SiC割合99%以上)を6質量%とした。これに酸化物粉末としてAl2O3とY2O3の混合物(Al2O3とY2O3の質量比は7:3)を、SiC原料に対して3質量%添加した。これらの原料粉末と溶媒としての純水に、分散剤およびバインダーを添加し、ボールミルで16時間混合した。得られたスラリーは、造粒装置を用いて顆粒とした。この顆粒をφ220の金型に投入し、面圧15MPaで成形した。得られた成形体を、窒素中・650℃で脱脂後、ホットプレスを用いて圧力20MPa、アルゴン雰囲気中、温度2000℃で加圧焼結を行い、焼結体を得た。
第1のSiC原料として、シリカ還元法により合成されたSiC原料粉末(SiC純度97%、β−SiC割合95%)を92質量%、第2のSiC原料として、プラズマCVD法により合成されたSiC原料粉末(SiC純度99.9%以上、β−SiC割合99%以上)を8質量%とした。これに酸化物粉末としてのY2O3を、SiC原料に対して5質量%添加した。これらの原料粉末と溶媒としての純水に、分散剤およびバインダーを添加し、ボールミルで16時間混合した。得られたスラリーは、造粒装置を用いて顆粒とした。この顆粒をφ220の金型に投入し、面圧15MPaで成形した。得られた成形体を、窒素中・650℃で脱脂後、ホットプレスを用いて圧力30MPa、アルゴン雰囲気中、温度2100℃で加圧焼結を行い、焼結体を得た。
第1のSiC原料として、シリカ還元法により合成されたSiC原料粉末(SiC純度97%、β−SiC割合95%)を90質量%、第2のSiC原料として、プラズマCVD法により合成されたSiC原料粉末(SiC純度99.9%以上、β−SiC割合99%以上)を10質量%とした。これに酸化物粉末としてAl2O3を、SiC原料に対して1質量%添加した。これらの原料粉末と溶媒としての純水に、分散剤およびバインダーを添加し、ボールミルで16時間混合した。得られたスラリーは、造粒装置を用いて顆粒とした。この顆粒をφ220の金型に投入し、面圧15MPaで成形した。得られた成形体を、窒素中・650℃で脱脂後、ホットプレスを用いて圧力40MPa、アルゴン雰囲気中、温度1900℃で加圧焼結を行い、焼結体を得た。
SiC原料として、α−SiC相:六方晶系を主とするもの(β−SiC割合は5質量%以下)を用いた。これに助剤としてのB4CおよびCを、SiC原料に対してそれぞれ0.2質量%および1質量%添加した。これらの原料粉末と溶媒としての純水に、分散剤およびバインダーを添加し、ボールミルで16時間混合した。得られたスラリーは、造粒装置を用いて顆粒とした。この顆粒をφ200の金型に投入し、面圧20MPaで成形した。得られた成形体を、窒素中・600℃で脱脂後、常圧で、アルゴン雰囲気中、温度2200℃で焼結を行い、焼結体を得た。
SiC原料として、シリカ還元法により合成されたSiC原料粉末(SiC純度97%、β−SiC割合95%)を用いた。これに助剤としてのAl2O3を5質量%添加した。これらの原料粉末と溶媒としての純水に、分散剤およびバインダーを添加し、ボールミルで16時間混合した。得られたスラリーは、造粒装置を用いて顆粒とした。この顆粒をφ200の金型に投入し、面圧20MPaで成形した。得られた成形体を、窒素中・650℃で脱脂後、常圧で、アルゴン雰囲気中、温度2050℃で焼結を行い、焼結体を得た。
SiC原料として、シリカ還元法により合成されたSiC原料粉末(SiC純度97%、β−SiC割合95%)を用いた。これに助剤としてのB4Cを、SiC原料に対して0.1質量%添加し、カーボン源としてフェノールを1%した。これらの原料粉末と溶媒としての純水に、分散剤およびバインダーを添加し、ボールミルで16時間混合した。得られたスラリーは、造粒装置を用いて顆粒とした。この顆粒をφ200の金型に投入し、面圧20MPaで成形した。得られた成形体を、窒素中・650℃で脱脂後、常圧で、アルゴン雰囲気中、温度2100℃で焼結を行い、焼結体を得た。
表1は、本願発明であるメカニカルシール装置用SiC系焼結体リングにおける、SiC系焼結体中のβ相割合、SiC系焼結体の比抵抗、SiC粒子の平均粒子粒径、気孔率、気孔径と、摩耗体積およびメカニカルシールとしての評価を示したものである。
11 メカニカルシール装置の本体
12 回転リング
13 シートリング
20 回転機器
S (回転リングとシートリングとの)摺動面
L 液体
21 回転軸
22 カーボンディスク
P プレート(メカニカルシール装置用SiC系焼結体回転リングと同等のSiC系焼結体材料)
Claims (7)
- メカニカルシール装置用SiC系焼結体リングであって、
前記SiC系焼結体リングは、平均結晶粒径が5μm以下、気孔率が5.0%以下、平均気孔径が2.0μm以下であって、比抵抗が室温で1Ω・cm以下であり、
β―SiC相を80%以上の割合で含むとともに、Al、Y、La、Gd、Tb、Dy、Ho、Erからなる群から選ばれる少なくとも一種の成分を含有しており、
前記成分の含有量は、これら成分を酸化物に換算した際の質量を基準として1質量%以上5質量%以下であり、
0.1質量%未満の含有量のBを含有することを特徴とする、メカニカルシール装置用SiC系焼結体リング。 - 請求項1に記載のメカニカルシール装置用SiC系焼結体リングの製造方法であって、
SiC純度が97%以上であるとともに3C結晶を92%以上含有するSiC原料粉末に対して、Al 2 O 3 、Y 2 O 3 、La 2 O 3 、Gd 2 O 3 、Tb 4 O 7 、Dy 2 O 3 、Ho 2 O 3 、Er 2 O 3 の群から選ばれる少なくとも一種の酸化物粉末を、1質量%以上5質量%以下添加し、造粒・成形した後で、加圧焼結法による圧力環境下で焼結することを特徴とする、メカニカルシール装置用SiC系焼結体リングの製造方法。 - 前記加圧焼結法は、不活性雰囲気下、焼結温度が1900℃以上2100℃以下で、加圧力が20MPa以上の条件で焼結することを特徴とする、請求項2に記載のメカニカルシール装置用SiC系焼結体リングの製造方法。
- 請求項1に記載のメカニカルシール装置用SiC系焼結体リングをメカニカルシール装置用回転リングとして用いるとともに、
当該メカニカルシール装置用回転リングとカーボン系シートリングとを含むことを特徴とする、メカニカルシール装置。 - 請求項1に記載のメカニカルシール装置用SiC系焼結体リングをメカニカルシール装置用シートリングとして用いるとともに、
当該メカニカルシール装置用シートリングとカーボン系回転リングとを含むことを特徴とする、メカニカルシール装置。 - 請求項1に記載のメカニカルシール装置用SiC系焼結体リングを、メカニカルシール装置用シートリングと、メカニカルシール装置用回転リングのいずれにも使用することを特徴とする、メカニカルシール装置。
- 請求項4から6のいずれか1に記載のメカニカルシール装置を、循環水用ポンプの摺動部のメカニカルシール装置として用いることを特徴とする、軽水炉プラント。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009021774A JP5148523B2 (ja) | 2009-02-02 | 2009-02-02 | メカニカルシール装置用SiC系焼結体リング、メカニカルシール装置用SiC系焼結体リングの製造方法、並びにメカニカルシール装置及び軽水炉プラント |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009021774A JP5148523B2 (ja) | 2009-02-02 | 2009-02-02 | メカニカルシール装置用SiC系焼結体リング、メカニカルシール装置用SiC系焼結体リングの製造方法、並びにメカニカルシール装置及び軽水炉プラント |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2010173927A JP2010173927A (ja) | 2010-08-12 |
JP5148523B2 true JP5148523B2 (ja) | 2013-02-20 |
Family
ID=42705254
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2009021774A Active JP5148523B2 (ja) | 2009-02-02 | 2009-02-02 | メカニカルシール装置用SiC系焼結体リング、メカニカルシール装置用SiC系焼結体リングの製造方法、並びにメカニカルシール装置及び軽水炉プラント |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5148523B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3273119A4 (en) * | 2015-03-20 | 2018-12-19 | Eagle Industry Co., Ltd. | Mechanical seal device and sliding ring thereof for use in aqueous environment |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019039070A (ja) * | 2017-08-22 | 2019-03-14 | 三菱マテリアル株式会社 | SiCスパッタリングターゲット |
CN112413129B (zh) * | 2020-11-10 | 2023-03-14 | 上海电气凯士比核电泵阀有限公司 | 一种制备处于超滑状态的水润滑机械密封面的方法 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01226766A (ja) * | 1988-03-07 | 1989-09-11 | Kurasawa Opt Ind Co Ltd | 炭化けい素セラミックス |
JPH0255273A (ja) * | 1988-08-18 | 1990-02-23 | Showa Denko Kk | メカニカルシール用炭化珪素焼結体およびそれを用いたメカニカルシール |
JP3483920B2 (ja) * | 1993-12-07 | 2004-01-06 | 株式会社ブリヂストン | 半導体製造装置用高純度β型炭化ケイ素焼結体の製造方法 |
JP4142971B2 (ja) * | 2003-03-27 | 2008-09-03 | 京セラ株式会社 | シールリングとその製造方法およびこれを用いたメカニカルシール |
JP2006232614A (ja) * | 2005-02-24 | 2006-09-07 | Riyuukoku Univ | 炭化珪素の超高密度焼結体とその製造方法 |
DE102005030485A1 (de) * | 2005-06-28 | 2007-01-04 | Framatome Anp Gmbh | Pumpenvorrichtung für kerntechnische Anlagen |
JP2007232013A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Ebara Corp | セラミックス摺動部材を用いた純水用回転機械 |
JP4547345B2 (ja) * | 2006-03-13 | 2010-09-22 | 日本ピラー工業株式会社 | 超純水用の炭化珪素質ベアリング |
JP2008267584A (ja) * | 2007-04-25 | 2008-11-06 | Ebara Corp | 純水用セラミックス摺動部材 |
-
2009
- 2009-02-02 JP JP2009021774A patent/JP5148523B2/ja active Active
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3273119A4 (en) * | 2015-03-20 | 2018-12-19 | Eagle Industry Co., Ltd. | Mechanical seal device and sliding ring thereof for use in aqueous environment |
US10247309B2 (en) | 2015-03-20 | 2019-04-02 | Eagle Industry Co., Ltd. | Mechanical seal device for use in water environment and sealing ring thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2010173927A (ja) | 2010-08-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110002879B (zh) | 一种致密超硬的高熵硼化物陶瓷及其制备方法和应用 | |
US4524138A (en) | Substantially pore-free sintered polycrystalline articles of α-silicon carbide, boron carbide and free carbon and process for their manufacture | |
JP4734674B2 (ja) | 低cte高等方性黒鉛 | |
US20090105062A1 (en) | Sintered Wear-Resistant Boride Material, Sinterable Powder Mixture, for Producing Said Material, Method for Producing the Material and Use Thereof | |
US20020160902A1 (en) | Composite material based on silicon carbide and carbon, process for its production and its use | |
JP5148523B2 (ja) | メカニカルシール装置用SiC系焼結体リング、メカニカルシール装置用SiC系焼結体リングの製造方法、並びにメカニカルシール装置及び軽水炉プラント | |
JP5597693B2 (ja) | 炭化珪素質焼結体およびこれを用いた摺動部品ならびに対飛翔体用防護体 | |
WO2010073873A1 (ja) | 摺動部品およびこれを備えたメカニカルシール,フォーセットバルブならびに転がり支持装置 | |
JP5404495B2 (ja) | 耐磨耗性部材およびこれを用いた転がり支持装置 | |
JP4429004B2 (ja) | 摺動部材用多孔質セラミック焼結体の製造方法とこれにより得られた摺動部材用多孔質セラミック焼結体並びにこれを用いたシールリング | |
JP6536722B2 (ja) | SiC焼結体およびヒータならびにSiC焼結体の製造方法 | |
JP6354621B2 (ja) | 窒化珪素質セラミックス焼結体及びその製造方法 | |
JP2010189203A (ja) | SiC系耐摩耗材料およびその製造方法 | |
JP6037218B2 (ja) | 窒化珪素質焼結体およびそれを用いた摺動部材 | |
JP2010235351A (ja) | アルミナ基セラミック焼結体、切削インサート及び切削工具 | |
JP2014073944A (ja) | 窒化珪素質焼結体の製造方法 | |
CN105198435A (zh) | 一种碳化硅/碳复合材料及其制备方法 | |
JP2007321797A (ja) | 摺動部材およびこれを用いたメカニカルシールリング | |
JP5077937B2 (ja) | 炭化ケイ素焼結体の製造方法 | |
JP2007283435A (ja) | 炭化珪素系研磨プレート、製造方法、半導体ウェーハの研磨方法 | |
JPH059055A (ja) | セラミツクス−炭素系複合材料、製造方法及び摺動部品 | |
JP2009115137A (ja) | メカニカルシール装置、メカニカルシール装置用SiC系焼結体回転リング、及びメカニカルシール装置用SiC系焼結体回転リングの製造方法 | |
TW201930233A (zh) | 氧化鋁燒結體之前驅物、氧化鋁燒結體之製造方法、研磨粒之製造方法及氧化鋁燒結體 | |
WO2019013247A1 (ja) | SiC焼結体およびヒータならびにSiC焼結体の製造方法 | |
JP7496809B2 (ja) | メカニカルシール摺動部材用素材の製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20110408 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120601 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120612 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120813 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20120813 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20120813 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121030 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121128 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5148523 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151207 Year of fee payment: 3 |
|
S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115 |
|
R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |