离心泵作为工业和民用领域中广泛使用的设备，其机械密封的性能直接关系到整个泵的运行效率和稳定性。机械密封硬质材料的选择是保证密封可靠性的关键因素之一。本文美国KNKE科恩科工程师将详细介绍常用的几种离心泵的机械密封硬质材料。
一、工程陶瓷（氧化铝）
氧化铝作为一种典型的工程陶瓷，以其高硬度和良好的耐磨性而闻名。然而，氧化铝的耐热冲击能力较低。通过在氧化铝中添加少量金属元素（如Fe, Cr, Ni等），可以制成氧化铝金属陶瓷。这种材料在成分上大约包含88～92%的AL203，剩余部分为这些金属元素。金属元素的加入旨在改善氧化铝金属陶瓷的导热率和减少其脆性，但这也会稍微降低其耐腐蚀性。氧化铝金属陶瓷常用于需要较大批量生产的汽车冷却水泵机械密封中。尽管如此，纯度达99.5%的氧化铝由于其出色的耐腐蚀性能，在石油化工领域也有一定的应用。
二、新型陶瓷（碳化硅、氮化硅）
新型陶瓷如碳化硅和氮化硅，在机械密封领域中也有广泛应用。相对于碳化硅，氮化硅的硬度和耐腐蚀性稍显不足，而且材料的脆性较大，在加工和安装过程中容易损坏，因此在机械密封中的应用相对较少。
碳化硅的硬度仅次于金刚石，并具有优异的耐磨性，是机械密封中应用最广泛的材料之一。它能够在高温下抵抗强碱和强氧化气体的腐蚀，在全浓度的硫酸和接近沸点的苛性碱中也能稳定使用。特别是在较大的温度范围内，它能够保持良好的耐腐蚀性和耐磨性。
三、金属材料
在某些机械密封应用中，由于金属的良好加工性能，金属材料常被用作密封面材料。一般情况下，会使用各种合金来制造密封，如镍合金（镍合金铸铁）、硬质合金（含钻、铬和钦的合金）等。而对于一些不耐腐蚀的材料，如铸铁、模具钢和轴承钢等特殊钢，通常用于低负荷、油类液体的密封。例如，在大亚湾核电站中，就有使用金属材料作为机械密封密封面的例子，如CRF循环水泵机械密封的动环采用耐海水铸铁制造，SRI冷却水泵机械密封的静环则使用不锈钢制造。
在船用机械密封中，还会使用更硬的材料，如碳化棚，但由于其硬度更高，加工难度较大，因此使用量较少。
在选择离心泵机械密封的硬质材料时，需要综合考虑材料的硬度、耐磨性、耐腐蚀性以及加工难度等因素。不同的应用场景和工况条件要求不同的材料特性，因此选择合适的密封材料对于确保整个泵的高效和稳定运行至关重要。
