炭化シリコンセラミックとは何ですか？

一般に知られている炭化シリコンセラミックSICセラミック、ユニークな特性を備えた汎用性の高い材料であり、さまざまな業界で幅広いアプリケーションです。

SICセラミックの材料組成

炭化シリコンセラミックは、主にSIC粉末で構成されており、2つの主要な結晶構造、キュービック（β-SIC）と六角形（α-SIC）があります。これらの粉末は、適切なセラミックバインダーと混合され、成形および焼結して最終的なセラミック材料を形成します。炭化シリコンとしても知られるSICは、強力な共有結合を持つ化合物であり、非常に硬く耐久性があります。

SICセラミックの主な特性は次のとおりです。

‌● 高い融点‌：炭化シリコンは非常に高い融点を持ち、高温環境に耐えることができます。特定の融点データは、ソースごとに異なる場合がありますが、一般に約2100℃以上であると考えられています。 highの硬度と高強度：炭化シリコンのMohs硬度は約9.5で、Vickersの硬度は約2800-3300HVであり、ダイヤモンドと窒化ホウ素に2番目であり、非常に極端にあります。高い耐摩耗性を摩耗します。同時に、その強度も非常に高く、大きな機械的ストレスに耐えることができます‌。

‌●high熱伝導率‌：炭化シリコンセラミックの熱伝導率は約80〜220W/（m・k）であり、圧力のない焼結炭化物セラミックでさえ、熱伝導率は100〜120W/m・Kになります。これにより、シリコン炭化物セラミックは高温環境で迅速に熱を導入して分散させ、機器の安定性と寿命を改善できます。

‌‌●良好な電気断熱材：シリコン炭化物セラミックは、最大30kV/mmの分解電圧を備えた良好な電気断熱材を備えているため、アーク排出と漏れを効果的に防ぐことができます。

‌‌● 化学的安定性‌：炭化シリコンは酸やアルカリに耐性があり、腐食が容易ではなく、さまざまな化学媒体で安定して動作する可能性があります。

形成方法と焼結方法

炭化シリコンのセラミックを形成するには、主に熱いプレス焼結、圧力のない焼結、反応結合、再結晶焼結、マイクロ波焼結、スパークプラズマ焼結を含む多くの方法とカテゴリがあります。異なる焼結方法は、炭化シリコンの材料の性能の違いが異なります。

‌‌‌●加圧焼成シリコン炭化シリコン（SSIC）：一連の形成方法（ドライプレスと押し出しを含む）を使用して、純粋なシリコン炭化物粉末と酸化物を含まない焼結酸化エイズから約2000°Cの高温で作られています。

‌‌‌●反応焼結炭化物（SISIC）：シリコン炭化物粉末に適切な量の炭素含有材料を入力し、炭化シリコンのシリコンで残留シリコンと炭素の高温反応を使用して、炭化中の新しいタイプのシリコンシリコンシリコンセラミックを形成します。反応焼結プロセスには、焼結温度が低く、焼結時間が短く、ネット型が近いという利点があります。これは、大規模で複雑な形の炭化シリコンセラミックを準備するための最も効果的な方法です。

炭化シリコンセラミック処理における一般的な問題

その優れた特性にもかかわらず、炭化シリコンセラミックは、以下の理由で処理中に依然として大きな課題に直面しています。

‌‌‌●高い硬度‌：炭化シリコンの非常に高い硬度により、切断または粉砕が困難になり、従来の金属ツールが迅速に摩耗します。

‌‌‌●brittleness‌：金属とは異なり、炭化物シリコンセラミックは脆く、衝撃や圧力の下で簡単に壊れ、従来の切断方法を複雑にします。

‌‌●熱伝導率‌：炭化シリコンは多くのアプリケーションで有用ですが、その高い熱伝導率は加工中に熱を集中させ、材料を亀裂または変形させます。

‌‌‌●化学的安定性‌：ほとんどの化学物質に対する炭化シリコンの耐性は、ツールとクーラントの選択を複雑にし、副作用を避けるために特殊な材料が必要になる場合があります。

炭化シリコンセラミック（SICセラミック）の特定のアプリケーションシナリオ

1。

‌‌‌●半導体機器の主要なコンポーネント：SICセラミックは、半導体機器用の研削ディスク、吸引カップ、ウェーハボート、備品の製造に使用されます。純度、化学耐性耐性、精度が高いため、チップ製造および包装プロセスに適しています。 ‌

‌‌●高周波電源装置‌：高周波電力装置の基質または包装材料として、SICセラミックの高い熱伝導率と高温抵抗は、ワイヤレス通信、レーダー、その他の機器の性能を向上させることができます。

‌‌‌●Power Electronic Components‌：電力モジュール、コンデンサ、インダクタの製造に使用すると、高温および高電圧環境で安定した動作を維持できます。

2

‌‌●エンジン高温コンポーネントcond：SICセラミックは、ロケットエンジン燃焼チャンバー、タービンブレード、ガイドベーンで使用され、高温耐性を改善しながら体重を減らします（> 1600）。

‌‌‌●熱保護システム‌：宇宙船の熱保護材料として、高速飛行中の極端な高温と気流ショックに抵抗することができます。

‌‌●高温ki kirnituret：冶金産業およびセラミック産業では、SICビームやローラーなどのki骨の家具が長い間高温環境（1300-1600）に耐えることができ、生産効率が改善されます。

3。 ‌

‌‌●脱硫ノズルおよび原子炉‌：SICセラミックの酸とアルカリ抵抗性は、脱硫システムと化学反応器にとって理想的な材料であり、サービス寿命は金属部品をはるかに超えています。

‌‌●磁気ポンプとシールドポンプ：漏れや摩耗を避けるために腐食性媒体を輸送するために使用されるシーリングリングやベアリングなどの主要なシーリングコンポーネント。

4。機械およびエネルギーフィールド

‌‌●高性能シール: SICセラミックシーリングリング過酷な条件（高圧や高速など）でうまく機能し、石油化学的および機械的シーリングシステムで広く使用されています。

‌‌●原子力と新しいエネルギー：原子炉構造材料または燃料電極電極として、SICの放射抵抗と高温抵抗は、機器の安全性を向上させることができます。

‌‌●太陽エネルギーと熱交換器：エネルギー変換効率と気象抵抗を改善するために、太陽電池のカプセル化または高温交換器に使用されます。

5。伝統的な産業と特別な目的

‌‌●研磨剤と処理ツール：SIC研削ホイール、研磨ベルトなどは、特にセメント炭化物と光学ガラスを研削するために、金属、ガラス、セラミックの精密処理に使用されます。

‌‌●難治性材料と冶金：爆発炉の裏地、鉄のゴードル、電解細胞材料として、それらは機器上の溶融金属の侵食を減らします。

‌‌●Automotive Industry‌：ブレーキシステム、ターボチャージャー、エンジンコンポーネントの製造に使用して、耐摩耗性と熱効率を改善します。

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