炭化ケイ素（SiC）部品は、その卓越した機械的および熱的特性で知られる万能材料です。
これらの部品は、発熱体、ウェハー処理装置、タービン部品など、さまざまな用途に使用されています。
これは、その高い熱伝導性、耐熱衝撃性、耐摩耗性によるものです。
SiCはケイ素と炭素から成るセラミック材料で、高い電気伝導性と極端な温度に耐える能力を提供する。
5つのポイントを解説
組成と構造
化学組成:SiCはケイ素と炭素の化合物で、カーボランダムとして知られている。
四面体の炭素原子とケイ素原子の結合からなる格子構造を持つセラミック材料である。
硬度と強度:強い共有結合により、SiCはダイヤモンドに匹敵する硬度と機械的強度を持つ。
製造プロセス
再結晶:SiC発熱体は、高純度の炭化ケイ素粒を2150℃以上の高温で融合させることにより製造される。
化学気相成長法（CVD）:KinTekはバルクCVDプロセスを使用して、高純度（99.9995%以上）の固体立方晶ベータSiC部品を製造しています。
この方法により、優れた耐薬品性、熱伝導性、耐熱衝撃性が保証されます。
反応結合SiC:SiCとカーボンの成形体に液体シリコンを浸透させ、カーボンと反応させて炭化ケイ素を形成し、粒子同士を結合させる。
焼結SiC:純粋なSiC粉末と非酸化物の焼結助剤から製造され、従来のセラミック成形プロセスを使用し、不活性雰囲気中で高温焼結する。
熱特性
熱伝導率:SiCの熱伝導率は120～270W/mKで、熱伝導効率が高い。
熱膨張率:SiCの熱膨張係数は4.0x10-6/℃と低く、温度変化による熱応力を最小限に抑え、構造的完全性を維持するのに有効です。
耐熱衝撃性:SiCが損傷することなく急激な温度変化に耐えることができるのは、高い熱伝導率と低い熱膨張率によるものです。
電気的特性
電気伝導率:SiCは電気伝導率が高く、発熱体やその他の電気的用途に適しています。
電気抵抗率:CVD SiCには、低電気抵抗率（<10 Ohm-cm）と高電気抵抗率（>1,000 Ohm-cm）のグレードがあり、様々な電気的要件に対応しています。
用途
発熱体:SiCは、その高い電気伝導性と極端な温度に耐える能力により、発熱体に広く使用されています。
ウェハー処理およびハンドリング装置:高純度SiC部材は、耐薬品性、耐熱性に優れ、ウエハ処理装置に使用されています。
タービン部品:耐摩耗性、高温強度、耐熱衝撃性に優れるSiCは、高温環境下でのタービン部品に適しています。
機械的特性
耐摩耗性:SiCは耐摩耗性に優れており、摩耗が懸念される用途に最適です。
高温強度:SiCは高温でも機械的強度を維持するため、高温用途では非常に重要です。
まとめると、SiCコンポーネントは、卓越した機械的および熱的特性を持つ非常に汎用性の高い材料です。
高温に耐え、摩耗に強く、熱を効率的に伝導する能力により、エレクトロニクス、航空宇宙、自動車などの産業における幅広い用途に適しています。
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