SiC（炭化ケイ素）は、卓越した耐熱性で知られるセラミック材料です。
1400°Cの高温下でも高い機械的強度を維持します。
SiCは、非常に硬く、耐疲労性に優れ、熱伝導率が高く、熱膨張率が低く、化学的慣性が大きく、腐食に強いという特徴があります。
熱伝導率が高く、熱膨張率が低いため、他のセラミックスに比べて耐熱衝撃性に優れています。
10のポイントを解説
1.低密度・高強度
SiCは軽量かつ高強度であるため、重量が重要な要素となる用途に適しています。
2.低熱膨張
この特性により、SiCは様々な温度下でもその形状とサイズを維持することができ、高温環境では非常に重要です。
3.高い熱伝導性
SiCは効率的に熱を伝導することができ、熱交換器や半導体装置などの用途で放熱を助けます。
4.高い硬度と弾性率
SiCは耐摩耗性、耐変形性に優れ、機械的応力を受ける部品に最適です。
5.優れた耐熱衝撃性
損傷することなく急激な温度変化に耐えるSiCの能力は、急速な加熱や冷却を伴う用途で特に有用です。
6.優れた化学的不活性
SiCは他の化学物質と反応しにくいため、腐食環境での使用に適しています。
7.製造方法
反応結合SiC
SiCとカーボンの成形体に液状のシリコンを浸透させ、カーボンと反応させてSiCを形成し、粒子同士を結合させる方法。
焼結SiC
非酸化物の焼結助剤を使用した純粋なSiC粉末から製造されるこのプロセスは、従来のセラミック成形技術を使用し、不活性雰囲気中で高温焼結を行う。
8.SiCの用途
タービン部品
SiCは、その高温強度と耐摩耗性により、固定および可動タービン部品の両方に使用されています。
シールとベアリング
その硬度と耐摩耗性により、これらの部品に最適です。
熱交換器
SiCの高い熱伝導性と耐食性は、熱交換器用途に有益です。
半導体プロセス装置
SiCの特性は、シリコンウェーハ製造に不可欠な研磨ディスクや固定具に適しています。
9.特定の用途における利点
均一な温度分布
熱処理などの用途において、SiCは均一な温度分布を確保し、安定した結果を得るために重要です。
急速冷却と低熱損失
これらの特性は、急速冷却や最小限のエネルギー浪費を必要とするプロセスで有利です。
10.SiCの工業的調製
アチソン法
この伝統的な方法では、高純度の珪砂と炭素源の混合物を2000℃以上に加熱してα-SiC粉末を合成する。
二酸化ケイ素低温炭素熱還元法
より低温（1500～1800℃）でβ-SiCが得られるが、未反応物を除去する後処理が必要。
シリコン-炭素直接反応
金属ケイ素と炭素を1000～1400℃で直接反応させ、高純度のβ-SiCを製造する方法。
SiCの多様性と優れた特性により、SiCは伝統的な産業と新興技術の両方、特に高温と耐摩耗性の用途で重要な材料となっています。
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