炭化ケイ素（SiC）は、高い熱伝導性、機械的強度、耐摩耗性など、そのユニークな特性の組み合わせで知られるセラミック材料です。特筆すべき特性のひとつは、他のセラミックスに比べて電気抵抗率が比較的低いことで、導電性を必要とする用途で注目される材料となっています。炭化ケイ素の電気抵抗率は、その純度や製造工程によって異なりますが、低抵抗のCVD（化学気相成長）炭化ケイ素は、0.1Ω・cm未満のバルク電気抵抗率を達成することができます。このため、高温・高ストレス環境での特殊用途に適した適度な電気伝導性を持つ。
キーポイントの説明
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炭化ケイ素の電気抵抗率:
- 炭化ケイ素は、他のセラミックスに比べて比較的低い電気抵抗率を示します。これは、その固有の特性と、ドーピングや製造プロセスによって導電率を制御できることによる。
- 理論的に緻密で本質的に純粋な低抵抗CVD炭化ケイ素は、0.1Ω・cm以下のバルク抵抗率を達成することができる。このため、過酷な環境下での導電性が要求される用途に適した材料です。
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抵抗率に影響を与える要因:
- 純度と製造工程:炭化ケイ素の抵抗率は、その純度と製造方法に影響される。例えば、CVD炭化ケイ素は、高純度で緻密な構造のため、抵抗率が低いことで知られています。
- ドーピング:炭化ケイ素の電気的特性は、特定の元素をドーピングすることによって調整することができ、アプリケーションの要件に応じて抵抗率を増加または減少させることができます。
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他のセラミックスとの比較:
- 炭化ケイ素は、その比較的高い電気伝導性により、セラミックスの中でも際立っています。ほとんどのセラミックスは絶縁体ですが、炭化ケイ素は電気を通す能力があるため、特殊な用途で重宝されています。
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低抵抗率炭化ケイ素の用途:
- 高温エレクトロニクス:炭化ケイ素は抵抗率が低く、高温でも強度を維持できるため、高温の電子機器に最適です。
- 耐摩耗部品:低抵抗率、高硬度、耐摩耗性を兼ね備えているため、導電性と過酷な環境下での耐久性の両方が要求される部品に適している。
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熱的・機械的特性:
- 炭化ケイ素の高い熱伝導率（120-270W/mK）と低い熱膨張率（4.0x10-6/℃）は、優れた耐熱衝撃性に貢献しています。これらの特性は、その低い抵抗率と相まって、過酷な条件下での用途に万能な材料となっています。
要約すると、炭化ケイ素の抵抗率はさまざまですが、低抵抗率のCVD炭化ケイ素は0.1Ω・cm未満のバルク抵抗率を達成することができます。これは、他の優れた特性とともに、炭化ケイ素を、厳しい環境下での導電性と耐久性の両方を必要とする用途にとって貴重な材料にしています。
要約表
| プロパティ | 詳細 |
|---|---|
| 電気抵抗率 | <0.1Ω・cm (低抵抗CVD SiC) |
| 熱伝導率 | 120-270 W/mK |
| 熱膨張率 | 4.0x10-6/°C |
| 主な用途 | 高温エレクトロニクス、耐摩耗部品 |
| 抵抗率に影響を与える要因 | 純度、製造プロセス、ドーピング |
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