炭化ケイ素（SiC）の熱膨張率は4.0x10^-6/℃である。
この値は、他の多くの半導体材料よりも著しく低い。
これは、SiCの耐熱衝撃性と全体的な耐久性に大きく貢献しています。
熱膨張を理解する
熱膨張とは、温度上昇による材料の寸法増加を指します。
SiCの場合、熱膨張係数は比較的小さい。
これは、同じ温度変化を受けた場合に、他の材料に比べて膨張が小さいことを意味します。
この特性は、材料がさまざまな温度にさらされる用途では極めて重要である。
熱応力による損傷のリスクを減らすことができる。
耐熱衝撃性への影響
SiCの低熱膨張は、その高い熱伝導率（120～270W/mK）と相まって、熱衝撃に対する抵抗能力を高めています。
耐熱衝撃性とは、材料が損傷を受けることなく急激な温度変化に耐える能力のことです。
材料が温度勾配を経験すると、材料の異なる部分が異なる速度で膨張または収縮し、内部応力が発生します。
SiCは熱膨張率が低いため、こうした応力を最小限に抑えることができる。
そのため、半導体エレクトロニクス、ロケットノズル、熱交換器などの高温用途に適しています。
用途と重要性
低熱膨張率と高熱伝導率の組み合わせにより、SiCは熱安定性と耐久性が重要な用途に理想的な材料となっています。
例えば、タービン部品、熱交換器、半導体プロセス装置の製造では、SiCの特性により、部品が極端な熱条件下でも故障することなく動作することが保証されます。
これは、これらのシステムの性能を高めるだけでなく、寿命を延ばし、メンテナンスコストとダウンタイムを削減します。
まとめ
まとめると、SiCの4.0x10^-6/°Cの熱膨張は、耐熱衝撃性と耐久性が最も重要な高温用途に適している重要な要因です。
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