炭化ケイ素（SiC）は、合成的に製造されるケイ素と炭素の非常に硬い結晶性化合物である。
高い耐摩耗性、機械的特性、熱的特性により、技術用セラミックに分類される。
炭化ケイ素について知っておくべき5つのポイント
1.結晶構造と種類
炭化ケイ素は、ポリタイプと呼ばれるいくつかの異なる形態で存在する。
主なものはα-SiCとβ-SiCである。
β-SiCは立方晶系で、ケイ素(Si)と炭素(C)が面心立方格子を形成しています。
α-SiCには4H、15R、6Hなど100種類以上のポリタイプがあり、工業用途では6Hが最も一般的である。
これらの形態間の転移は温度に依存し、β-SiCは1600℃以下では安定で、高温ではα-SiCに変化する。
2.製造方法
炭化ケイ素の工業生産にはいくつかの方法がある。
アチソン法（伝統的な炭素熱還元法）： 高純度の石英砂または破砕石英鉱石と石油コークス、黒鉛、無煙炭微粉末の混合物を、黒鉛電極を用いて2000℃以上に加熱する方法である。これによりα-SiC粉末が合成される。
二酸化ケイ素低温炭素熱還元法： この方法はアチソン法に似ているが、合成温度を1500～1800℃と低くし、より純度の高いβ-SiC粉末を製造する。
シリコン-炭素直接反応： 金属ケイ素粉末と炭素粉末を1000～1400℃で直接反応させ、高純度のβ-SiC粉末を生成する方法。
3.用途
炭化ケイ素はそのユニークな特性により、様々な産業で広く使用されている。
半導体産業： SiCは、高硬度、低摩耗、シリコンウェーハと同様の熱膨張係数を持つことから、研削ディスク、治具、半導体材料として使用されている。その特性は、高速研削や研磨に適している。
発熱体： SiCは、その高温強度と耐熱衝撃性により、工業炉の発熱体に使用されている。
セラミック用途： セラミック材料として、SiCは他のセラミックに比べ導電率が高く、プレスや押し出し、焼結により製造される素子に適しています。
4.結論
技術用セラミックとしての炭化ケイ素は、研磨材や切削工具といった伝統的な用途から、半導体や発熱体といった高度な用途まで、幅広い用途を持つ万能材料である。
高硬度、耐摩耗性、熱安定性などのユニークな特性により、現代の工業プロセスにおいて重要な材料となっている。
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