실리콘 카바이드 세라믹이란 무엇입니까?

일반적으로 알려진 실리콘 카바이드 세라믹SIC 도자기, 독특한 특성과 다양한 산업에서 광범위한 응용 프로그램을 갖춘 다목적 자료입니다.

SIC 도자기의 재료 구성

실리콘 카바이드 세라믹은 주로 SIC 분말로 구성되어 있으며, 여기에는 입방 (β-SIC)과 육각형 (α-SIC)의 두 가지 주요 결정 구조가 있습니다. 이 분말은 적절한 세라믹 바인더와 혼합 된 다음 성형 및 소결되어 최종 세라믹 재료를 형성합니다. 실리콘 카바이드로도 알려진 SIC는 강한 공유 결합을 가진 화합물로 매우 단단하고 내구성이 뛰어납니다.

SIC 세라믹의 주요 특성은 다음과 같습니다.

‌● 높은 용융점: 실리콘 카바이드는 매우 높은 융점을 가지며 고온 환경을 견딜 수 있습니다. 특정 융점 데이터는 다른 소스마다 다를 수 있지만 일반적으로 약 2100 ° 이상인 것으로 여겨집니다. High 경도와 높은 강도 : 실리콘 탄화물의 Mohs 경도는 약 9.5이며 Vickers 경도는 약 2800-3300HV이며, 이는 다이아몬드와 붕소가 질화 붕소에 이어 두 번째입니다.높은내마모성. 동시에, 그 강도는 또한 매우 높고 큰 기계적 스트레스를 견딜 수 있습니다.

● ●High 열전도율 ‌: 실리콘 카바이드 세라믹의 열전도율은 약 80-220W/(m · k)이며, 일부 가압식 소결 실리콘 카바이드 세라믹에서도 열전도율은 100 ~ 120W/m · K만큼 높을 수 있으며, 이는 전통적인 알루미나 세라믹 및 보수성 질환자 세라믹보다 훨씬 높을 수 있습니다. 이를 통해 실리콘 카바이드 세라믹은 고온 환경에서 열을 빠르게 전도하고 분산시켜 장비의 안정성과 수명을 향상시킬 수 있습니다.

‌● ●좋은 전기 단열재: 실리콘 카바이드 세라믹은 전기 절연이 우수하며 최대 30kv/mm의 파괴 전압으로 아크 배출 및 누출 ‌를 효과적으로 방지 할 수 있습니다.

‌● ● 화학적 안정성 ‌: 실리콘 카바이드는 산 및 알칼리에 내성이 있으며 부식하기 쉽지 않으며 다양한 화학 매체에서 안정적으로 작동 할 수 있습니다.

형성 및 소결 방법

실리콘 카바이드 세라믹을 형성하는 데는 여러 가지 방법과 범주가 있으며, 주로 뜨거운 압박 소결, 압력이없는 소결, 반응 결합, 재결정 소결, 마이크로파 소결 및 스파크 플라즈마 소결을 포함하여 여러 가지 방법과 범주가 있습니다. 다른 소결 방법은 실리콘 카바이드 재료의 성능 차이로 이어질 것입니다.

● ●가압이없는 소결 실리콘 카바이드 (SSIC): 순수한 실리콘 카바이드 분말 및 산화물이없는 소결 보조제로 제작 된 일련의 형성 방법 (건식 프레스 및 압출 포함)을 사용하여 약 2000 ℃의 고온에서.

‌‌‌ ● 반응 소결 실리콘 카바이드 (Sisic): 실리콘 카바이드 분말에 적절한 양의 탄소 함유 물질을 프리믹하고, 탄소의 저온 반응을 실리콘 카바이드 분말에 잔류 실리콘과 고온 반응을 사용하여 새로운 유형의 실리콘 탄화물을 합성하여 밀도가 높은 실리콘 카바이드 세라믹을 형성합니다. 반응 소결 과정은 소결 온도가 낮고 소결 시간이 짧고 순면 근처의 장점이 있습니다. 대형 크기의 복잡한 모양의 실리콘 카바이드 세라믹을 준비하는 가장 효과적인 방법입니다.

실리콘 카바이드 세라믹 가공의 일반적인 문제

우수한 특성에도 불구하고 실리콘 카바이드 세라믹은 다음과 같은 이유로 처리 중에도 여전히 중요한 과제에 직면합니다.

● ●높은 경도 ‌: 실리콘 카바이드의 매우 높은 경도로 인해 자르거나 갈기가 어렵 기 때문에 전통적인 금속 도구가 빠르게 마모됩니다.

● ●Brittleness ‌: 금속과 달리, 실리콘 카바이드 세라믹은 부서지기 쉬우 며 충격 또는 압력에 쉽게 파손되어 전통적인 절단 방법을 복잡하게합니다.

● ●열전도율 ‌: 실리콘 카바이드는 많은 응용 분야에서 유용하지만, 높은 열전도율은 가공 중에 열을 집중시켜 재료가 균열되거나 변형 될 수 있습니다.

● ●화학적 안정성 ‌: 대부분의 화학 물질에 대한 실리콘 카바이드의 내성은 도구와 냉각제의 선택을 복잡하게하며, 부작용을 피하기 위해 특수 재료가 필요할 수 있습니다.

실리콘 카바이드 세라믹 (SIC 세라믹)의 특정 응용 시나리오 ‌

1. ‌ ‌ ‌ 흡착제 및 전자 제품 산업

● ●반도체 장비의 주요 구성 요소: SIC 세라믹은 분쇄 디스크, 흡입 컵, 웨이퍼 보트 및 반도체 장비를위한 비품을 제조하는 데 사용됩니다. 고순도, 화학적 차단 저항성 및 높은 정밀성으로 인해 칩 제조 및 포장 공정에 적합합니다. ‌

‌‌ ● ​​고주파 전력 장치 ‌: 고주파 전력 장치의 기판 또는 포장 재료로서, SIC 세라믹의 높은 열전도율과 고온 저항은 무선 통신, 레이더 및 기타 장비의 성능을 향상시킬 수 있습니다.

● ●전력 전자 구성 요소: 전력 모듈, 커패시터 및 인덕터를 제조하는 데 사용되는 이들은 고온 및 고전압 환경에서 안정적인 작동을 유지할 수 있습니다.

2. ‌aerospace 및 고온 필드

‌‌ ● ​​엔진 고온 성분 ‌: SIC 세라믹은 로켓 엔진 연소실, 터빈 블레이드 및 가이드 Vanes에 사용되어 중량을 줄이면 고온 저항을 향상시킵니다 (> 1600).

● ●열 보호 시스템: 우주선의 열 보호 재료로서, 고속 비행 중에는 극도의 고온과 공기 흐름 충격에 저항 할 수 있습니다.

‌‌ ● ​​높은 온도 가구 가구 ‌: 야금 및 세라믹 산업에서 SIC 빔 및 롤러와 같은 가마 가구는 오랫동안 고온 환경 (예 : 1300-1600 ℃)을 견딜 수있어 생산 효율성을 향상시킬 수 있습니다.

3. 화학 및 부식 방지 환경 ‌ ‌

● ●탈황 노즐및 원자로 ‌: SIC 세라믹의 산 및 알칼리 저항은 탈황 시스템 및 화학적 원자로에 이상적인 재료가되며 서비스 수명이 금속 부품보다 훨씬 뛰어납니다.

● ●자기 펌프 및 차폐 펌프: 밀봉 링 및 베어링과 같은 주요 밀봉 구성 요소는 누출 및 마모를 피하기 위해 부식 미디어를 운반하는 데 사용됩니다.

4. 기계 및 에너지 분야

● ●고성능 씰: SIC 세라믹 밀봉 링가혹한 조건 (고압 및 고속)에서 잘 수행되며 석유 화학 및 기계적 밀봉 시스템에서 널리 사용됩니다.

● ●원자력과 새로운 에너지: 원자로 구조 재료 또는 연료 전지 전극으로서 SIC의 방사선 저항과 고온 저항은 장비 안전성을 향상시킬 수 있습니다.

● ●태양 에너지 및 열교환 기: 태양 전지 캡슐화 또는 고온 열교환 기에 사용되어 에너지 전환 효율과 날씨 저항을 향상시킵니다.

5. 전통적인 산업 및 특별한 목적

● ●연마제 및 처리 도구: SIC 그라인딩 휠, 연마 벨트 등은 금속, 유리 및 도자기의 정밀 처리에 사용됩니다.

● ●불응 성 물질 및 야금: 용광로 안감, 철층 및 전해 세포 재료로서 장비에서 용융 금속의 침식을 줄입니다.

● ●해상 산업: 내마모성 및 열 효율을 향상시키기 위해 브레이크 시스템, 터보 차저 및 엔진 부품 제조에 사용됩니다.

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