炭化ケイ素素材のメリットと種類は？

優れたパフォーマンス炭化ケイ素これは共有結合の結晶構造に由来します (シリコン原子は炭素原子にしっかりと結合しており、その結合エネルギーは 432 kJ/mol にもなります)。その主な利点は次のとおりです。

 超-高い硬度と耐摩耗性:モース硬度はダイヤモンドに次ぐ9.2-9.5、微小硬度は2800～3300HVで、耐摩耗性は普通鋼の10～20倍で、強い摩擦や衝撃に耐えることができるため、耐摩耗部品の用途に適しています。

 優れた高温安定性:-融点が 2700 度にも達し、1600 度以下の空気環境でも大きな酸化変形を起こすことなく安定しています。その線膨張係数はわずか4.5×10⁻⁶/度(20～1000度)であり、金属材料よりもはるかに低く、高温において優れた寸法安定性を示します。

 強力な耐薬品性:室温では酸、アルカリ、塩などの従来の腐食性媒体とは反応せず、高温では濃硝酸とフッ化水素酸の混合物とわずかに反応するだけなので、腐食性の高い化学環境に適しています。

 優れた熱伝導性と電気特性:室温での熱伝導率は120-200W/(m・K)に達し、一般セラミックスの3-5倍、スチールの4～6倍であり、放熱効率が抜群です。半導体材料としては、バンドギャップ（3.26eV）がシリコンの3倍、破壊電界強度がシリコンの10倍であるため、高電圧・高周波の電子デバイスに適しています。

 高い機械的強度と耐衝撃性:室温での曲げ強度は400～500MPaに達し、破壊靱性は3～5MPa・m¹/²であり、従来のセラミック材料に比べて耐衝撃性が強く、脆性が少ない。

(1) 色と純度による分類 (業界で最も一般的に使用されている)

(2) 結晶構造による分類（性能の違いを判定）

-SiC (六方晶系結晶):

高温安定相（1400 度以上で安定）。工業用シリコン炭素合金の主な形態であり、高い硬度と高温強度を備え、構造材料や高温部品（炉ライナー、ロケット ノズルなど）に適しています。-

-SiC (立方晶):

特殊なプロセスで合成された低温相（1400 度以下で安定）。均一な結晶構造と優れた半導体性能を備え、電子デバイスや第 3 世代の半導体チップ基板に適しています。-

-SiC (立方晶):

非常に高い純度を必要とする希少な低温変種で、主に科学研究やハイエンド エレクトロニクス分野で使用されます。-

(3) 製品形態による分類（さまざまな利用シーンに対応）

粉：

サイズ 100 ～ 3000 メッシュ、研磨剤、セラミック原料、および冶金用脱酸剤;

ブロック/プレート:

炉のライナー、サポート、高温構造コンポーネントに使用されます。-

セラミック製品:

シールリング、ベアリング、熱電対保護チューブなどの成形部品。

半導体ウェーハ:

高-純度-SiC単結晶ウェーハ。パワーデバイスやRFデバイスの製造に使用されます。

(1) 機械・研磨材産業

高い硬度と耐摩耗性を利用して、金属、石材、ガラスの加工用の砥石、カッティングディスク、サンドブラスト研磨材の製造に使用されます。
ウォーター ポンプやバルブなどの回転機械に適した、メタル シールの 5～10 倍の耐用年数を持つ耐摩耗性のセラミック シール リングとベアリングを製造しています。{0}

(2) 冶金と高温産業-

炉ライナー、るつぼ、トレイなどの高温コンポーネントとして、非鉄金属の精錬や半導体材料の合成など、1600 度未満の高温シナリオに適しています。{{3}{3}

アルミニウム電解セルや亜鉛粉末炉のアーク プレートに使用され、その高温耐性と耐腐食性を利用して機器の寿命を延ばします。{0}

(3) 電子・半導体産業

高-純度-SiC ウェーハは、高電圧パワー デバイス（新エネルギー車用インバータや太陽光発電インバータなど）の製造に使用され、-エネルギー消費を削減し、電力密度を高めます。

無線周波数デバイスの基板として、5G 通信や衛星通信などの高周波シナリオに適しています。{0}

(4) 航空宇宙およびハイエンド製造業-

2000 度を超える極端な温度や気流の影響に耐える、ロケット ノズルやガス タービン ブレードなどの高温部品の製造。-

航空エンジン用の高温コーティングに使用され、-コンポーネントの高温酸化耐性と耐摩耗性を向上させます。-

(5) 化学工業

強酸、強アルカリ、高温媒体の輸送と反応に適した耐食性パイプ、バルブ、熱交換器の製造。-
触媒担体として、その高い比表面積と化学的安定性を利用して触媒反応効率を向上させます。

 「硬度要件」に基づいた選択:

選択緑色の炭化ケイ素高硬度材料の加工用、-黒色炭化ケイ素一般的な処理用。

 「温度シナリオ」に基づく選択:

1400 度を超える高温構造部品には -SiC-、電子デバイスには -SiC を選択してください。

 「形態的要件」に基づく選択:

研磨剤や脱酸剤には粉末状、構造部品にはブロック・板状、精密部品にはセラミックス製品をお選びください。