실리콘 카바이드(SiC) 세라믹

19세기 후반부터 카보룬듐 실리콘 카바이드 세라믹(SiC)으로 알려진 이 실리콘과 탄소 화합물은 연마 분말에서 고성능 엔지니어링의 초석 재료로 발전했습니다. 오늘날 실리콘 카바이드 세라믹은 반도체와 전자 제품부터 항공우주, 자동차, 에너지, 화학 공정에 이르기까지 다양한 산업에서 없어서는 안 될 필수 요소입니다.

실리콘 카바이드란 무엇인가요? 과학적 용어로 화학식 SiC를 갖는 공유 결합 탄화규소 화합물로, 다양한 폴리타입(3C, 4H, 6H)으로 존재할 수 있는 독특한 결정 구조를 나타냅니다. 높은 경도(Mohs 9.5), 낮은 밀도(~3.1g/cm³), 높은 용융 온도(~2,700°C), 뛰어난 탄화규소 열전도율로 금속이나 플라스틱이 실패하는 까다로운 애플리케이션에 이상적입니다.

Great Ceramic은 고객의 요구 사항에 맞춘 엔지니어링 실리콘 카바이드 부품을 제공하여 탁월한 정밀도, 일관성 및 신뢰성을 제공합니다.

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장점 | 애플리케이션 | 재료 등급 | 속성 | 사례 | 가공 | 자주 묻는 질문 | 관련

실리콘 카바이드 세라믹-SIC-세라믹 재료-그레이트 세라믹

실리콘 카바이드 세라믹의 장점

기계적, 열적, 전기적 특성의 독특한 조합으로 인해 SiC는 테크니컬 세라믹 중에서도 단연 돋보입니다.

실리콘 카바이드 경도는 비커스 경도가 약 22Gpa로 다이아몬드와 입방정 질화 붕소의 경도에 근접합니다. 따라서 SiC는 내마모성 부품, 씰 링 및 연마재에 이상적인 선택입니다.

탄화규소 밀도가 일반적으로 3.02~3.15g/cm³인 실리콘 카바이드는 과도한 무게 없이 뛰어난 강도를 제공하므로 항공우주 및 자동차 시스템에서 중요한 이점이 있습니다.

SiC 열전도율은 100W/m-K를 초과하여 열교환기, 반도체 웨이퍼 및 전력 전자 기판에 탁월한 소재입니다.

4 × 10-⁶/K의 열팽창 계수(SiC CTE)는 열 충격과 온도 변화에도 뛰어난 치수 안정성을 보장합니다.

산, 염분 및 대부분의 화학 물질에 대한 내성이 있으며 1,300°C 이상의 보호막을 형성하여 산화를 방지합니다.

실리콘 카바이드의 전기적 특성 덕분에 와이드 밴드갭 반도체로 사용할 수 있어 고전력, 고온 전자 장치에 이상적입니다.

경도, 강도, 내식성이 결합된 탄화규소 제품은 열악한 환경에서 금속과 폴리머보다 훨씬 뛰어난 성능을 발휘합니다.

산업 애플리케이션

실리콘 카바이드는 뛰어난 특성 덕분에 다양한 산업 분야에서 사용되고 있습니다:

항공우주 분야에서 실리콘 카바이드는 터빈 부품, 엔진 부품, 열 보호 시스템 등에 사용됩니다. 고온 성능과 가벼운 특성 덕분에 이러한 까다로운 환경에 이상적입니다. 실리콘 카바이드 세라믹은 뛰어난 경도와 경량 특성으로 인해 차량과 인원을 위한 장갑 보호 시스템에도 사용됩니다.

탄화규소의 반도체 특성은 전력 전자공학에 혁명을 일으켰습니다. 실리콘 카바이드 기술은 기존 실리콘 반도체에 비해 더 효율적인 전력 변환, 더 높은 주파수 작동, 더 나은 열 관리를 가능하게 합니다. 따라서 에너지 애플리케이션의 인버터, 컨버터 및 전원 공급 장치에 유용합니다.

In industrial settings, silicon carbide products such as nozzles, seals, bearings, and cutting tools provide exceptional wear resistance and longevity. The material’s hardness and chemical inertness make it ideal for these demanding applications.

자동차 산업은 브레이크 디스크, 클러치 부품, 세라믹 필터에 SiC를 사용합니다. 전기 자동차에서 실리콘 카바이드 반도체는 전력 제어 시스템, 효율성 향상 및 발열 감소에 필수적입니다.

In semiconductor manufacturing, silicon carbide ceramics are used for wafer processing fixtures, susceptors, and plasma-resistant components. The material’s purity, thermal stability, and plasma resistance make it ideal for these critical applications.

실리콘 카바이드 튜브, 열교환기 및 반응 챔버는 화학 처리 환경에서 탁월한 내식성을 제공합니다. 이 소재는 금속이 빠르게 분해될 수 있는 강한 산, 알칼리, 고온을 견뎌냅니다.

SiC’s radiation resistance and stability at high temperatures make it suitable for nuclear applications, including fuel cladding and structural components in advanced reactor designs.

첨단 세라믹의 자동차 응용 분야
산업 기계에서 첨단 세라믹의 응용 분야
일반 제조 분야에서 첨단 세라믹의 응용
화학, 플라스틱 및 고무 분야에서 첨단 세라믹의 응용 분야
항공우주용 고급 세라믹 부품
반도체 및 전자 분야에서 첨단 세라믹의 응용 분야
의료 기기에 사용되는 테크니컬 세라믹
석유 및 가스 산업에서 첨단 세라믹의 응용 분야

사용 가능한 실리콘 카바이드 소재의 등급

Great Ceramic은 애플리케이션별로 최적화된 다양한 고성능 실리콘 카바이드 소재를 제공합니다:

무압 소결 실리콘 카바이드 세라믹(SSIC)

무압 소결 실리콘 카바이드 세라믹(SSiC)은 고온, 무압 소결 공정을 통해 생산되는 고성능 구조용 세라믹입니다. 주성분은 고순도 실리콘 카바이드 분말입니다. 소결 과정에서 금속 바인더나 외부 압력이 필요하지 않으므로 순도와 밀도가 매우 높아 전반적인 성능이 뛰어납니다. 이 소재는 뛰어난 기계적 강도, 내마모성 및 내식성으로 인해 극도로 혹독한 환경에서 널리 사용됩니다.

주요 기능

  • 초고경도 및 내마모성
  • 다이아몬드와 입방정 질화 붕소에 이어 두 번째로 높은 9.5에 가까운 모스 경도를 가진 SSiC는 내마모성이 뛰어나 마찰이 심하고 마모가 심한 환경에서 사용하기에 이상적입니다.
  • 우수한 기계적 강도: 높은 굴곡 및 압축 강도를 가지고 있어 고온에서도 안정적인 기계적 특성을 유지합니다.
  • 고온 저항: 1600°C를 초과하는 대기 환경과 1600°C를 초과하는 불활성 대기에서 장기간 안정적인 작동을 견딜 수 있습니다.
  • 뛰어난 내식성: 강산, 염기 및 대부분의 유기 용제에 대한 내식성이 뛰어나 부식성 환경에서 사용하기에 적합합니다.
  • 뛰어난 열 성능: 높은 열전도율, 낮은 열팽창 계수, 뛰어난 열충격 저항성, 급격한 온도 변화로 인한 균열에 대한 내성.
  • 고순도 및 절연성: 무압 소결 공정은 금속 불순물의 유입을 제거하여 재료 순도가 높으면서도 우수한 전기 절연 특성을 유지합니다.

일반적인 애플리케이션

  • 메카니컬 씰: 펌프 및 컴프레서의 씰 링 및 부싱
  • 화학 장비: 부식 방지 파이프, 노즐 및 밸브 라이닝
  • 반도체 및 전자 산업: 고온 캐리어, 퍼니스 튜브 및 라이너
  • 내마모성 부품: 베어링, 내마모성 라이닝 및 샌드 블라스팅 노즐
  • 에너지 및 환경 보호: 태양광 산업의 용광로 부품, 폐기물 소각로 라이닝

생산 프로세스

무압 소결 탄화규소 세라믹은 고순도 SiC 분말로 만든 다음 소량의 소결 보조제를 사용하여 금형에 형성하고 2000°C 이상의 온도에서 무압으로 소결합니다. 이 과정을 통해 소재는 이론 밀도에 가까운 조밀한 구조와 미세하고 균일한 입자를 가지게 되어 우수한 종합 성능을 보장합니다.

반응 소결 실리콘 카바이드 세라믹(SISiC)

반응 소결 실리콘 카바이드 세라믹(SISiC)은 실리콘 카바이드(SiC) 분말과 탄소 공급원으로 만든 고성능 세라믹 소재입니다. 액체 실리콘을 고온에서 녹색 몸체에 침투시켜 새로운 실리콘 카바이드를 생성하는 반응을 일으킵니다. SISiC는 무압 소결 실리콘 카바이드(SSiC)에 비해 생산 온도가 낮고 공정이 유연하여 대형 및 복잡한 형태의 구조 부품을 제작할 수 있습니다. 따라서 산업 분야에서 폭넓게 활용되고 있습니다.

주요 기능

  • 높은 경도와 내마모성: SISiC는 뛰어난 경도(모스 척도 기준 약 9)와 뛰어난 내마모성을 자랑하여 마찰 및 마모 분야에 적합합니다.
  • 높은 기계적 강도: SISiC는 굴곡 및 압축 강도가 우수합니다. SSiC보다는 낮지만 대부분의 산업용 애플리케이션의 요구 사항을 충족합니다.
  • 우수한 내식성: SISiC는 대부분의 산성 및 알칼리성 매질에서 안정적이며 내산화성이 우수하여 화학 산업에서 사용하기에 적합합니다.
  • 뛰어난 열 성능: SISiC는 낮은 열팽창 계수, 높은 열전도율, 뛰어난 열충격 저항성을 보여 고온 조건에서도 안정적인 작동이 가능합니다.
  • 복잡한 구조물 제조 가능: 반응 소결 공정은 고가의 열간 프레스 장비 없이도 복잡한 형상의 크고 얇은 벽을 가진 부품을 생산할 수 있습니다.

일반적인 애플리케이션

  • 메카니컬 씰 및 펌프 구성품: 씰링, 부싱, 펌프 임펠러
  • 화학 장비: 부식 방지 라이닝, 밸브, 노즐
  • 열 장비: 가마 가구, 가마 라이닝 및 지지대
  • 에너지: 풍력, 화력 및 원자력 발전소를 위한 내마모성 및 내식성 부품
  • 야금 산업: 노즐, 채널 라이닝 및 슬라이딩 베어링

생산 프로세스

반응 소결 실리콘 카바이드의 준비 과정에는 일반적으로 다음이 포함됩니다:

  • 탄화규소 분말과 탄소원을 혼합하여 녹색 몸체를 만듭니다;
  • 고온에서 액체 실리콘을 침투시킵니다;
  • 액체 실리콘은 탄소와 반응하여 새로운 실리콘 카바이드를 형성하여 녹색 몸체를 조밀하게 만듭니다.

이 방법의 장점은 간단한 공정, 낮은 소결 온도, 최소한의 치수 수축을 통해 순 치수에 가까운 크고 복잡한 부품을 생산할 수 있다는 점입니다. 하지만 잔류 실리콘이 존재하기 때문에 고온 강도와 내산화성이 SSiC에 비해 약간 떨어집니다.

실리콘 카바이드의 주요 특성

그레이트 세라믹은 고객이 선택할 수 있는 다양한 실리콘 카바이드 소재를 제공합니다. 다음 값은 일반적인 재료 특성이며 제품 구성 및 제조 공정에 따라 달라질 수 있습니다. 자세한 내용은 다음 연락처로 문의하시기 바랍니다. 문의하기.

속성 단위 SSiC SiSiC Si3N4
색상 -- 짙은 회색 짙은 회색 회색 또는 검은색
밀도 g/cm³ 3.15 3.02 3.2
다공성 % ≤0.1 ≤0.1 --
경도 GPa 22 22 15
압축 강도 MPa 2600 2600 2500
굴곡 강도 MPa 400 250 700
탄성 계수 GPa 410 330 300
최대 사용 온도 ℃ 1400 1000 1100
열 전도성 W/(m・K) 100~120 45(1200℃) 15~20
열팽창 계수 1 x 10-6/°C 4 4.5 3

탄화규소 소재의 화학적 특성

산소 반응의 온도가 1300°C에 도달하면 탄화규소 결정 표면에 이산화규소의 보호 층이 형성됩니다. 보호 층이 두꺼워지면 내부 탄화 규소가 저항하고 계속 결합하여 탄화 규소 결정 실리콘 카바이드가 우수한 내 화학성을 갖도록합니다. 내식성 측면에서 SiC 재료는 이산화 규소 보호막의 역할로 인해 내산성이 강하지 만 내 알칼리성이 좋지 않습니다.

실리콘 카바이드 세라믹 적용 사례

Great Ceramic’s silicon carbide (SiC) ceramics combine outstanding hardness, excellent thermal conductivity, superior wear resistance, and exceptional chemical stability, making them one of the most advanced ceramic materials for demanding industrial applications. With a high melting point, low thermal expansion, and ability to withstand extreme environments, silicon carbide ceramics are ideal for industries that require durability, efficiency, and long service life.

실리콘 카바이드 세라믹의 주요 응용 분야:

  • Mechanical Seal Rings & Bearings
  • 항공우주 부품
  • 실리콘 카바이드 도가니
  • Semiconductor Wafer Carriers & Substrates
  • 자동차 부품
  • Nuclear & Energy Applications
  • Abrasives & Cutting Tools (Carborundum)
  • Heat Exchangers & Tubes
  • Electronic & Electrical Insulators
  • 맞춤형 정밀 세라믹 부품
질화 붕소 세라믹 노즐
실리콘 카바이드 세라믹 메카니컬 씰 개스킷 링 1
질화 알루미늄 기판 레이저 절단
맞춤형 실리콘 카바이드 세라믹 임펠러
실리콘 카바이드 세라믹(SIC) 씰링 링
질화 알루미늄 세라믹 스페이서
표면 금속화 세라믹
실리콘 카바이드 세라믹 이너 슬리브-샌드 밀 안감

실리콘 카바이드 세라믹 가공

실리콘 카바이드(SiC) 세라믹은 극한의 경도, 높은 열전도율, 우수한 내마모성으로 잘 알려져 있어 가공하기 가장 까다로운 기술 세라믹 중 하나입니다. 그레이트 세라믹은 업계 최고의 정밀도, 성능 및 신뢰성을 제공하는 종합적인 실리콘 카바이드 가공 서비스를 제공합니다.

가공 과정에서 고급 다이아몬드 연삭, 정밀 래핑 및 미세 연마 기술을 사용하여 미크론 수준의 공차와 탁월한 표면 마감을 달성합니다. 이러한 역량을 통해 기계식 씰, 반도체 기판, 도가니, 열교환기, 항공우주 부품의 엄격한 구조 정확도와 표면 품질 요건을 충족할 수 있습니다.

그레이트 세라믹은 다년간의 기술 전문성과 최첨단 장비를 통해 표준화된 실리콘 카바이드 부품을 공급할 뿐만 아니라 특정 산업 요구에 맞는 맞춤형 복합 부품을 개발하여 극한의 작업 조건에서도 높은 신뢰성과 긴 서비스 수명을 보장합니다.

정밀 세라믹 CNC 가공

CNC 연삭 및 밀링

미크론 수준의 공차로 CNC 밀링, 터닝 및 연삭.

세라믹 연마 및 연마

래핑 및 연마

매끄러운 마감과 광학 등급 표면을 위한 표면 연마.

기술 세라믹 레이저 커팅

세라믹 레이저 커팅

복잡한 형상을 위한 레이저 드릴링 및 절단.

세라믹 및 금속 브레이징 어셈블리

금속화 및 용접

세라믹 대 금속 브레이징을 위한 금속화(Mo/Mn, W).

자주 묻는 질문

실리콘 카바이드 (SiC)는 실리콘과 탄소의 합성 화합물로 뛰어난 경도, 열 안정성 및 내화학성으로 잘 알려져 있습니다. 자연에서는 모이사나이트 광물처럼 드물게 발생하지만 산업용으로 널리 생산됩니다. 모이사나이트는 실리콘 카바이드 정의 는 단순한 화합물과 이 화합물에서 파생된 고급 세라믹 소재를 모두 포괄합니다.

예, 실리콘 카바이드는 세라믹 material—specifically an advanced technical ceramic. Unlike traditional clay-based ceramics, SiC is part of a class of materials known as “advanced,” “engineering,” or “technical” ceramics, which are characterized by their superior mechanical, thermal, and electrical properties.

실리콘 카바이드는 다음 용도로 사용됩니다. 연마재, 내화물, 세라믹 아머, 반도체 전자 장치, 발열체, 고온 부품 등 다양한 응용 분야에 사용됩니다. 특정 실리콘 카바이드 응용 분야 기계식 씰, 절삭 공구, 용광로 부품, 전력 전자 장치, 산업 장비의 내마모성 부품 등이 포함됩니다.

실리콘 카바이드가 만들어집니다. 여러 공정을 거쳐 만들어집니다. 전통적인 Acheson 방식은 전기로에서 실리카 모래와 탄소를 2200°C 이상의 온도로 가열하는 것입니다. 고순도 재료의 경우 화학 기상 증착(CVD)이 사용됩니다. 고체를 만들려면 실리콘 카바이드 세라믹분말을 모양으로 만들고 고온(2000~2200°C)에서 소결하여 치밀화를 달성합니다.

그리고 실리콘 카바이드의 전기적 특성 는 매우 다양할 수 있습니다. 순수 SiC는 실리콘보다 약 3배 더 넓은 밴드갭을 가진 전기 반도체입니다. 하지만, 실리콘 카바이드 전도성 특정 원소를 도핑하여 변형할 수 있습니다. 일부 등급은 전기를 전도할 수 있는 반면 다른 등급은 절연체입니다. 그리고 실리콘 카바이드의 전도성 는 고온, 고주파 또는 고전력 수준에서 작동하는 전자 기기에 유용합니다.

실리콘 카바이드 는 모스 척도에서 다이아몬드(10)와 탄화붕소(9.5+) 바로 아래인 9.2~9.5로 매우 단단합니다. 그 경도 는 약 2500~2800kgf/mm²(비커스)로 시중에서 판매되는 소재 중 가장 단단한 소재 중 하나입니다. 이 극한의 경도는 뛰어난 내마모성과 내마모성을 제공합니다.

실리콘 카바이드 는 기계적 강도가 높으며 굴곡 강도는 일반적으로 300~600MPa에 이릅니다. 고온에서도 이러한 강도를 유지하며, 1400°C에서 실온 강도의 약 85%를 유지합니다. 그리고 실리콘 카바이드의 강도는 상대적으로 낮은 밀도와 결합하여 금속 및 기타 세라믹에 비해 뛰어난 무게 대비 강도를 제공합니다.

그레이트 세라믹-첨단 세라믹-알루미늄 질화물 세라믹

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고급 세라믹 제조 전문가

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에서 그레이트 세라믹당사는 단순한 실리콘 카바이드 세라믹 공급업체가 아닌 정밀 엔지니어링 파트너입니다. 당사의 강점은 다음과 같습니다:

  • 소재 전문성 - SiC 특성에 대한 심층적인 지식으로 최적의 솔루션을 보장합니다.
  • 고급 제조 - 미크론 수준의 정확도를 위한 정밀 연삭 및 연마.
  • 사용자 지정 - 표준 부품부터 복잡한 구성 요소까지.
  • 품질 보증 - 신뢰성과 성능에 대한 엄격한 테스트.
  • 글로벌 도달 범위 - 전 세계 산업계의 신뢰를 받고 있습니다.

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