SiC 세라믹은 물리적, 화학적 특성이 뛰어난 구조용 세라믹 소재의 일종입니다. 항공우주, 야금, 화학 및 에너지 산업에서 널리 사용됩니다. SiC 세라믹의 소결 방법은 크게 무압 소결, 반응 소결, 열간 압착, 열간 등방성 압착의 네 가지로 분류됩니다.

무압 소결은 분말 입자 간의 결합 강도를 높이기 위해 소결 보조제를 첨가하여 상압에서 SiC 세라믹을 소결하는 공정입니다. 무압 소결의 장점은 장비가 간단하고 생산 비용이 저렴하다는 것입니다. 대형 및 복잡한 모양의 부품을 준비하는 데 적합합니다. 무압 소결의 단점은 소결 온도가 약 2000°C 이상으로 높고 소결 시간이 약 10~20시간으로 길다는 점입니다.

반응 소결은 분말 입자가 다른 물질과 반응하여 새로운 화합물을 형성함으로써 소결 치밀화를 촉진하는 SiC 세라믹을 소결하는 공정입니다. 반응 소결의 장점은 소결 온도가 약 1600°C 정도로 낮고 소결 시간이 약 1~2시간으로 짧다는 점입니다. 반응 소결의 단점은 소결 보조제의 종류가 제한적이고 소결 공정에서 기공이나 균열과 같은 결함이 발생하기 쉽다는 것입니다.

핫 프레싱은 분말 입자 간의 결합 강도를 높이기 위해 열을 가해 압력을 가하여 SiC 세라믹을 소결하는 공정입니다. 핫 프레싱의 장점은 소결 온도가 약 1800°C 정도로 비교적 낮고 소결 시간이 약 1~2시간으로 짧다는 점입니다. 핫 프레싱의 단점은 장비가 복잡하고 생산 비용이 높다는 것입니다. 단순한 모양의 부품을 준비하는 데 적합합니다.

열간 등방성 프레싱은 분말 입자 간의 결합 강도를 높이기 위해 가열하여 고온, 고압에서 SiC 세라믹을 소결하는 공정입니다. 열간 등방성 프레스의 장점은 소결 온도와 압력을 제어할 수 있고, 소결 밀도가 높으며, 소결 결함이 적다는 것입니다. 열간 등방성 프레스의 단점은 장비가 복잡하고 생산 비용이 높다는 것입니다.

표 1은 SiC 세라믹의 각 소결 방법의 장단점을 요약한 것입니다.

과학 기술의 발전과 함께 SiC 세라믹의 소결 방법도 끊임없이 발전하고 있습니다. SiC 세라믹 소결 방법의 향후 개발 동향은 주로 다음과 같은 측면을 포함합니다:

• 저온 소결: 저온 소결은 에너지 소비를 줄이고, 생산 비용을 절감하며, SiC 세라믹 제품의 산업화를 촉진할 수 있습니다.
• 고성능 소결: 소결 공정을 개선하여 고온 강도, 내마모성, 내식성 등 SiC 세라믹의 성능을 향상시킬 수 있습니다.
• 복잡한 형태의 소결: 복잡한 형태의 SiC 세라믹 제조에 적합한 소결 방법의 개발.

SiC 세라믹의 소결 방법은 SiC 세라믹을 제조하는 데 중요한 공정입니다. 소결 방법마다 장단점이 다릅니다. 특정 요구에 따라 적절한 소결 방법을 선택해야 합니다. 앞으로 SiC 세라믹의 소결 방법은 저온 소결, 고성능 소결, 복합 형상 소결의 방향으로 발전할 것입니다.