セラミックスにおける炭化ケイ素(SiC)の応用

セラミックスにおける炭化ケイ素(SiC)の応用

シリコンカーバイド SiC には、緑色シリコンカーバイド SiC と黒色シリコンカーバイド SiC があります。

黒色炭化ケイ素(SiC)

グリーンカーボランダムエメリーサンド
グリーンシリコンカーバイドSiC

セラミック分野におけるシリコンカーバイド(SiC)の応用は、その独特の物理的および化学的特性のために多様化しており、主に以下の方向をカバーしています。
1. 構造材料製造
耐摩耗部品
シリコンカーバイドSiCセラミックは、高い硬度(モース硬度9.2〜9.5)と優れた機械的強度を備えているため、シーリングリング、滑り軸受、防弾板などの耐摩耗部品に広く使用されており、過酷な作業条件下での摩擦や衝撃に耐えることができます。
高温軸受部品
航空宇宙分野では、シリコンカーバイドSiCセラミックを使用して、ガスタービンブレード、エンジンのホットエンド部品などを製造しています。その高温耐性(融点2700°C)と耐熱衝撃性(低熱膨張係数)により、極端な温度下でも構造的安定性が保証されます。
2. 高温産業用途
窯のライニングおよび耐火物
炭化ケイ素セラミックスは、窯のツール、耐火レンガ、またはコーティング材料として使用することで、高温窯での熱損失を減らし、耐用年数を延ばすことができます。セラミック焼結や金属精錬などの高温プロセスに適しています。
‌高温発熱体
‌ 垂直タンク炉やアルミニウム電解セルライニングなど、非鉄金属精錬に使用される間接加熱装置。高い熱伝導性と耐腐食性により、エネルギー効率が向上します。
3. ‌機能性セラミックの開発
‌ ‌セラミック膜分離技術
‌ SiCセラミック膜は、化学的不活性と耐腐食性により、化学産業における強酸およびアルカリ媒体処理など、高温ガス分離や腐食性流体ろ過などの産業シナリオで優れた性能を発揮します。
電子・エネルギー材料
‌ シリコンカーバイドセラミックスは、触媒担体や半導体装置基板として、パワーデバイス、リチウム電池負極バインダーなどの分野で機器性能を向上させ、エネルギー消費を削減します。‌
4. ‌加工技術の改善
‌ ‌研削と研磨
‌ シリコンカーバイド研磨材は、高い切削効率でセラミックの表面仕上げに使用され、材料の欠陥を迅速に除去し、高精度の研磨を実現し、製品の仕上がりを向上させます。‌

焼結プロセスの最適化
‌ 無加圧焼結技術(S-SiC)は、液相または固相焼結により複雑な形状のセラミック部品を製造します。これは高密度でコスト効率が高く、大量生産に適しています‌。
5. ‌省エネと環境保護
‌ ‌エネルギー効率の向上
‌ 炭化ケイ素セラミックの熱伝導性により、窯の設計を最適化し、熱損失を減らし、生産エネルギー消費を削減できます‌。
‌環境に優しい材料の代替‌ 脱
酸素剤や耐腐食コーティングとして、化学プロセスにおける有害物質の排出を減らし、グリーン製造を促進します‌。
炭化ケイ素セラミックの応用は、伝統的な産業から新エネルギーや半導体などのハイテク分野へと拡大しています。その性能上の利点とプロセス革新は、セラミック産業の変革とアップグレードを促進し続けています。

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