실리콘 카바이드(SiC)는 다양한 방법으로 가공되는 다용도 소재로, 전통 산업과 신흥 산업 모두에서 폭넓게 사용되고 있습니다.
실리콘 카바이드는 어떻게 가공할까요? 4가지 주요 방법 설명
1. 소결
소결에는 비산화물 소결 보조제와 함께 순수 SiC 분말을 사용합니다.
이 공정은 기존의 세라믹 성형 기술을 사용합니다.
소결에는 최대 2000°C 이상의 온도에서 불활성 대기가 필요합니다.
이 방법은 고온 기계적 강도가 뛰어난 실리콘 카바이드 세라믹을 생산합니다.
또한 높은 경도, 높은 탄성 계수, 높은 내마모성, 높은 열전도율 및 내식성을 제공합니다.
이러한 특성 덕분에 SiC는 고온 가마 가구, 연소 노즐, 열교환기, 밀봉 링, 슬라이딩 베어링, 방탄 갑옷, 우주 반사경, 반도체 웨이퍼 준비의 고정 재료, 핵연료 피복재 등의 응용 분야에 적합합니다.
2. 반응 본딩
반응 본딩된 SiC는 SiC와 탄소 혼합물을 액체 실리콘으로 침투시켜 제조합니다.
실리콘은 탄소와 반응하여 탄화규소를 추가로 형성하여 원래의 SiC 입자를 서로 결합시킵니다.
이 방법은 특정 기계적 특성을 가진 재료를 만드는 데 효과적입니다.
높은 내마모성과 열충격 저항성이 요구되는 분야에 사용됩니다.
3. 결정 성장 및 화학 기상 증착(CVD)
제조업체는 실리콘 웨이퍼 기판에서 3C 및 6H 실리콘 카바이드를 성장시키기 위해 CVD를 사용합니다.
이 공정을 통해 단결정 SiC 필름에 n형 및 p형 도펀트를 도입할 수 있습니다.
이 공정은 비교적 두껍고 불순물이 없는 SiC 결정을 개발하는 데 비용 효율적입니다.
CVD로 생산된 SiC는 전기 저항이 낮기 때문에 합리적인 전기 전도체가 됩니다.
이러한 특성은 높은 종횡비를 가진 작은 구멍을 생성하는 데 유용한 EDM 방법을 사용하여 미세한 피처를 제작하는 데 유리합니다.
4. SiC 분말의 산업적 준비
SiC 분말의 산업적 제조에는 Acheson 방법(탄화열 환원), 이산화규소 저온 탄화열 환원 및 실리콘-탄소 직접 반응과 같은 방법이 포함됩니다.
이러한 방법은 서로 다른 온도에서 SiC 분말을 합성합니다.
그 결과 α-SiC 또는 β-SiC가 생성되며, 각각 특정 용도로 사용됩니다.
α-SiC는 주로 실리콘 카바이드 세라믹 제품에 사용됩니다.
β-SiC는 정밀 연삭 및 연마 재료에 사용됩니다.
요약하면, 실리콘 카바이드의 가공에는 다양한 산업 응용 분야에서 재료의 고유한 특성을 활용하기 위해 맞춤화된 다양한 정교한 기술이 필요합니다.
가공 방법의 선택은 원하는 특성과 SiC 제품의 특정 용도에 따라 달라집니다.
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