실리콘 카바이드(SiC)는 실리콘과 탄소로 합성된 화합물로 뛰어난 경도와 열적 특성으로 잘 알려져 있습니다.
연마재, 절삭 공구, 발열체, 반도체 기판 등 다양한 용도로 사용됩니다.
SiC는 주로 α와 β의 여러 결정 형태로 존재하며, 각각 고유한 특성과 용도를 가지고 있습니다.
실리콘 카바이드의 작동 원리 요약
실리콘 카바이드는 높은 경도, 높은 열전도율, 낮은 열팽창, 우수한 화학적 불활성 등 고유한 물리적 및 화학적 특성을 기반으로 작동합니다.
이러한 특성 덕분에 연마재부터 산업용 용광로 및 반도체 제조의 고온 부품에 이르기까지 다양한 용도에 적합합니다.
자세한 설명
1. 물리적 및 화학적 특성
높은 경도: 실리콘 카바이드는 2840~3320kg/mm²의 미세 경도를 가진 가장 단단한 재료 중 하나입니다.
따라서 내구성과 내마모성이 중요한 연마재 및 절삭 공구에 사용하기에 이상적입니다.
높은 열전도율: SiC는 열전도율이 높기 때문에 열을 효율적으로 전달할 수 있습니다.
이 특성은 용광로의 발열체나 로켓 엔진과 같은 고온 환경의 부품과 같은 용도에 유용합니다.
낮은 열팽창: 실리콘 카바이드는 열팽창 계수가 낮아 온도 변화에도 모양이 잘 유지됩니다.
이러한 특성은 정밀 애플리케이션과 열 순환이 일반적인 환경에서 중요합니다.
뛰어난 화학적 불활성: SiC는 화학 반응과 부식에 대한 내성이 뛰어나 다른 소재가 열화될 수 있는 혹독한 화학 환경과 고온 애플리케이션에서 사용하기에 적합합니다.
2. 결정 형태 및 응용 분야
α-SiC: 이 형태는 다양한 폴리타입이 있으며 산업 응용 분야, 특히 연마재 및 내화물에 사용되는 실리콘 카바이드 세라믹 생산에 가장 일반적으로 사용됩니다.
β-SiC: 입방정 결정 구조를 가진 β-SiC는 고순도 및 특정 결정 구조로 인해 정밀 연삭 및 연마 재료에 사용됩니다.
3. 반도체 응용 분야
실리콘 카바이드는 열적 특성과 기계적 강도로 인해 반도체 제조에 사용됩니다.
실리콘 웨이퍼 생산을 위한 연삭 디스크와 고정 장치에 사용되며, 높은 경도와 낮은 마모가 장점입니다.
또한 탄화규소는 넓은 밴드갭, 높은 열전도율, 높은 전자 이동도로 인해 실리콘 및 갈륨 비소와 같은 기존 반도체 재료보다 우수한 반도체 기판으로 선택되는 재료입니다.
4. 전도성 세라믹
실리콘 카바이드는 웨이퍼 처리 챔버, 히터 및 정전기 척의 응용 분야에 적합한 낮은 저항률을 가진 전도성 세라믹으로 만들 수 있습니다.
전기 전도성과 마모 및 열충격 저항성이 결합되어 첨단 제조 공정에서 다용도로 사용할 수 있는 소재입니다.
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