실리콘 카바이드(SiC)는 실제로 내열성이 뛰어나 고온 애플리케이션에 선호되는 소재입니다. 높은 열전도율, 낮은 열팽창, 뛰어난 열충격 저항성 등 고유한 특성이 결합되어 극한의 온도에서도 구조적 무결성과 성능을 유지할 수 있습니다. SiC는 최대 1600°C의 온도에서도 큰 강도 손실 없이 견딜 수 있으며, 1200°C에서 보호 산화물 층을 형성하여 열악한 환경에서도 내구성을 향상시킵니다. 또한 화학적 부식, 마모, 침식에 대한 내성이 뛰어나 까다로운 산업 분야에 더욱 적합합니다.
핵심 포인트 설명:
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고온 강도:
- SiC는 최대 1400°C의 온도에서 높은 기계적 강도를 유지하며 최대 1600°C까지 큰 성능 저하 없이 견딜 수 있습니다.
- 이러한 특성 덕분에 용광로 부품, 터빈 부품, 고온 센서와 같은 애플리케이션에 이상적입니다.
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열 전도성 및 팽창:
- SiC의 열전도율 범위는 120~270W/mK로 다른 많은 소재보다 훨씬 높습니다.
- 열팽창 계수(4.0x10-6/°C)가 낮아 열 스트레스와 균열의 위험을 줄여주며 열 충격 저항성이 뛰어납니다.
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보호 산화물 층:
- 약 1200°C의 온도에서 SiC는 산화 및 부식에 대한 저항성을 강화하는 보호 실리콘 산화물 층을 형성합니다.
- 이 층은 고온의 화학적으로 공격적인 환경에서 소재의 무결성을 유지하는 데 도움이 됩니다.
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화학적 불활성:
- SiC는 최대 800°C의 산, 알칼리, 용융 염에 대한 내성이 있어 화학적으로 혹독한 환경에서 사용하기에 적합합니다.
- 다른 세라믹에 비해 화학적 내식성이 뛰어나 장기적인 내구성을 보장합니다.
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마모 및 침식 저항:
- SiC는 경도와 내마모성이 매우 뛰어나 마모 및 기계적 마모가 발생하는 분야에 적합합니다.
- 이러한 특성과 고온 성능이 결합되어 절삭 공구, 베어링 및 씰에 사용하기에 이상적입니다.
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고온 환경에서의 적용 분야:
- SiC는 항공우주, 자동차, 에너지 분야 등 극한의 열과 가혹한 조건을 견딜 수 있는 소재가 필요한 산업에서 널리 사용됩니다.
- 가스터빈, 열교환기, 반도체 제조 장비의 부품 등이 그 예입니다.
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다른 소재와의 비교:
- 다른 세라믹 및 반도체 소재와 비교했을 때 SiC는 높은 열전도율, 낮은 열팽창, 고온에서의 뛰어난 기계적 강도의 독특한 조합을 제공합니다.
- 이러한 특성으로 인해 다른 소재가 실패할 수 있는 고성능 애플리케이션에 탁월한 선택이 될 수 있습니다.
요약하면 탄화규소의 내열성은 높은 열전도율, 낮은 열팽창, 고온에서의 뛰어난 화학적 및 기계적 안정성 등 고유한 소재 특성으로 인한 결과입니다. 이러한 특성 덕분에 SiC는 다양한 고온 애플리케이션에 매우 유용한 소재입니다.
요약 표:
| 속성 | 세부 정보 |
|---|---|
| 고온 강도 | 최대 1600°C까지 강도를 유지하여 용광로 부품 및 터빈에 이상적입니다. |
| 열 전도성 | 120-270 W/mK로 열 스트레스와 균열을 줄여줍니다. |
| 보호 산화물 층 | 1200°C에서 형성되어 산화 및 부식 저항성을 향상시킵니다. |
| 화학적 불활성 | 최대 800°C의 산, 알칼리 및 용융 염에 대한 내성이 있습니다. |
| 마모 및 침식 저항 | 절삭 공구, 베어링 및 씰을 위한 극한의 경도. |
| 적용 분야 | 항공우주, 자동차, 에너지, 반도체 산업. |
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