실리콘 카바이드(SiC) 부품은 뛰어난 기계적 및 열적 특성으로 잘 알려진 다용도 소재입니다.
이러한 구성 요소는 발열체, 웨이퍼 처리 장비, 터빈 부품 등 다양한 애플리케이션에 사용됩니다.
이는 높은 열전도율, 열충격 저항성 및 내마모성 때문입니다.
SiC는 실리콘과 탄소로 구성된 세라믹 소재로, 높은 전기 전도성과 극한의 온도에도 견딜 수 있는 특성을 제공합니다.
5가지 핵심 포인트 설명
구성 및 구조
화학 성분: SiC는 카보룬듐으로 알려진 실리콘과 탄소의 화합물입니다.
사면체 탄소와 실리콘 원자 사이의 결합으로 이루어진 격자 구조를 가진 세라믹 소재입니다.
경도 및 강도: 강한 공유 결합으로 인해 SiC는 다이아몬드에 근접하는 상당한 경도와 기계적 강도를 가지고 있습니다.
제조 공정
재결정화: SiC 발열체는 2150°C 이상의 온도에서 고순도 탄화규소 입자를 융합하여 재결정화라고 하는 과정을 통해 만들어집니다.
화학 기상 증착(CVD): 킨텍은 벌크 CVD 공정을 사용하여 고순도(>99.9995%) 고체 큐빅 베타 SiC 부품을 생산합니다.
이 방법은 우수한 내화학성, 열전도성 및 열충격 저항성을 보장합니다.
반응 결합 SiC: SiC와 탄소로 이루어진 압축체에 액체 실리콘을 침투시켜 탄소와 반응하여 실리콘 카바이드를 형성하고 입자를 서로 결합시킴으로써 만들어집니다.
소결 SiC: 비산화물 소결 보조제와 함께 순수한 SiC 분말로 생산되며, 기존의 세라믹 성형 공정을 사용하고 고온의 불활성 분위기에서 소결합니다.
열적 특성
열 전도성: SiC의 열전도율 범위는 120~270W/mK로 열 전도 효율이 매우 높습니다.
열팽창: 열팽창 계수가 4.0x10-6/°C인 SiC는 열팽창이 적어 온도 변화에 따른 열 스트레스를 최소화하고 구조적 무결성을 유지하는 데 유리합니다.
열 충격 저항: 급격한 온도 변화에도 손상 없이 견딜 수 있는 것은 높은 열전도율과 낮은 열팽창률 덕분입니다.
전기적 특성
전기 전도도: SiC는 전기 전도도가 높아 발열체 및 기타 전기 애플리케이션에 적합합니다.
전기 저항: CVD SiC는 다양한 전기적 요구 사항을 충족하는 낮은(<10 Ohm-cm) 전기 저항 등급과 높은(>1,000 Ohm-cm) 전기 저항 등급 모두에서 사용할 수 있습니다.
응용 분야
발열체: SiC는 높은 전기 전도성과 극한의 온도를 견디는 능력으로 인해 발열체에 널리 사용됩니다.
웨이퍼 처리 및 취급 장비: 고순도 SiC 부품은 우수한 내화학성 및 열적 특성으로 웨이퍼 처리 장비에 사용됩니다.
터빈 부품: SiC는 내마모성, 고온 강도, 열충격 저항성이 뛰어나 고온 환경의 터빈 부품에 적합합니다.
기계적 특성
내마모성: SiC는 내마모성이 뛰어나 마모가 우려되는 분야에 이상적입니다.
고온 강도: SiC는 고온에서도 기계적 강도를 유지하므로 고온 애플리케이션에 매우 중요합니다.
요약하자면, SiC 부품은 뛰어난 기계적 및 열적 특성을 지닌 매우 다재다능한 소재입니다.
고온을 견디고 마모에 강하며 열을 효율적으로 전도하는 능력 덕분에 전자, 항공우주, 자동차 등 다양한 산업 분야에 적합합니다.
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