실리콘 카바이드(SiC)는 실리콘과 탄소로 구성된 다용도 세라믹 소재입니다.
뛰어난 경도와 고온 저항성으로 잘 알려져 있습니다.
SiC는 고유한 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
이러한 특성에는 높은 전기 전도도, 열충격 저항성, 우수한 화학적 불활성이 포함됩니다.
SiC는 제어된 고온 반응을 통해 합성적으로 생산됩니다.
주로 α와 β 등 다양한 결정 형태로 제공됩니다.
연마재 및 내화물부터 전자제품의 첨단 반도체 소재에 이르기까지 다양한 용도로 사용됩니다.
5가지 핵심 포인트 설명: 실리콘 카바이드(SiC)
1. 탄화규소의 구성과 합성
화학적 구성: SiC는 실리콘과 탄소의 화합물입니다.
합성 방법: 주로 Acheson법, 이산화규소 저온 탄화환원법, 실리콘-탄소 직접 반응법과 같은 고온 공정을 통해 합성됩니다.
이러한 방법에는 실리콘과 탄소의 혼합물을 2000°C 이상의 온도로 가열하여 SiC를 형성하는 과정이 포함됩니다.
2. 물리적 및 기계적 특성
경도: SiC는 다이아몬드에 가까운 경도를 가지고 있어 우수한 연마재입니다.
열적 특성: 높은 열전도율(120~270W/mK)과 낮은 열팽창(4.0x10-6/°C)으로 열충격에 대한 저항성이 뛰어납니다.
전기 전도성: SiC는 저항 가열 및 전자 부품에 적합한 전기 전도체로 만들 수 있습니다.
3. 결정 구조
α-SiC와 β-SiC: SiC는 α와 β의 두 가지 주요 결정 형태로 존재합니다.
α-SiC는 여러 가지 다형(예: 4H, 15R, 6H)을 가지며, β-SiC는 입방 결정 시스템입니다.
이러한 형태 간의 변환은 온도에 따라 달라지며, β-SiC는 고온에서 α-SiC로 전환됩니다.
4. 산업 응용 분야
연마재 및 내화물: 역사적으로 사포와 절삭 공구에 사용되어 온 SiC는 경도와 고온 저항성으로 인해 연삭 휠과 내화 재료에도 사용됩니다.
발열체: SiC는 높은 전기 전도성과 극한의 온도를 견디는 능력을 활용하여 산업용 용광로용 발열체에 사용됩니다.
반도체 산업: SiC는 실리콘 웨이퍼 생산을 위한 연삭 디스크와 고정 장치 등 반도체 응용 분야에 사용되며, 기존 실리콘 및 갈륨 비소보다 우수한 특성을 가진 3세대 반도체 재료로 사용됩니다.
5. 열 충격 저항
정의: 급격한 온도 변화를 손상 없이 견딜 수 있는 재료의 능력.
SiC에서의 중요성: SiC는 열전도율이 높고 열팽창이 적기 때문에 고온 환경의 애플리케이션에 매우 중요한 특성인 열충격에 대한 저항성이 높습니다.
전기 전도성: SiC의 전기 전도 능력은 고온 안정성이 유리한 저항 발열체, 불꽃 점화기 및 전자 부품에 활용됩니다.
이러한 핵심 사항을 이해함으로써 실험실 장비 구매자는 고유한 특성과 광범위한 산업적 용도를 고려하여 다양한 응용 분야에서 SiC 소자의 사용에 대해 정보에 입각한 결정을 내릴 수 있습니다.
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