실리콘 카바이드(SiC)는 경도, 내마모성 및 열적 특성으로 잘 알려진 합성 화합물입니다.
독특한 특성으로 인해 다양한 산업 분야에서 가치가 있습니다.
실리콘 카바이드를 만드는 공정에는 소결, 반응 결합, 결정 성장, 화학 기상 증착(CVD) 등 여러 가지 산업적 방법이 포함됩니다.
1. 소결
소결된 SiC는 비산화물 소결 보조제와 함께 순수한 SiC 분말에서 생산됩니다.
이 공정에는 기존의 세라믹 성형 기술을 사용하고 최대 2000°C 이상의 온도에서 불활성 분위기에서 재료를 소결하는 과정이 포함됩니다.
이 방법을 통해 고온 애플리케이션에 적합한 밀도가 높고 강한 소재를 만들 수 있습니다.
2. 반응 본딩
반응 본딩 SiC는 SiC와 탄소 혼합물에 액체 실리콘을 침투시켜 만듭니다.
실리콘은 탄소와 반응하여 탄화규소를 추가로 형성하고, 이 탄화규소는 SiC 입자를 서로 결합시킵니다.
이 방법은 복잡한 모양과 구조를 만드는 데 특히 유용합니다.
3. 결정 성장
제조업체는 화학 기상 증착을 사용하여 실리콘 웨이퍼 기판 위에 단결정 SiC 필름을 성장시킵니다.
이 공정에는 n형 및 p형 도펀트를 SiC 필름에 도입하여 전기적 특성을 향상시킬 수 있는 다양한 기술이 포함됩니다.
이 방법은 전자 제품 제조에 사용되는 고품질 SiC 결정을 생산하는 데 매우 중요합니다.
4. 화학 기상 증착(CVD)
CVD는 전기 저항이 매우 낮은 SiC를 생산하는 데 사용되어 합리적인 전기 전도체가 됩니다.
이 특성 덕분에 EDM(방전 가공) 방법을 사용하여 미세한 피처를 제작할 수 있으며, 이는 높은 종횡비로 작은 구멍을 생성하는 데 유용합니다.
CVD 재료는 또한 저밀도, 높은 강성, 극한의 경도 및 내마모성으로 잘 알려져 있습니다.
5. 준비 방법
SiC 분말을 제조하는 산업적 방법에는 Acheson 방법(탄소 재료로 석영을 탄화열 환원), 이산화규소 저온 탄화열 환원 및 실리콘-탄소 직접 반응이 있습니다.
이러한 방법은 온도 요구 사항과 생성되는 SiC 결정(α 또는 β)의 유형이 다릅니다.
6. 결정 형태
SiC는 α와 β의 두 가지 주요 결정 형태로 존재합니다.
β-SiC는 정육면체 결정 구조를 가지며 1600°C 이하의 온도에서 안정적입니다.
이 온도 이상에서 β-SiC는 더 높은 온도에서 더 안정적인 다양한 α-SiC 다형으로 천천히 변형됩니다.
7. 산업 응용 분야
실리콘 카바이드의 생산에는 반도체, 세라믹, 고온 장비 등 다양한 산업 분야에 적합한 특정 특성을 가진 소재를 만들기 위한 다양하고 정교한 기술이 필요합니다.
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