실리콘 카바이드(SiC)는 1600°C의 높은 온도까지 기계적 강도와 구조적 무결성을 유지할 수 있습니다.
이러한 고온 저항성은 강력한 결정 격자 결합과 고온에서 보호 실리콘 산화물 층이 형성되기 때문입니다.
고온 저항성
실리콘 카바이드는 탄소와 실리콘 원자의 사면체로 구성되어 결정 격자에서 강한 결합을 형성합니다.
이러한 구조 덕분에 SiC는 매우 단단하고 강한 소재로 매우 높은 온도에서도 기계적 강도를 유지할 수 있습니다.
이 소재는 최대 800°C까지 산, 알칼리 또는 용융 염에 의해 손상되지 않습니다.
이 온도 이상에서는 공기 중에서 SiC가 1200°C에서 보호 실리콘 산화물 코팅을 형성하여 강도의 손실 없이 1600°C까지 사용할 수 있습니다.
이 보호층은 고온에서 추가적인 산화 및 성능 저하를 막는 장벽 역할을 합니다.
열 전도성 및 열 충격 저항
SiC는 120~270W/(m∙K)에 이르는 높은 열전도율로 고온을 견딜 수 있는 능력도 갖추고 있습니다.
이러한 높은 열전도율은 열을 빠르게 발산하여 재료 고장으로 이어질 수 있는 열 스트레스를 줄여줍니다.
또한 SiC는 열팽창 계수(4.0x10-6/°C)가 다른 대부분의 반도체 소재보다 낮습니다.
이러한 낮은 열팽창은 열충격 저항성을 더욱 향상시켜 급격한 온도 변화에도 손상 없이 견딜 수 있습니다.
적용 분야 및 중요성
고온 저항성, 높은 열전도율, 열충격 저항성의 독특한 조합으로 인해 SiC는 다양한 고온 애플리케이션에 이상적인 소재입니다.
일반적으로 반도체 용광로, 전기로 발열체, 터빈 및 기타 고온 환경용 부품에 사용됩니다.
고온에서도 열화 없이 강도와 무결성을 유지하는 능력 덕분에 극한 조건이 일반적인 산업에서 귀중한 소재입니다.
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