카보런덤으로도 알려진 실리콘 카바이드는 실리콘-탄소 화합물입니다. 이 화합물은 광물 모이사나이트의 구성 성분입니다. 실리콘 카바이드의 자연 발생 형태는 프랑스 약사인 Ferdinand Henri Moissan 박사의 이름을 따서 명명되었습니다. Moissanite는 일반적으로 운석, 킴벌라이트 및 강옥에서 미량으로 발견됩니다. 이것이 대부분의 상용 실리콘 카바이드가 만들어지는 방식입니다. 자연적으로 발생하는 탄화규소는 지구상에서 찾기 어렵지만 우주에는 풍부합니다.

실리콘 카바이드의 변형

실리콘 카바이드 제품은 상업용 엔지니어링 응용 분야에 사용하기 위해 네 가지 형태로 제조됩니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

소결 실리콘 카바이드(SSiC)

반응 결합 탄화규소(RBSiC 또는 SiSiC)

질화물 결합 실리콘 카바이드(NSiC)

재결정 탄화규소(RSiC)

본드의 다른 변형에는 SIALON 본드 실리콘 카바이드가 포함됩니다. 화학 기상 증착에 의해 생성된 화합물의 매우 순수한 형태인 CVD 탄화규소(CVD-SiC)도 있습니다.

실리콘 카바이드를 소결하려면 소결 온도에서 액상을 형성하는 데 도움이 되는 소결 보조제를 추가하여 실리콘 카바이드 입자가 함께 결합되도록 해야 합니다.

실리콘 카바이드의 주요 특성

열전도율이 높고 열팽창 계수가 낮습니다. 이러한 특성의 조합은 뛰어난 열충격 저항성을 제공하여 실리콘 카바이드 세라믹을 다양한 산업 분야에서 유용하게 만듭니다. 또한 반도체이며 전기적 특성으로 인해 광범위한 응용 분야에 적합합니다. 또한 극도의 경도와 내식성으로도 유명합니다.

실리콘 카바이드의 응용

실리콘 카바이드는 광범위한 산업 분야에서 사용할 수 있습니다.

물리적 경도로 인해 연삭, 호닝, 샌드 블라스팅 및 워터젯 절단과 같은 연마 가공 공정에 적합합니다.

균열이나 변형 없이 초고온을 견디는 실리콘 카바이드의 능력은 스포츠카용 세라믹 브레이크 디스크 제조에 사용됩니다. 또한 방탄 조끼의 갑옷 소재로 사용되며 종종 실리콘 카바이드 씰과 접촉하여 고속으로 작동하는 펌프 샤프트 씰의 씰링 링 소재로 사용됩니다. 마찰면에서 발생하는 마찰열을 분산시킬 수 있는 탄화규소의 높은 열전도성은 이러한 응용 분야에서 중요한 이점입니다.

재료의 표면 경도가 높기 때문에 미끄럼, 침식 및 부식 마모에 대한 높은 수준의 저항이 필요한 많은 엔지니어링 응용 분야에 사용됩니다. 일반적으로 이는 유전 응용 분야의 펌프 또는 밸브에 사용되는 구성 요소에 적용되며, 기존 금속 구성 요소는 과도한 마모율을 나타내어 빠른 고장을 유발합니다.

반도체로서 이 화합물의 뛰어난 전기적 특성은 고전력 스위칭을 위한 초고속 및 고전압 발광 다이오드, MOSFET 및 사이리스터 제조에 이상적입니다.

낮은 열팽창 계수, 경도, 강성 및 열전도율로 인해 천체 망원경 거울에 이상적입니다. 얇은 필라멘트 고온 측정법은 실리콘 카바이드 필라멘트를 사용하여 가스의 온도를 측정하는 광학 기술입니다.

또한 매우 높은 온도를 견뎌야 하는 발열체에도 사용됩니다. 또한 고온 가스 냉각 원자로의 구조적 지원을 제공하는 데 사용됩니다.