炭化ケイ素(SiC)は、合成的に製造された非常に硬い結晶性化合物で、幅広い工業用途に使用されている。SiCの硬度はモース硬度9.5で、ダイヤモンドに次ぐ硬さである。
セラミックファイバーは、耐摩耗性を高めるためにコーティングやメッキを施すことで、さらなる耐摩耗性を提供する先端耐火物や機能性セラミックにおいて、不可欠な役割を果たしている。
炭化ケイ素の硬度は?
炭化ケイ素は、黒色炭化ケイ素やK炭化ケイ素とも呼ばれ、卓越した強度、硬度、化学的不活性を持つ非酸化物セラミック材料です。炭素原子と珪素原子が共有結合した結晶格子で構成される炭化珪素は、立方晶、六方晶、菱面体晶などの様々な積層構造を持つ多形性を示します。
SiCはモース硬度9.5と、炭化ホウ素(9.5)、ダイヤモンド(10)に次ぐ硬度を持つ。耐摩耗性に優れ、破損や損傷が極めて起こりにくい。さらに、高温に耐えることができるため、工業用途に適している。
酸化アルミニウムは、その硬度、耐摩耗性から研磨剤に、低熱膨張と耐クリープ性から耐火物やセラミックスに、優れた電気特性から電子機器に、また放射線障害への耐性から原子炉に広く使用されている。
商業的には、炭化ケイ素は焼結によって製造され、粉末状のケイ素と炭素が極度の圧力下で圧縮されて固体の塊となる。機械加工によりチューブやプレート/ブロックに成形された後、さらに機械加工され、工業用プロセス機器や最新の宝石細工に使用されます。その耐久性と比較的安価な価格から、現代のラピダリーの間で人気のある選択肢となっている。
芸術的・工芸的用途における炭化ケイ素の欠点とは?
炭化ケイ素(SiC)は、モース硬度9の非常に硬い材料で、優れた熱膨張特性、酸やアルカリに対する耐薬品性、高温耐性、耐腐食性、耐熱衝撃性を備えています。また、SiCは非常に緻密な構造を誇り、緻密でありながら頑丈な素材です。
モアッサナイトは、希少な鉱物モアッサナイトとして自然界に存在しますが、1893年以来、研磨粉として、また宝石として使用するための大きな単結晶として大量生産されてきました。モアッサナイトは、研削、切断、機械加工などの耐久性の高い工業用途や、セラミックバインダーとして部品を強化・安定させる金属マトリックス複合材料に広く使用されており、製造業者やエンジニアの生活を容易にする万能部品であることが証明されています。
炭化ケイ素は、ブラストや衝撃にさらされても分解しないため、同種の研磨材の中で際立っており、砥石のような工業用サンディング装置に特に適しています。さらに、鋭く硬いエッジが絶えず新しい表面を露出させ、研削や平滑化の目的に使用されるため、ロックタンブリング・ジュエリーメーカーはこの研磨材を使用して大きな成功を収めています。この用途では、電気的内部抵抗炉で製造されたグリーン炭化ケイ素よりもブラック炭化ケイ素が好まれることが多い。
芸術的・工芸的用途における炭化ケイ素の利点とは?
炭化ケイ素は、硬度、化学的不活性、熱安定性を兼ね備えているため、耐摩耗性を必要とする用途に最適な材料です。腐食、侵食、摩擦摩耗に効果的に耐えるだけでなく、優れた寸法安定性を誇り、高温にも問題なく耐えます。
コランダムは硬度の割に比較的軽量なので、セラミックの強度を損なうことなく研磨用途に使用できる。さらに、コランダムは、ウェットサンディングでもドライサンディングでもうまく機能する理想的な研磨剤となる。さまざまな砥粒オプションにより、金属のバリ取り、石や大理石の表面の研磨、金属部品の錆び取りやバリ取りに優れたツールとなる。
炭化ケイ素はリーク電流とオン抵抗が低いため電気的用途に適しており、ダイオードやトランジスタなどの半導体部品やその他の高電圧デバイスの製造に最適な材料である。
炭化ケイ素は一般的に取り扱いに危険はありませんが、サンディングや研磨の工程で粉塵を吸い込むと有毒になることがあります。炭化ケイ素の粉末を使用する作業中の暴露を最小限に抑えるには、適切な保護具を着用し、作業スペースを適切に換気することが賢明です。また、炭化ケイ素は壊れやすいため、工具で切断したり成形したりする際には特別な注意が必要です。彫刻やジュエリーのような細かな作品を作る際には特に注意が必要です。