炭化ケイ素プレートについて知っておくべきすべてのこと

炭化ケイ素板は、工業およびエンジニアリング用途で一般的に使用される硬くて強い材料です。この記事では、この多目的材料について知っておく必要があるすべてのこと-その組成、製造プロセス、および使用用途-を説明します。

硬度は、これらのプレートが弾丸や徹甲弾などの複数の脅威から保護することを可能にし、同時に並外れた耐薬品性を提供する。

硬度

炭化ケイ素（SiC）は、ダイヤモンドに次いで硬い材料の一つです。この極めて高い硬度により、SiCは装甲板、切削工具、耐摩耗性部品に最適で、破壊靭性、ヤング率、曲げ強さなどの優れた機械的特性を誇ります。

SiCプレートは、ピストル弾から高速の破片に至るまで、様々な種類の弾丸からの保護を提供する、弾道用途の防護服と車両装甲システムの不可欠なコンポーネントです。その軽量構造は、車両の積載負担を軽減しながら、ユーザーにとってより大きな機動性と快適性を可能にします。

炭化ケイ素の独特な特性はそれにボディおよび車の装飾の適用を含む軍隊および法の執行の適用のための優秀な選択を、します。弾丸や徹甲弾の貫通による衝撃に耐え、さらに高速破片や化学的脅威からも保護します。

GABノイマンは、粉末の調製とバインダーとの混合、押出成形または冷間静水圧プレス成形、機械加工、そして最後に高温高圧下での焼結という複雑な製造工程を経て、プロセス機器や弾道保護用のシリコンカーバイド製品を提供しています。製造される高性能材料は、密度、硬度、弾道性能の点で炭化ホウ素に匹敵するが、製造コストが低いため、これらの用途ではアルミナ・セラミックよりも優れた代替材料となる。

熱伝導率

炭化ケイ素プレートは高い熱伝導率を誇り、素早く加熱または冷却することができるため、炉やその他の熱処理環境など、温度が素早く変動する用途に適しています。さらに、この素材は熱膨張率が低いため、温度変化の激しい環境でも安定しています。

SiCは、非常に硬く、強く、化学的に不活性な材料であるため、過酷な環境下でも高い耐食性を示し、化学薬品やその他の腐食性物質を使用する工業プロセスに理想的です。さらに、SiCの機械的損傷耐性は、損傷や反りを生じることなく、高レベルの応力に耐えることができることを意味します。

SiCの耐薬品性は、宇宙望遠鏡のミラーを含むハイテク用途においても有益である。完全性を維持しながら非常に高い温度に耐える能力により、SiCはこれらのミラーにとって理想的な材料選択であり、激しいレベルの熱を伴う天体望遠鏡は、SiCで作られたミラーに非常に適している。粒子加速器もまた、高温と高電圧の両方を溶融したり性能を歪めたりすることなく扱うことができるため、この材料を頻繁に利用している。

炭化ケイ素には様々な形状があり、ユニークな性質と特性を持っています。最も一般的に見られるのは、ウルツ鉱に似た六方晶の結晶構造を持つアルファ炭化ケイ素（a-SiC）で、この形状は工業用途に広く使用されている。β型炭化ケイ素（b-SiC）は、α型よりも脆くない閃亜鉛鉱結晶構造を持ち、用途は少ないが、経済的な選択肢であることに変わりはない。

高温への耐性

炭化ケイ素プレートは、多くの産業用途で不可欠な品質である高温に対する卓越した耐性を提供します。極度の圧力と熱の下でSiC粉末を焼結することによって作られるこのセラミック材料は、高温でも機械的強度を維持する非常に高密度の製品を生み出します。過酷な環境での熱衝撃や化学的劣化に耐える能力により、炭化ケイ素は装甲保護、切削工具、耐摩耗部品、耐摩耗部品全般に優れた選択肢となります。

炭化ケイ素が他のセラミック材料と異なる点は、熱膨張が非常に小さく、酸性物質による腐食に強いことで、材料が酸、研磨剤、その他の過酷な化学薬品と接触する可能性のある化学処理用途に適しています。また、炭化ケイ素プレートは優れた電気的特性を示し、半導体基板や電子部品に適しています。

炭化ケイ素プレートは、粉末の調製、バインダーとの混合、形状成形、焼結、研削/研磨から、最終製品のカートン/木箱への梱包、またはお客様の仕様に合わせた調整まで、いくつかの工程を経て製造されます。炭化ケイ素プレートには、様々なタイプ/グレード/サイズの切断/研削砥石/ホイール、またはそれらから作られた研削砥石を含む数多くの用途があります。ボールミル用の耐熱ライニング、耐浸食性を必要とするショットブラストノズル/サイクロン部品は、炭化ケイ素プレート/シート/バリアが見られる用途/適用/応用のほんの一例です。

耐薬品性

炭化ケイ素は耐薬品性に優れ、強酸や強アルカリの存在下でも挙動に変化がないため、腐食の原因となるガスや液体が存在する環境に適しています。さらに、高温でも寸法安定性を保ちながら、優れた耐熱衝撃性を誇ります。

炭化ケイ素は化学的に安定しているため、切削工具やその他の工業用途の研磨材として利用することができ、モース硬度は9.5（ダイヤモンドとほぼ同等）で優れた研削特性を持ち、その破壊特性は研磨紙や研磨布製品にも適している。

カーボランダム・セラミックは、コラグラフ版画の一種であるカーボランダム印刷によく使われる。カーボランダム砥粒を含むペーストを塗布したアルミニウム版を、凹版印刷に使用されるローリングベッド型印刷機の上に置き、その表面に印刷の跡をつける。

炭化ケイ素の版は、その例外的な硬度、複数の脅威の保護および耐久性のために現代防具および装甲の不可欠な部品です。SiCプレートは、特に弾丸、榴散弾、徹甲弾のような弾道脅威に関しては、軍人、法執行官、警備員が着用するベスト、ヘルメット、その他の装甲システムで見ることができます。更に、SiCの版の軽量の性質は身に着けている人の摩耗そして疲労を減らす。