炭化ケイ素の定義

炭化ケイ素（SiC）は、ケイ素と炭素からなる不溶性の結晶性化合物である。一般に「カーボランダム」という商品名で呼ばれるSiCは、超希少鉱物のモアッサナイトとしても天然に産出する。

PEEKは、電源装置のような高温・高電圧で動作する電子機器に使用されています。さらに、電気自動車には欠かせない素材であり、バッテリー寿命の延長や電力効率の向上による航続距離の延長や電力効率の改善が期待されている。

天然の研磨材である。

一般的にSiCと呼ばれる炭化ケイ素は、隕石や希少鉱物のモアッサナイトに多く含まれる非常に研磨性の高い物質である。ケイ素と炭素のみで構成されるSiCは、窒素やリンをドープしてn型半導体として使用したり、アルミニウム、ホウ素、ガリウムをドープしてp型半導体として使用したりすることができる。工業用サンドペーパーは、その成分の一つとしてSiCを使用することが多い。SiCの鋭い砥粒は、金属、ガラス、大理石、コルク石、中密度繊維板、中密度繊維板を難なく研磨することができ、研磨材として最適である！

アルミニウムは、強力な化学的特性、熱伝導性、低膨張率、耐摩耗性を必要とする高性能用途に理想的な材料です。この万能金属は、その硬度から研磨剤、耐摩耗部品、耐火物などの用途に、その安定性と信頼性から電子機器に、またその耐熱性から冶金用途に使用されています。

炭化ケイ素のユニークな機械的および化学的特性は、ポンプベアリング、バルブ、サンドブラスト噴射装置、押出金型などの高性能エンジニアリング用途に優れた材料選択となり、耐久耐食性と高融点は、極端なエンジニアリング状況に適用する場合に選択する優れた材料となります。炭化ケイ素の粉塵は人体に非進行性肺線維症を引き起こす可能性がある。

セラミック素材

一般にカーボランダムと呼ばれる炭化ケイ素は、ケイ素と炭素の非常に硬い結晶性化合物で、19世紀後半に導入されて以来、研磨材として長い間利用されてきた。主に研削砥石や切削工具に使用され、工業炉の耐火ライニング、ポンプやロケットエンジンの耐摩耗部品からセラミックや半導体まで、その用途は多岐にわたる。耐腐食性や耐酸化性、熱膨張を最小限に抑えた高温強度により、今日最も広く使用されているセラミック材料のひとつとなっている。

炭化ケイ素は非酸化物のセラミックで、標準的なシリコン半導体の3倍のバンドギャップを持ち、より高い電圧に耐えることができる。さらに、その焼結プロセスでは、電子回路を損傷しにくい非常に小さな粒子が生成される。炭化ケイ素は、ホウ素やアルミニウムなどのドーパントを添加するとp型半導体になり、代わりにリンや窒素を添加するとn型半導体に変化する。

炭化ケイ素の焼結は容易なプロセスであり、優れた機械的特性を持つ緻密な製品を製造します。その硬度は、研削、ウォータージェット切断、サンドブラストなどの多くの研磨加工工程に不可欠です。また、現代の宝石細工職人は、炭化ケイ素の耐久性と高い寸法安定性を高く評価しており、スポーツカーなどの高性能車用の高性能ブレーキディスクの製造にも使用されています。

パワーエレクトロニクス用素材

炭化ケイ素（SiC）は非酸化物のセラミック材料で、その硬度から研磨材や耐摩耗部品、耐熱性や熱膨張性から冶金や耐火物、耐電圧性からパワーエレクトロニクス用途に至るまで、幅広い用途で使用されている；窒素やリンをドープしてn型半導体を形成したり、ベリリウム、ホウ素、アルミニウムをドープしてp型半導体を形成する。

SiCは、半導電性を示すバンドギャップがはるかに広いという点でシリコンと区別される。そのため、シリコンが耐えられる電圧の10倍以上の電圧に耐えることができ、高電圧アプリケーションに理想的な材料選択となる。

炭化ケイ素は優れた熱伝導性を誇り、最大1,400℃の温度に耐えることができる。そのため、炭化ケイ素は、DC-to-DCコンバーターや車載充電器などのパワーエレクトロニクス・デバイスにおけるアクティブ冷却システムの必要性を低減する。

炭化ケイ素は、反応結合法やCVD法など、さまざまなプロセスで製造できる。反応結合法では、粉末状のSiCを炭素粉末および可塑剤と混合してから所望の形状に成形し、混合物中に存在する可塑剤を燃焼除去する。CVD法では、コークスと混合した純粋な珪砂を、導体に電流を流しながらレンガ状の電気抵抗式炉で加熱し、その後、研磨材として使用するために微粉砕する。

自動車産業向けの素材である。

炭化ケイ素（SiC）は、最も硬い物質のひとつである。SiCは主に自動車用材料として、スポーツカーやスーパーカーの高性能ブレーキディスクに利用されているが、高電圧用途に適した優れた物理的・電気的特性を持つことから、半導体やパワーエレクトロニクス部品にも利用されている。

望ましい非酸化物セラミック特性を持つセラミック材料は、センサーや半導体デバイスからウェアラブル技術や医療用インプラントに至るまで、多くの産業用途に優れた選択肢となります。様々な量のアルミニウム、ホウ素または炭素をドープしたセラミックは、様々な産業用途のための特定の性能特性を達成し、高電圧使用のための低電圧デバイスに製造することができます。

SiCの原子構造は優れた導電性を持つため、電気自動車（EV）のトランジスタとして理想的です。これらのチップは、動作中に発生する熱を低減して効率を高め、バッテリー寿命を延ばすだけでなく、より高い動作温度に耐えることができるため、EVの設計に重量と複雑さを加えるアクティブ冷却システムを省くことができる。

炭化ケイ素の製造方法は時代とともに変化してきたが、その基本的なプロセスは、1891年にエドワード・アチソンが開拓したものと似ている。純粋な珪砂とコークス炭素の混合物を電気炉で加熱し、炭素導体でできたスパークプラグで点火すると、かなりの硬度を持つ明るい緑色の結晶が得られる。