소결 실리콘 카바이드

탄화규소는 뛰어난 고온 강도와 내산화성으로 인해 대체 불가능한 구조용 세라믹 소재로 기계 생산, 항공우주 기술 및 정보 전자 분야에서 없어서는 안 될 필수 소재입니다.

반응 소결은 낮은 온도와 짧은 소결 시간을 제공하면서 그물 크기에 가까운 형상을 생산하지만 소결 공정 중 고르지 않은 밀도 분포, 소결 제품의 균열 및 실리콘 침투 부족으로 인해 제한이 있습니다.

고온 강도

탄화규소는 매우 단단하고 견고한 세라믹 소재로 고온 강도, 내마모성, 화학적 산화 저항성이 뛰어나기로 유명합니다. 이러한 특성으로 인해 탄화규소는 원자력 발전소, 용광로, 제트 엔진, 로켓 노즐, 제지 등 다양한 산업 분야에서 사용되고 있습니다.

소결된 실리콘 카바이드의 고온 기계적 특성을 개선하는 한 가지 방법은 알루미늄, 붕소, 탄소(SiC-ABC)와 같은 첨가제를 추가하여 크리프 저항성을 향상시키는 것입니다. 이러한 첨가제는 입자 경계 에너지와 표면 에너지를 변경하는 동시에 부피 확산 속도를 높이고 입자 경계에서 유리 형성을 억제합니다.

기계적 특성을 향상시키는 또 다른 방법은 무압 소결로, 외부 압력을 가하지 않고 SiC 분말 컴팩트를 소결하는 것입니다. 이 방법의 장점은 기존의 열간 프레스 소결 방법에서 발생하는 치수 변화와 제품 품질 저하를 초래하는 밀도 변화를 제거할 수 있으며, 이전보다 이론값에 가까운 밀도를 생성할 수 있다는 점입니다.

고온 내식성

탄화규소는 건식 산소, 고온 기체 증기, 액체 염 및 금속, 용융 염 및 석탄재 슬래그 등 최대 1700℃의 광범위한 환경에서 뛰어난 화학적 내식성을 발휘합니다.

소결 실리콘 카바이드는 구조와 표면 품질로 인해 우수한 내식성을 제공합니다. 이 소재는 침식(미끄러짐), 기계적 강도, 열 충격 및 마모에 대한 강한 저항력을 자랑합니다.

고온 소결 실리콘 카바이드 소재인 XICAR(일반적으로 Hexoloy SE 대체재라고 함)은 농축 HCl 및 HNO3와 같은 산성 환경에서 화학적 부식에 대한 저항성이 뛰어난 것으로 입증되었으며, Y2O3로 처리한 시편은 MgO 소결 보조제를 사용한 시편보다 저항성이 더 높습니다.

일반적으로 자가 결합 실리콘 카바이드라고 하는 반응 결합 소결 실리콘 카바이드는 탄소 함유 다공성 세라믹 바디와 액체 실리콘을 반응시켜 생산됩니다. 이 혼합물은 세라믹 바디에 침투하여 흑연과 반응하여 b-SiC를 형성한 다음 기존의 a-SiC 입자와 결합하여 이 공정을 통해 다양한 형태의 완전 밀도 반응 소결 실리콘 카바이드를 형성합니다.

높은 강도

실리콘 카바이드는 가장 강력한 세라믹 소재 중 하나입니다. 뛰어난 고온 강도와 내산화성을 자랑하는 실리콘 카바이드는 다양한 산업 분야에서 사용하기에 탁월한 소재입니다.

실리콘 카바이드 세라믹은 일반적으로 무압 소결 또는 반응 결합 제조 공정을 통해 제조할 수 있으며, 생고뱅 퍼포먼스 세라믹스 & 내화물은 다양한 최종 사용 분야를 충족하기 위해 두 가지 유형을 모두 제공합니다.

무압 소결 탄화규소는 미세 입자 SiC 분말과 비산화물 소결 보조제를 결합하여 불활성 분위기에서 2000degC 이상의 온도에서 소결하여 내산화성, 내식성 및 기계적 특성이 우수한 고밀도 소재를 생산합니다.

반응 소결은 실리콘 카바이드(SiC) 세라믹을 생산하는 새로운 공정으로, 고밀도 구조, 낮은 처리 온도, 형상 기능, 저비용 및 고순도 등의 이점을 제공합니다. 하지만 안타깝게도 미세 구조에 잔류하는 탄소(Si) 크기로 인해 굽힘 강도가 표준 소결 SiC에 훨씬 못 미칩니다.

높은 인성

소결 탄화 규소 세라믹은 가장 단단하고 강한 세라믹 소재 중 하나이면서도 매우 높은 온도에서도 견고하게 유지되므로 고온 저항성이 중요한 애플리케이션에 탁월한 선택이 될 수 있습니다.

SSIC는 넓은 온도 범위에서 거의 일정한 강도를 나타내며 강한 압력 하에서도 인성을 유지하므로 고성능 펌프 부품 및 기타 필수 장비 부품에 매우 인기 있는 소재입니다.

SSIC는 기존의 세라믹 성형 기술을 사용하여 생산됩니다. 원하는 모양으로 성형된 SSIC는 불활성 가스 분위기에서 고온 고압으로 소결됩니다.

소결은 고상 소결과 액상 소결의 두 가지 단계로 나눌 수 있습니다. 고상 소결은 SiC 세라믹의 입자 경계 에너지를 줄이기 위해 소결 보조제로 C와 B를 추가해야 하며, 액체상은 하나 이상의 공융 산화물(예: Y2O3)을 에이전트로 사용하여 실리카 입자 간의 이동, 확산 및 물질 전달을 통해 전해상을 생성하여 재료 밀도를 밀도화합니다.