실리콘 카바이드 파이버의 장점

실리콘 카바이드 섬유는 고온 산화 저항성, 경도, 강도, 저밀도 등 다양한 장점을 가진 고성능 세라믹 소재입니다. 또한 우수한 내식성과 열 안정성 특성을 자랑합니다.

코로나19는 많은 산업의 수요와 공급망에 악영향을 미쳐 항공우주 및 방위 제조업체의 생산 둔화로 이어졌습니다.

고온 내성

실리콘 카바이드 섬유는 뛰어난 파단 강도와 산화 저항성으로 인해 1000F(540degF) 이상의 온도에서도 손상되지 않는 극한의 고온 저항성으로 인해 금속 및 세라믹 매트릭스 복합재에 탁월한 선택으로 각광받고 있습니다. 또한 산소 함량이 낮아 시간이 지나도 고온에서 안정성을 유지할 수 있습니다.

이 소재는 니켈 기반 초합금에 대한 가볍고 고성능의 대안으로, 비슷한 강도, 내열성 및 화학적 불활성을 제공하면서도 더 가볍고 내구성이 뛰어납니다. 또한 화학적으로 불활성이기 때문에 부식은 물론 화학적 손상에도 강합니다.

고온에 강한 실리콘 카바이드 섬유를 만들기 위한 혁신적인 제조 공정이 개발되었습니다. 저분자 실란(LPS)을 원료로 사용하고 치밀화 원소를 포함하는 유기 화합물과 반응시켜 AL 및 Y 함유 폴리카보실란(PACS 및 PYCS)을 생성한 다음 용융 방사 기술을 사용하여 연속 섬유를 회전시킨 후 소결하여 고온 내성 SiC 섬유를 형성합니다.

고강도

실리콘 카바이드 섬유는 극한의 온도에서도 견딜 수 있는 강력한 소재입니다. 화학량론적 조성과 다결정 미세 구조 덕분에 인장 강도가 높고 경도와 내화학성이 뛰어나 금속 경화 공정은 물론 금속 담금질 작업의 오일 담금질 응용 분야에도 적합합니다. 또한 실리콘 카바이드는 고압 환경을 견딜 수 있어 오일 펌프 씰은 물론 이러한 환경에서 작동하는 기타 기계 제품에 탁월한 옵션입니다.

항공우주 및 군사 생산 증가, NASA 자금 지원 증가 및 기타 요인으로 인해 스포츠카의 세라믹 브레이크 디스크와 방탄 조끼에 사용되는 탄화규소 섬유에 대한 북미 지역의 수요가 증가할 것으로 예상됩니다.

NASA 글렌 연구 센터는 더 강력한 강도의 SiC 토우를 생산하는 마이크로파 공정을 개발하여 제조업체가 전력 요구 사항, 처리 온도 및 처리 시간을 줄이고 손상되거나 품질이 낮은 SiC 토우를 복구하여 성능을 향상시킬 수 있도록 지원합니다. 또한 이 혁신적인 공정은 인건비를 절감하는 동시에 사용 가능한 SiC 수율을 높입니다.

고온 안정성

탄화규소 섬유는 열전도율과 열팽창 저항성이 뛰어나고 부식에 강하며 모듈러스 강도가 높고 열팽창률과 강도 특성이 낮아 금속 경화 시 오일 담금질 공정에 적합하고 내마모성 소재 또는 세라믹 매트릭스 복합재에 사용하기 적합한 매우 견고하고 내구성이 강한 소재로 잘 알려져 있습니다.

실리콘 카바이드 파이버 시장 성장 연속 실리콘 카바이드 파이버 시장은 항공우주 및 방위 산업의 경량 부품 수요로 인해 빠르게 확대되고 있습니다. 산화에 대한 우수한 저항성과 화학적 순도로 인해 연속 실리콘 카바이드 섬유는 다양한 응용 분야에서 찾을 수 있으며, 직조 실리콘 카바이드 섬유는 원자로나 야금 용광로와 같은 고온 응용 분야에도 적합할 수 있습니다.

SEM을 사용하여 연구실에서 생산된 준비된 SiC-9 및 SiC-14 섬유의 표면 형태를 조사했습니다. 이 샘플의 산소 함량은 0.07 중량 퍼센트에 불과하여 화학량론적 비율인 SiC보다 훨씬 낮았습니다. 열 안정성은 장시간 열처리 중에도 감지할 수 있는 변화가 없을 정도로 우수했습니다.

내식성

실리콘 카바이드 섬유는 열적, 화학적, 기계적 특성이 뛰어난 고급 세라믹 소재입니다. 고온을 견디는 능력이 뛰어나 다른 소재가 빠르게 성능이 저하되거나 고장날 수 있는 애플리케이션에 적합하며, 크리프 저항성, 내산화성, 내피로성, 크리프 저항성으로 인해 항공우주 및 군사 장비 애플리케이션에 적합한 소재입니다.

SiC 섬유의 내식성은 침투 열분해 공정을 통해 달성되는 낮은 기공 밀도와 높은 비표면적에서 비롯됩니다. 전구체 분자의 폴리카보실란이 기공으로 들어가 2차 실리콘 카바이드를 형성하여 기공 크기를 줄인 다음, 이 단계를 통해 제조된 녹색 샘플은 여러 차례의 침투-열분해를 거쳐 밀도는 증가하면서 기공은 감소합니다.

코로나19 팬데믹은 수많은 산업의 공급망과 수요망에 혼란을 야기했습니다. 수많은 공장이 문을 닫았고, 항공사와 방위 산업은 여행 및 화물 제한으로 인해 운영에 어려움을 겪고 있습니다.