高温用途向けの興味深いセラミック

テクニカルセラミックスは、長年にわたり高温用途向けに研究されてきました。技術の発展に伴い、この材料とその優れた特性は大きく進歩し、優れた利点を提供してきました。興味深いことに、以下の記事ではこの特性について解説しています。 炭化ケイ素（SiC）と酸化アルミニウム（Al2O3）.

セラミックの温度特性

高温セラミック 金属や合金よりも優れた性能を常に発揮します。耐熱性、広い動作温度範囲、高い熱伝導性により、特定の用途において最適な選択肢となります。テクニカルセラミックスは、基本的に構造または配合を制御することで、所望の特性を得ることができます。

耐熱衝撃性 

耐衝撃性とは、高温での突然の急激な変化に耐える材料の能力を表します。 セラミックの融点 まさにこの特性と関係があります。したがって、セラミックの融点を評価することは、システムを設計する上で非常に重要です。 一般的なセラミックの融点 一般的には2000℃と考えられていますが、セラミックは脆い材料であるため、急激な温度変化は望ましくない熱衝撃で材料を破損させてしまいます。

熱伝導率 

熱伝導率は、物質体内の温度挙動を示します。たとえば、調理鍋は全体に均一な熱分布を持つことで知られています。

熱伝導率が高い金属はどれですか？工業用セラミックはどうですか？ 

銀の場合、400 W/Mk以上の熱伝導率を持つ材料では、より高い熱伝導率が割り当てられます。工業用セラミックスでは、 炭化ケイ素 常にトップクラスを誇るこの素材は、耐久性と強度に優れています。 炭化ケイ素 200 W/Mkより大きい

熱膨張係数 

物質中の原子の動きにより、物質は温度が加わると急速に膨張します。セラミックは熱膨張係数が低いため、様々な用途に最適です。また、幅広い動作温度範囲で安定した状態を維持する傾向があります。

テクニカルセラミックの顕著な温度用途

高温セラミックと超高温セラミック 

高温セラミック 約650℃以上の範囲で動作します。 超高温セラミック さらに高温でも機能します。融点は約1500℃以下です。そのため、半導体装置や航空宇宙部品などの用途によく使用されています。

人気の 超高温セラミック 特にチタン、ジルコニウム、ハフニウムなどのIV族金属は、4000℃を超える極めて高い融点を有します。熱伝導率は一般に140KW/Mkを超えます。

高温セラミックコーティング：新時代の技術 

高温セラミックコーティング 保護を確実にし、腐食や錆に耐性があります。 高温セラミックコーティング 材料を介したエネルギー伝達を遅らせます。最も近い部品は熱による損傷から保護されます。また、コーティングは光沢のある外観を与え、塗布された表面に光沢と視覚的な魅力を与えます。

炭化ケイ素と酸化アルミニウム

酸化アルミニウム そして 炭化ケイ素 その優れた特性から、セラミックではよく耳にする名前です。 酸化アルミニウム 優れた材料特性を備えています。優れた強度、耐引裂性、化学的安定性を備えています。 炭化ケイ素 一方、高い導電性と熱伝導性、そして優れた耐熱性で知られています。主な違いと詳細情報は以下のとおりです。 炭化ケイ素 そして 酸化アルミニウム 以下に説明します。

酸化アルミニウムと炭化ケイ素の物理的性質

材料の物理的特性は、目的の用途に適した材料を理解し、選択する上で非常に重要です。これには、材料の基本データ、形態学的特性、温度、電気、熱に対する挙動などが含まれます。

の顕著な物理的特性のいくつかは 酸化アルミニウム 以下に示します。

の顕著な物理的特性のいくつかは 炭化ケイ素 以下に示します。

炭化ケイ素とその耐熱性

SiCの熱伝導率 熱膨張係数は130～260W/MKの範囲です。カーボランダムとも呼ばれます。熱膨張率は約4×10-6℃-1です。この熱膨張率は、一般的な半導体デバイスよりも一般的に低いと考えられています。

炭化ケイ素の結晶構造 SiCは四面体です。結晶の性質上、密度が低く、硬度も高くなります。高い熱伝導率と低い熱膨張率により、炭化ケイ素は誘起された熱応力下でも優れた性能を維持します。高い耐熱衝撃性により、SiCはロケットのノズル、バルブ部品、熱交換器などの製造において人気の材料となっています。

シリコンカーバイドとその熱的用途

炭化ケイ素 ホールドは1600℃以上の高温でも弾性を維持する傾向があります。これが、この高温特性に寄与する主な要因です。SiCの耐衝撃性は、窒化物やジルコニアとは異なり、ジルコニアよりも高いです。したがって、 炭化ケイ素 常温用途に適しています。

炭化ケイ素 高い熱伝導性と高いバンドギャップにより、パワーエレクトロニクス産業において大きな可能性を秘めています。 炭化ケイ素セラミック より高い電圧変動に耐えることができます。また、SiCデバイスは熱損失が少なく、良好な動作を実現します。

アルミナとその耐熱性

アルミナ その優れた特性は、原子間の強力なイオン結合にちなんで名付けられています。 酸化アルミニウム、アルミナ アルファのような多くの構造形式を持つ アルミナ 適用温度が高い場合、基本的に安定する。アルファ相 酸化アルミニウム 強力であり、絶縁強度に優れていることで知られています。

酸化アルミニウム 高純度のものは主に1920℃の酸化・還元環境下で使用されます。 酸化アルミニウム ほぼ全ての溶剤に耐性があります。フッ化水素酸などの酸によっても損傷を受けることはありません。アルミナの重量減少は、真空中で1700℃以上の温度にさらされた場合、10-6～-7の範囲です。

酸化アルミニウムとその熱的用途

耐熱性に優れた素材であること 酸化アルミニウム 基本的には耐火ライニングとして使用されます。また、炉内の断熱材としても使用されます。 アルミナ、酸化アルミニウム 高温下でも作用するため、石油化学産業においてより優れた触媒として機能します。また、不活性であるため、プロセスに関与する反応物と反応することもありません。

アルミナの電気絶縁性は、半導体産業や誘電体用途に最適です。直流から周波数への変換において、良好な誘電率を保証します。アルミナの純度にも幅があり、最も広く使用されているのは99.8%です。99.8%純粋 アルミナ 主に高温用途に展開されます。

結論

主な違いについて簡単に説明します 酸化アルミニウム そして 炭化ケイ素 理解するために書かれています。 酸化アルミニウム 硬度をはじめとする優れた材料特性で知られています。耐摩耗性に優れ、優れた強度を保ちます。熱特性に関しては 炭化ケイ素 耐熱性、熱安定性に優れています。