고온 응용 분야에 적합한 흥미로운 세라믹

테크니컬 세라믹은 고온 응용 분야에서 오랫동안 연구되어 왔습니다. 기술 발전과 함께 이 소재와 그 유리한 특성은 뛰어난 이점을 제공하기 위해 오랜 시간 발전해 왔습니다. 흥미롭게도, 아래 글에서는 이러한 특성에 대해 다룹니다. 탄화규소(Sic) 및 산화알루미늄(Al2O3).

세라믹의 온도 특성

고온 세라믹 금속 및 합금보다 항상 뛰어난 성능을 발휘합니다. 내열성, 넓은 작동 온도 범위, 높은 열전도도는 특정 용도에 최적의 선택입니다. 테크니컬 세라믹은 기본적으로 원하는 특성을 얻기 위해 구조나 배합을 조절하여 맞춤 제작됩니다.

열충격 저항성 

내충격성은 고온에서 갑작스럽거나 급격한 변화를 견딜 수 있는 재료의 능력을 나타냅니다. 세라믹 용융 온도 바로 이 특성과 관련이 있습니다. 따라서 세라믹 용융점을 평가하는 것은 시스템 설계에 매우 중요합니다. 일반 세라믹 녹는점 일반적으로 2000°C로 간주됩니다. 그러나 세라믹은 취성 재료이기 때문에 급격한 온도 변동은 바람직하지 않은 열 충격으로 인해 재료가 깨지게 합니다.

열전도도 

열전도도는 물체의 온도 변화를 나타냅니다. 예를 들어, 냄비는 열이 전체적으로 균일하게 분포되는 것으로 알려져 있습니다.

어떤 금속의 열전도도가 더 높나요? 기술 세라믹은 어떤가요? 

더 높은 열전도도는 400 W/Mk 이상의 값에서 부여되는데, 이는 은(Silver)에 적용됩니다. 기술 세라믹의 경우 실리콘 카바이드 항상 차트 상위를 차지하며 내구성과 강도로 유명합니다. 열전도도는 탄화규소 200 W/Mk보다 큽니다

열팽창 계수 

원자가 물질을 통과하면서 물질은 인가된 온도에서 빠르게 팽창합니다. 세라믹은 열팽창 계수가 낮아 다양한 용도로 사용하기에 적합합니다. 또한, 다양한 작동 온도에서 안정성을 유지하는 경향이 있습니다.

기술 세라믹의 탁월한 온도 응용 분야

고온 세라믹 대 초고온 세라믹 

고온 세라믹 약 650도C 이상의 범위에서 작동합니다. 초고온 세라믹 더 높은 온도에서도 작동합니다. 녹는점 범위는 약 1500°C 이하입니다. 따라서 반도체 소자 및 항공우주 부품과 같은 응용 분야에 자주 사용됩니다.

인기 있는 초고온 세라믹 특히 티타늄, 지르코늄, 하프늄과 같은 IV족 소재입니다. 4000°C 이상의 극한 녹는점을 가지고 있으며, 열전도도는 일반적으로 140 KW/Mk 이상입니다.

고온 세라믹 코팅: 새로운 시대의 기술 

고온 세라믹 코팅 보호성이 뛰어나고 부식과 녹에 강합니다. 고온 세라믹 코팅 재료를 통한 에너지 전달을 지연시킵니다. 가장 가까운 부분은 열 손상으로부터 보호됩니다. 또한, 코팅은 광택 있는 외관을 제공하고, 코팅이 적용된 표면에 광택 있고 시각적이며 매력적인 미관을 부여하는 데 도움이 됩니다.

탄화규소 대 산화알루미늄

산화 알루미늄 그리고 탄화규소 도자기에서 흔히 들을 수 있는 이름입니다. 도자기의 뛰어난 특성 때문입니다. 산화 알루미늄 더 나은 재료 특성을 가지고 있습니다. 강도가 우수하고, 인열 저항성이 뛰어나며, 화학적으로 안정적입니다. 탄화규소 반면에 높은 전기 및 열 전도성과 우수한 내열성으로 유명합니다. 몇 가지 주요 차이점과 자세한 정보는 다음과 같습니다. 탄화규소 그리고 산화 알루미늄 아래에 자세히 설명되어 있습니다.

알루미늄 산화물과 실리콘 카바이드의 물리적 특성

재료의 물리적 특성은 원하는 응용 분야에 적합한 재료를 이해하고 선택하는 데 매우 중요합니다. 여기에는 재료의 기본 데이터와 온도, 전기 또는 열에 대한 형태학적 값 또는 거동이 포함됩니다.

몇 가지 눈에 띄는 물리적 특성 산화 알루미늄 아래에 나와 있습니다:

몇 가지 눈에 띄는 물리적 특성 탄화규소 아래에 나와 있습니다:

탄화규소와 그 내열성

SiC 열전도도 130~260 W/MK 범위입니다. 카보런덤(carborundum)으로도 알려져 있습니다. 열팽창률은 약 4 x 10-6 °C-1입니다. 이 열팽창률은 일반적인 반도체 소자보다 일반적으로 낮은 것으로 간주됩니다.

탄화규소 결정 구조 사면체 구조를 가지고 있습니다. 결정 구조 자체가 밀도가 낮을수록 더 단단해집니다. 열전도도가 높고 열팽창률이 낮아 탄화규소는 유도 열응력 하에서도 효과가 유지됩니다. 높은 열충격 저항성 덕분에 SiC는 로켓 노즐 제조, 밸브 부품, 열교환기 등에 널리 사용되는 소재입니다.

탄화규소와 그 열 응용 분야

탄화규소 홀드는 1600°C 이상의 고온에서도 탄성을 유지하는 경향이 있습니다. 이는 고온 특성에 기여하는 주요 요인입니다. SiC의 내충격성은 질화물 및 지르코니아와 비교했을 때 다릅니다. 지르코니아보다 높습니다. 따라서 탄화규소 일반 온도 적용에 더 적합합니다.

탄화규소 높은 열전도도와 높은 밴드갭으로 인해 전자 산업에 엄청난 잠재력을 가지고 있습니다. 실리콘 카바이드 세라믹 더 높은 전압 변동을 견딜 수 있습니다. SIC 장치는 열 손실이 적어서 잘 작동합니다.

알루미나와 그 내열성

알루미나 그리고 그 뛰어난 특성은 강력한 원자 간 이온 결합에서 따온 것입니다. 산화 알루미늄, 알루미나 알파와 같은 많은 구조적 형태를 가지고 있습니다 알루미나이드 기본적으로 고온에서 안정적입니다. 알파상 산화 알루미늄 강력하고 유전 강도가 뛰어난 것으로 알려져 있습니다.

산화 알루미늄 고순도의 제품은 주로 1920도C의 산화 및 환원 환경에서 사용됩니다. 산화 알루미늄 거의 모든 용매에 내성이 있습니다. 불산과 같은 산에 의해 손상되지 않습니다. 알루미나의 중량 감소는 진공 상태에서 1700°C 이상의 온도에 노출될 때 10-6에서 -7 범위입니다.

산화 알루미늄과 그 열 응용 분야

내열성이 매우 뛰어난 소재 산화 알루미늄 기본적으로 내화 라이닝으로 사용됩니다. 또한 용광로 내부의 단열재로도 사용됩니다. 알루미나, 산화알루미늄 고온에서도 작동할 수 있어 석유화학 산업에서 더 나은 촉매 역할을 합니다. 또한 불활성이어서 공정에 참여하는 반응물과 반응하지 않습니다.

알루미나는 전기 절연 특성이 뛰어나 반도체 산업 및 유전체 응용 분야에 이상적입니다. 직류(DC)를 주파수로 변환할 때 우수한 유전율을 보장합니다. 알루미나의 순도는 다양한 범위로 나뉘며, 가장 널리 사용되는 순도는 99.8%입니다. 99.8% 순도 알루미나 주로 고온 응용 분야에 사용됩니다.

결론

주요 차이점에 대한 간략한 설명 산화 알루미늄 그리고 실리콘 카바이드 이해를 돕기 위해 작성되었습니다. 산화 알루미늄 경도와 기타 재료적 이점으로 잘 알려져 있습니다. 내마모성이 뛰어나고 강도도 우수합니다. 열적 특성과 관련하여 탄화규소 뛰어난 내열성과 열안정성을 갖추고 있습니다.