소개
중요성 탄화규소(SiC) 세라믹 소재 오늘날 세계적으로 주목받고 있는 SiC는 그 유용성과 뛰어난 기계적 특성으로 인해 가장 주목받는 첨단 세라믹 소재 중 하나입니다. 오늘날 거의 모든 엔지니어링 회사와 첨단 산업에서 SiC 소재를 어떤 방식으로든 사용하고 있습니다. 최신 기술 덕분에 제조업체들은 탄화규소 소결을 통해 비용 효율적인 고품질 SiC를 얻을 수 있다는 사실을 발견했습니다.
오늘의 기사에서는 다음의 속성과 응용 분야에 대해 알아보실 수 있습니다. 무압력 소결 실리콘 카바이드 유형. 또한 실리콘 카바이드의 반응 소결 및 무압 소결의 차이점을 알아봅니다. 마지막으로, 소결 실리콘 카바이드의 현재 국제 시장 동향과 시장 가치를 살펴봅니다.
소결 실리콘 카바이드의 특성
소결 탄화규소는 순수 SiC 분말을 소결하고 2,100°C에 달하는 온도에서 가열하여 산업적으로 제조됩니다. 적절한 가열 및 가공 후, SiC 분말은 융합하여 치밀하고 단단한 세라믹 재료를 형성합니다. 붕소와 같은 비산화물 소결 보조제는 탄화규소 경도를 향상시키는 이 공정에 매우 중요합니다. 현재 SSiC 소재는 반응 소결 탄화규소와 무압 소결 탄화규소, 두 가지 주요 등급으로 제공됩니다.
이러한 소결 탄화규소(SSiC) 소재는 탄화규소의 개량형과 유사하기 때문에 점점 더 인기를 얻고 있습니다. 그 이유는 SSiC 소재가 일반적으로 우수한 기계적 특성과 내구성을 가지고 있기 때문입니다. 이는 극한의 온도와 가열을 수반하는 추가적인 산업 공정에 노출되었기 때문입니다. 또한, SSiC 소재는 높은 밀도와 순도의 성능을 제공하며, 부식, 화학 물질, 마모 및 인열에 대한 강한 내성을 가지고 있습니다.
소결 실리콘 카바이드의 특성
소결 실리콘 카바이드의 뛰어난 특성은 다음과 같습니다.
-
낮은 열팽창 계수
-
높은 압축 강도와 경도.
-
낮은 다공성
-
순수 SiC의 함량이 높습니다.
-
높은 녹는점
-
고온에서도 안정성이 유지됩니다.
-
부식, 마모, 찢어짐에 대한 강한 저항성.
-
뛰어난 열전도성과 열충격 저항성을 가지고 있습니다.
-
내구성이 뛰어난 내화재
소결 실리콘 카바이드의 응용 분야
소결 실리콘 카바이드의 흥미로운 특성 덕분에 다음을 포함한 다양한 응용 분야에서 사용할 수 있습니다.
-
세라믹 방열판 생산.
-
세라믹 베어링 제조.
-
군용 차량과 방탄조끼
-
가마 라이닝 생산
-
터빈 부품 제조
-
우수한 생산 탄화규소 반도체.
-
밸브용 볼, 시트, 라이너 생산.
실리콘 카바이드의 무압소결 및 반응소결 비교
소결된 탄화규소는 두 가지 소결 패턴으로 산업적으로 제조될 수 있습니다. 이 패턴들은 탄화규소의 반응 소결(reaction sintering)과 탄화규소의 무압 소결(pressureless sintering)입니다. 두 패턴 모두 간략하게 자세히 살펴보겠습니다.
탄화규소의 반응소결
이 방법은 SiC 소결에 사용하면 매우 간단합니다. 약 1,650°C의 매우 낮은 온도에서 탄소와 SiC 분말의 혼합물을 가열할 수 있습니다. 혼합물이 액체 실리콘이 기공으로 침투할 수 있을 만큼 충분히 다공성인지 확인하십시오. 이제 소결(가열) 과정에서 반응이 일어나는 지점입니다. 방금 부은 액체 실리콘이 탄소와 반응하여 고밀도 소결 SiC가 생성되는 것을 볼 수 있습니다.
에너지 소모가 많은 공정이지만, 방금 읽으셨듯이 공정이 매우 빠르고 간단합니다. 소결 SiC 소재의 대량 생산에 더욱 적합합니다. 이러한 장점들이 탄화규소의 무압 소결에 비해 반응 소결이 갖는 주요 장점 중 일부입니다. 그러나 반응 소결로 생산되는 대부분의 소재는 일반적으로 매우 높은 온도를 견딜 만큼 밀도가 낮습니다. 다공성 특성으로 인해 기계적 응력을 받으면 쉽게 균열이 발생하기 때문에 이에 크게 의존할 수 없습니다.
반응 소결 실리콘 카바이드로 만든 제품은 여전히 항공우주 및 엔지니어링 산업에서 다양하고 고유한 목적과 응용 분야에 사용될 수 있습니다.
실리콘 카바이드의 무압력 소결
이 실리콘 카바이드 소결 방법에는 외부 압력을 가하는 것이 포함되지 않습니다. 고순도 SiC 분말을 자유롭게 사용할 수 있습니다. 2,100°C에서 2,200°C 사이의 고온 진공로를 사용하여 이러한 무압 소결을 달성할 수 있습니다. 필요한 것은 진공 상태에서 탄화규소 분말을 가열하여 분말이 융합되어 매우 조밀한 다결정 세라믹 판을 형성할 때까지 가열하는 것입니다. 융합 과정은 고체 확산 단계를 거치며, 입자들은 넥(neck)을 형성합니다.
실리콘 카바이드의 무압력 소결은 고품질의 비용 효율적인 소결 실리콘 카바이드를 제조하는 데 도움이 됩니다. 실리콘 카바이드의 반응 소결에 비해 여러 가지 고유한 장점을 제공합니다. 이러한 장점 중 일부는 다음과 같습니다.
-
실리콘 카바이드 분말을 소결하는 데 반드시 외부 압력이 필요하지 않으므로 생산 비용이 절감됩니다.
-
실리콘 카바이드의 무압력 소결을 통해 원하는 복잡한 모양의 세라믹 소재를 생산할 수 있습니다.
-
실리콘 카바이드의 무압력 소결법을 사용하면 가공 과정에서 금형의 한계를 피할 수 있습니다.
-
실리콘 카바이드의 무압력 소결은 고온 내구성과 굽힘 강도를 갖춘 우수한 SSiC 소재를 생산하는 데 도움이 될 수 있습니다.
반응 소결은 시간과 생산 비용을 절감해 주는 반면, 무압 소결은 순수하고 우수한 품질의 SSiC를 제공합니다. 따라서 이러한 요소들을 고려하여 제품 사양과 기대 결과에 따라 제품을 선택하실 수 있습니다.
무압력 소결 실리콘 카바이드의 특성
업계에서는 이러한 무압력 등급의 소결 탄화규소를 제조하는 것이 얼마나 쉬운지 이미 입증되었습니다. 이제, 이러한 무압력 소결 SiC 소재의 놀라운 특성 중 일부를 소개합니다.
-
밀도는 3.1~3.2g/cm³입니다.
-
높은 비커스 경도 등급은 2500 HV0.5입니다.
-
99% 순수 탄화규소
-
화학적으로 불활성인 물질.
-
열팽창 계수가 낮음.
-
높은 밀도로 인해 기공률은 0.2% 미만입니다.
-
최대 1,600°C의 온도를 견딜 수 있습니다.
-
압축강도는 3,000MPa이고 휨강도는 600MPa입니다.
-
매우 탄력적이며, 탄성계수가 약 410 GPa이다.
-
좋은 열전도체, 열전도도 120 W/mK에 도달.
무압력 소결 실리콘 카바이드 재료의 응용 분야
무압 소결 SiC 소재는 광범위한 산업 분야에 걸쳐 활용됩니다. 야금 산업, 전자, 엔지니어링 회사, 항공우주, 자동차 및 기타 여러 제조 산업 모두 무압 소결 SiC의 이점을 누리고 있습니다. 무압 소결 탄화규소가 도움을 줄 수 있는 몇 가지 유용한 응용 분야는 다음과 같습니다.
-
중공업 기계용 기계링, 노즐, 개스킷 생산.
-
산업용 가마, 전기적 절연을 위한 세라믹 피드스루, 반도체의 방열판과 같은 고온 응용 분야에 사용됩니다.
-
효율성을 위해 짧은 파장을 활용하는 광학 거울을 생산합니다.
-
첨단 산업 분야에서 연마재, 기계적 씰, 절삭 공구, 연삭 공구 및 용광로 라이닝을 제조합니다.
-
군용 장갑차, 탄도 미사일 부품, 방탄조끼 생산.
-
탄화규소의 경도와 높은 열전도도 덕분에 기계식 펌프, 고성능 전자소자, 반도체 등을 생산할 수 있습니다.
-
무압력 소결 SiC를 사용하면 다른 재료에 대한 긁힘 방지 경질 코팅을 생산하는 데 도움이 될 수 있습니다.
소결 실리콘 카바이드의 현재 시장 가치 및 시장 동향
2023년 기준, 소결 SiC의 국제 시장 가치는 무려 1조 4천억 7,250억 달러였습니다. 그 이후로 전 세계 수요가 엄청나게 증가했고, 그 가치 또한 증가했습니다. 2024년에는 약 1조 4천억 18억 달러로 증가했는데, 놀랍지 않나요? 연평균 성장률(CAGR)이 7조 6,100억 달러에 달하는 이 시장은 앞으로 훨씬 더 성장할 잠재력을 가지고 있습니다.
이 산업의 주요 기업으로는 미국의 CoorsTek, 프랑스의 Saint-Gobain Performance Ceramics and Refractories와 같은 최고 기업이 있습니다.
고품질이고 내구성이 뛰어난 소결 SiC 소재를 구매하고자 하신다면, GGSCeramics 최고의 선택입니다. 저희는 저렴하면서도 고성능의 반응 소결 SiC 및 무압 소결 SiC 소재를 다양하게 제공하여 고객 만족을 실현합니다.
자주 묻는 질문
소결된 실리콘 카바이드의 에너지 함량은 얼마입니까?
소결된 탄화규소의 에너지 함량은 약 200이다.
직접 소결 SiC가 반응 결합 SiC보다 더 나은가요?
네, 직접 소결 SiC 등급은 반응 결합 SiC 등급보다 더 뛰어나다고 할 수 있습니다. 왜냐하면 매우 높은 온도에서 더 나은 성능을 발휘하기 때문입니다.
소결 실리콘 카바이드가 씰을 생산하는 데 가장 적합한 재료인 이유는 무엇입니까?
소결 실리콘 카바이드의 탁월한 경도와 연마성은 고강도 씰 제작에 도움을 줍니다. 이러한 씰은 소결 실리콘 카바이드 소재 덕분에 신뢰성, 내구성, 내마모성이 뛰어납니다.
결론
소결 실리콘 카바이드의 놀라운 특성은 세상을 점점 더 편리하고 즐겁게 만들어 주고 있습니다. 네, 전 세계 여러 산업과 경제에 다양한 용도로 활용되고 귀중한 기여를 하고 있다는 점을 고려하면, SSiC 소재는 첨단 세라믹의 미래라고 할 수 있습니다. 지금이 투자할 최고의 시기입니다!