소개
최근 전 세계적으로 혹독한 작업 환경을 견뎌내면서도 효율적인 성능을 발휘할 수 있도록 강도와 내구성이 향상된 세라믹 소재에 대한 수요가 증가하고 있습니다. 이러한 이유로 탄화규소 세라믹 소재는 최고이자 가장 많이 사용되는 세라믹 소재 중 하나로 부상했습니다. 뛰어난 경도와 내구성 외에도 탄화규소 세라믹은 다른 흥미로운 특성들을 자랑하며, 오늘 기사에서는 이러한 특성들을 자세히 살펴보겠습니다. 또한 탄화규소 세라믹의 다양한 유형, 용도, 시장 동향, 그리고 세라믹 히트 싱크가 알루미늄 및 기타 소재와 어떻게 다른지에 대해서도 알아보겠습니다.
실리콘 카바이드 세라믹 재료의 특성
탄화규소 세라믹 소재는 실리콘 카바이드 세라믹 소재로 만들어진 고급 세라믹 소재입니다. 반도체 재료탄화규소는 다양한 산업 분야에 사용됩니다. 때로는 노란색으로, 때로는 녹색으로 변합니다. 이 반도체는 실리콘과 탄소가 결정 격자 구조로 배열되어 있어 지구상에서 가장 단단한 인공 재료 중 하나입니다. 탄화규소 세라믹 소재 구매 시 알아야 할 몇 가지 특성은 다음과 같습니다.
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높은 수준의 내열성 및 내식성
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1,300°C에 달하는 고온을 견딜 수 있는 능력.
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긁힘 방지
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열과 전기를 매우 잘 전달합니다.
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화학적으로 비활성인 물질.
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낮은 밀도
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넓은 밴드갭을 가지고 있어 전자소자의 우수한 반도체로 사용될 수 있습니다.
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열팽창이 적고 충격 저항성이 우수합니다.
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다이아몬드 다음으로 매우 단단한 재료입니다.
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3.20g/mm의 높은 밀도
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2,730°C의 높은 녹는점
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400 GPa 이상의 큰 탄성 계수.
실리콘 카바이드 세라믹 소재의 종류
실리콘 카바이드 소재에는 세 가지 주요 유형이 있습니다.
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반응결합 실리콘 카바이드 소재(RBSiC):
이 유형의 실리콘 카바이드 세라믹 소재는 뛰어난 밀도와 강도로 유명합니다. 실리콘 분말과 탄소의 화학적 조합을 통해 산업적으로 제조됩니다. 고온 그리고 최소한의 소결 압력. 이렇게 하면 일반적으로 실리콘 침투를 견딜 수 있는 다공성 소재를 얻게 됩니다. RBSiC는 높은 내열성, 내마모성 및 내인열성을 갖추고 있어 도가니, 우주 거울, 기타 여러 산업용 고온 부품 생산에 탁월한 소재입니다.
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실리콘 침투 실리콘 카바이드 재료(SiSiC):
이 유형의 탄화규소 소재는 반응 결합 탄화규소 소재의 고밀도 등급에 더 가깝습니다. 차이점은 다공성 소재에 액상 실리콘이 함침되어 있다는 것입니다. SiSiC는 산업 기계 라이닝용 세라믹 튜브, 전자 기기용 반도체, 노즐 및 절삭 재료 제작 도구 등 다양한 용도로 사용할 수 있습니다.
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소결 실리콘 카바이드 소재(SSIC):
이러한 경량 소재는 탄화규소 분말 입자를 고온 저압에서 압축하여 형성됩니다. 순도가 높고 표면이 매끄러우며 밀도가 높습니다. 이러한 SSIC 소재는 펌프, 기계 씰, 그리고 일부 기계 부품 생산에 산업적으로 사용될 수 있습니다.
세라믹 방열판과 알루미늄 방열판의 비교.
방열판은 전자 제품에서 발생하는 과도한 열을 제거하는 수단(방열)으로 전기 산업에서 사용되는 장치 또는 플레이트입니다. 생산량이 증가함에 따라 전자 기기 최근 몇 년 동안, 고급 세라믹 소재와 알루미늄은 이러한 방열판 생산에 가장 흔히 사용되는 두 가지 소재가 되었습니다.
하지만 두 가지 옵션 중 하나를 선택해야 한다면, 탄화규소와 같은 고급 세라믹 소재로 만든 세라믹 방열판이 알루미늄보다 더 나은 선택일 가능성이 높습니다. 전자 기기의 열을 더 잘 발산하거나 제거하는 데 더 효과적이기 때문입니다. 왜 더 좋을까요? 궁금하실 수도 있겠지만, 그 이유는 알루미늄과 달리 탄화규소 방열판은 뛰어난 경도와 고온이나 열과 같은 열악한 환경에서도 우수한 성능을 발휘하기 때문에 고정밀 전자 기기에서 더 강력한 전기 전도체 역할을 하기 때문입니다. 뿐만 아니라, 이러한 고급 세라믹 방열판은 알루미늄보다 환경 친화적이며 내열성도 더 높습니다.
알루미늄과 비교했을 때, 세라믹 방열판은 화학 반응과 부식에도 강하며 전자기 간섭을 일으키지 않습니다. 위에서 언급한 이러한 특성 덕분에 탄화규소 세라믹 방열판은 빛이나 고에너지 전자 장치의 열을 알루미늄보다 훨씬 효과적으로 방출합니다.
알루미늄 방열판도 나쁘지 않습니다. 두 제품 중 하나를 구매할 때 비용을 고려한다면, 알루미늄 방열판이 세라믹 방열판보다 저렴하고 열전도율도 우수하다는 점을 알아두는 것이 좋습니다. 세라믹 방열판과 알루미늄 방열판 중 어떤 것을 선택할지는 원하는 특성이나 용도에 따라 달라집니다. 따라서 세라믹 방열판이 최적의 성능을 제공하는 반면, 알루미늄 방열판은 비용 효율적입니다.
실리콘 카바이드 발열체
탄화규소는 높은 열전도도를 자랑하는 발열체를 만드는 데 사용될 수 있습니다. 높은 밀도 덕분에 다양한 등급의 SiC로부터 2,500°C에 달하는 온도에서 막대와 세라믹 튜브를 추출할 수 있습니다.
높은 출력은 실리콘 카바이드 발열체의 특징입니다. 이러한 발열체는 대부분 외부 지지대가 필요하지 않으며, 수평 또는 수직으로 자유롭게 장착할 수 있습니다.
실리콘 카바이드는 다음과 같은 이유로 발열체를 만드는 데 사용됩니다.
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분위기에 관계없이 다양한 제품을 관리할 수 있는 능력을 갖추고 있습니다.
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매우 경제적이며 보관 문제도 없습니다.
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또한 깨끗하고 환경 친화적입니다.
실리콘 카바이드 발열체의 응용 분야
실리콘 카바이드 발열체는 다양한 환경과 용도에 사용될 수 있습니다. 몇 가지를 살펴보겠습니다.
유리 산업
유리 산업에서는 이러한 SiC 가열 요소를 사용하여 유리를 녹이고(내화성이 있기 때문) 정제할 수 있습니다.
전기 산업
이를 사용하면 전기 도자기, 연삭 휠, 점화 플러그, 확산 히터 및 실리콘 카바이드 히터를 만들 수 있습니다.
야금
소결, 경화, 탈산, 분석, 열처리, 단조 및 납땜은 모두 야금 산업에서 실리콘 카바이드 발열체에 적합한 응용 분야입니다.
세라믹 산업
세라믹 산업도 예외는 아닙니다. 집에서 사용하는 도자기와 기타 주방 도구는 모두 탄화규소 가열로 만든 제품입니다.
현재 국제 시장 동향 및 실리콘 카바이드 세라믹의 시장 가치.
실리콘 침투 탄화규소 소재(SiSiC)와 소결 탄화규소(SSiC)는 2023년 세라믹 시장을 오랫동안 장악했습니다. 이러한 유용성으로 인해 많은 산업에서 이러한 탄화규소 세라믹 소재에 대한 수요가 생겨났고, 그 결과 시장이 놀라운 속도로 성장했습니다.
2년 전 실리콘 카바이드 세라믹 시장 규모는 1조 4,000억 달러(약 12억 7,000만 달러)였습니다. 연평균 성장률(CAGR)은 5조 2,510억 달러(약 3,000억 달러)로 2030년까지 1조 4,000억 달러(약 2,000억 달러)를 넘어설 것으로 예상됩니다. 아시아 지역에는 후지전기(주), 로옴(주), ST마이크로일렉트로닉스 등 주요 시장 참여 기업이 있습니다.
여기에서 GGSCeramics, 저희는 여러분의 사용과 즐거움을 위해 실리콘 카바이드 세라믹 소재, 세라믹 방열판 및 제품을 가장 잘 조합하여 제공합니다.
실리콘 카바이드 세라믹 재료의 응용 분야
탄화규소 세라믹 소재는 화학 산업, 엔지니어링 회사, 제조 산업 등 다양한 산업 분야에 적용될 수 있습니다. 그중 몇 가지를 살펴보겠습니다.
엔지니어링 회사
엔지니어링 회사에서는 실리콘 카바이드를 전자 제품에 사용하여 높은 열전도도와 내열성이 요구되는 장치, 기계 및 장비를 생산할 수 있습니다. 예를 들어 브레이크, 엔진 부품, 펌프, 베어링, 기계적 씰, 퍼니스 라이닝, 노즐, 파이프 등의 생산에 사용할 수 있습니다.
세라믹 산업
실리콘 카바이드 세라믹은 뛰어난 내화성과 내화학성 덕분에 매니큐어, 가마 선반, 라이닝을 생산하는 데 사용할 수 있습니다.
연마재 생산
기계 부품, 절삭 공구처럼 거칠고 긁힘에 강한 표면이 필요한 소재는 탄화규소 세라믹으로 제작할 수 있습니다. 예를 들어, 연마재는 탄화규소의 경도와 내마모성을 활용하여 효율성을 높입니다.
전자 산업
전자제품, 반도체, 쇼트키 다이오드, MOSFET과 같은 전력소자도 탄화규소 세라믹으로부터 이익을 얻습니다.
군대
군대에서 사용되는 방탄조끼는 대부분이 실리콘 카바이드 세라믹 소재로 만들어졌기 때문에 충격이 큰 물체에 매우 잘 반응합니다.
자주 묻는 질문
실리콘 카바이드 세라믹 소재의 일반적인 명칭은 무엇입니까?
실리콘 카바이드 세라믹 소재의 일반적인 명칭은 모아사나이트입니다.
실리콘 카바이드 세라믹의 모스 경도 등급은 무엇입니까?
모스 경도 등급이 9.5인 실리콘 카바이드 세라믹은 다이아몬드 다음으로 지구상에서 두 번째로 단단한 재료입니다.
실리콘 카바이드 세라믹 소재에는 끓는점과 녹는점이 있습니까?
네, 녹는점은 약 2,730°C이지만 끓는점은 정해져 있지 않습니다. 하지만 최근 연구에 따르면 4,936°F(섭씨 2,000도)에서는 고체에서 기체로 바로 변할 수 있습니다(승화).
실리카 카바이드란 무엇이고, 실리콘 카바이드와 다른 점은 무엇입니까?
이들의 화학적 및 물리적 구성이 바로 차이점입니다. 탄화규소는 규소의 산화물이며 화학식은 SiO2인 반면, 탄화규소는 규소와 탄소로 이루어진 화합물입니다.
결론
전 세계 인구가 첨단 세라믹 소재를 지속적으로 사용하고 수요하는 한, 탄화규소 소재는 세계 경제의 주요 산업으로 남을 것입니다. 이러한 탄화규소 세라믹 소재에 대한 혁신과 개량이 이어지고 있는 만큼, 탄화규소 소재는 안전하게 진입하여 호황을 기대할 수 있는 최고의 분야 중 하나임이 분명합니다.