炭化ケイ素の物性
炭化ケイ素は、ダイヤモンドや炭化ホウ素に次いで最も硬い工業用材料の 1 つであり、その強力な共有結合により優れた機械的および熱的性能が得られます。モース硬度は約 9.0 ～ 9.5、密度は 1 立方センチメートルあたり 3.1 ～ 3.3 g、分解温度は約 2700 ℃以上、熱伝導率は結晶の種類と純度に応じて 1 メートルあたりケルビンあたり約 120 ～ 270 W、熱膨張が低く、耐熱衝撃性に優れ、電気的挙動は半導体であり、純度、結晶構造、および特性によって異なります。温度。
高い硬度と耐摩耗性
約 9.0 ～ 9.5 のモース硬度により、SiC は研削砥石、切削砥粒、耐摩耗部品、セラミック工学部品に適しており、厳しい機械的摩耗条件下でも性能を維持します。{2}}
高温安定性-
SiC は、2700 ℃を超える分解温度、優れた耐熱衝撃性、および低い熱膨張係数により、極度の高温下でも構造安定性を維持します。これらの特性により、炉の部品、窯の設備、高温耐火製品に適しています。-高い熱伝導率により、熱伝達効率、温度均一性、熱管理性能が向上します。
化学的性質と酸化挙動
炭化ケイ素は優れた化学的安定性を備えており、通常、塩酸、硫酸、および多くの腐食環境に対して耐性があり、常温でのアルカリ環境に対しても優れた耐性を示します。高温で酸素にさらされると、SiC は 2 つの酸化段階を経ます。約 600 ～ 900 ℃での能動酸化ではガス状の生成物が形成され、約 1000 ℃を超える受動的酸化では表面に保護二酸化ケイ素層が形成され、さらなる酸化が遅くなり、高温耐久性が向上します。-
冶金学的反応性と種類の違い
製鋼および鋳造用途では、SiC はシリコンと炭素の結合源として機能し、シリコンの添加、炭素の調整、脱酸のサポート、および金属の清浄度の向上を実現します。 Green SiC は、精密研磨材や高度なセラミックスに高い純度と硬度を提供します。黒色 SiC は、冶金、耐火物、および一般研磨材に対して靭性とコスト効率を提供します。微粉末は焼結挙動を改善します。冶金用SiCは製鋼と浸炭に使用されます。純度の要件は、製鋼では 85 ～ 99 パーセント、耐火物では中から高、研磨材では高、半導体では超高純度 (通常は 99.99 パーセント以上) です。{4}}
よくある質問
Q: 炭化ケイ素の硬度はどれくらいですか?
A: モース硬度は約9.0～9.5で、工業用材料の中で最も硬い材料の一つです。
Q: 炭化ケイ素は溶けますか?
A: 大気圧では通常は溶けません。約2700℃を超えると分解します。
Q: 熱伝導率とは何ですか?
A: 種類と純度に応じて、1 ケルビンあたり 1 メートルあたり約 120 ～ 270 W です。
Q: SiC はどのように酸化に強いのですか?
A: 約 1000 ℃を超えると保護 SiO2 層が形成され、さらなる酸化が遅くなります。
Q: SiC は製鉄においてどのような役割を果たしますか?
A: 脱酸、浸炭、溶融金属処理にシリコンとカーボンを供給します。
Q: 半導体にはどの程度の純度が必要ですか?
A: 超-高純度-電子グレード、通常 99.99 パーセント以上。
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