シリコンカーバイドについての簡単な考察
2024-12-12
炭化ケイ素は高性能材料として、近年半導体業界で注目を集めています。しかし、炭化ケイ素の応用はこれにとどまらず、電力デバイスの製造に使用されるだけでなく、研磨剤、切削工具、構造材料、光学材料、触媒担体など、さまざまな分野で広く利用されています。
炭化ケイ素セラミックは、化学的性質が安定しており、高温耐性、耐摩耗性、耐腐食性、高熱伝導率、低熱膨張率、軽量、高機械強度など、一連の注目すべき特性を持っています。これらの特徴により、光伏半導体装置、リチウム電池装置、高温産業炉、化学機械、エネルギー環境保護、冶金、防衛軍需、宇宙航空など、多くの業界で理想的な材料となっています。
高級特種セラミックとして、炭化ケイ素セラミックの硬度はダイヤモンドと炭化ホウ素に次ぎ、モース硬度は9.5に達し、優れた耐摩耗性を示します。これにより、炭化ケイ素セラミックは高耐摩耗要求の滑動部品（機械シールなど）に非常に適しています。また、高ヤング率と低熱膨張率により、高精度部品（光学部品や基板など）の製造にも理想的な材料となっています。炭化ケイ素セラミックは高密度焼結体であり、鏡面加工が可能です。1500°Cを超える高温に耐えることができ、優れた耐熱衝撃性と化学的安定性を持ち、SiC吸盤、SiC保護管、薄板および厚壁製品の製造に適しています。
炭化ケイ素複合セラミック材料はSiCとSiを主要成分とし、添加剤を加えた後成形し、窒化炉に置いて高純度の窒素ガスを通し、一定の温度で窒化焼結されます。炭化ケイ素セラミックの製造方法には、反応焼結法、再結晶焼結法、熱圧焼結法、無圧焼結法などがあります。導体装置用の炭化ケイ素部品には、水冷プレート、吸盤、クリスタル舟などが含まれ、高精度、高純度、強い耐化学性およびイオン腐食能力を備えています。炭化ケイ素セラミックは半導体分野の産業炉において、従来の家庭用、衛生陶器窯用構造部品などの伝統的な工業構造セラミックから、新エネルギー、半導体窯用構造部品などの各種中高端工業構造セラミックへと発展しています。
今後は、新エネルギー自動車、エネルギー、工業、通信などの分野での浸透率が向上し、各分野での高精度、高耐摩耗、高信頼性の機械部品や電子部品の要求がますます厳しくなる中で、炭化ケイ素セラミック製品の市場規模は引き続き拡大する見込みであり、その中でも新エネルギー自動車と光伏が重要な発展分野となります。
