セラミックス用炭化ケイ素(カーボランダム)粉末
炭化ケイ素(カーボランダム)粉末は、炭化ケイ素複合セラミックスの主原料です。優れた熱的および化学的性能により、セラミックは強度、耐腐食性、および耐熱性を向上させることができます。
炭化ケイ素 (SIC) セラミックには、次のような優れた特性があります。
-
強い耐酸化性、
-
良好な耐摩耗性、
-
高硬度、
-
良好な熱安定性
-
高温強度
-
熱膨張係数が小さい
-
高熱伝導率
-
耐熱衝撃性
-
耐薬品性
そのため、石油、化学工業、機械、航空宇宙、原子力エネルギーなどの分野で大きな役割を果たしてきました。たとえば、炭化ケイ素セラミックスは、さまざまなベアリング、ボール、ノズル、シール、切削工具、ガスタービン ブレード、ターボチャージャー ローター、反射スクリーン、ロケット燃焼室ライナーとして機能します。炭化ケイ素セラミックスの優れた性能は、その独自の構造と密接に関係しています。
炭化ケイ素粉末は共有結合が強い化合物であり、炭化ケイ素中のSi-C結合のイオン性は約12%にすぎません。したがって、炭化ケイ素粉末は強度が高く、弾性率が大きく、耐摩耗性に優れています。純粋な SiC は、HCl、HNO3、H2SO4、HF などの酸性溶液や、NaOH などのアルカリ溶液によって侵食されません。酸化は空気中で加熱すると起こりますが、酸化時に表面に形成されるSiO2がそれ以上の酸素の拡散を阻害するため、酸化速度は高くありません。電気的特性に関しては、炭化ケイ素は半導体特性を持ち、少量の不純物の導入で良好な導電性を示します。また、SiCは熱伝導率にも優れています。
炭化ケイ素はαとβの2つの結晶形をとります。SiCのβ結晶構造は立方晶系です。SiとCはそれぞれ面心立方格子を構成する。α-SiC には、4h、15R、6H など、100 を超えるポリタイプの SiC があります。6H ポリタイプは、産業用途で最も一般的なものです。さまざまな種類の SiC の間には、一定の熱安定性の関係があります。温度が1600℃より低い場合、SiCβ-SiCの形で。温度が 1600 ℃ を超えると、β-SiC はゆっくりと α-SiC のさまざまなポリタイプに変化します。4h SiC は約 2000 ℃ で容易に形成されます。15R と 6h の両方の多形が容易に形成されるには、2100 ℃ を超える高温が必要です。6h SiCの場合、温度が2200℃を超えても非常に安定しています。
SiC セラミック用の炭化ケイ素粉末にはいくつかのオプションがあります。ブラック (またはグリーン) 炭化ケイ素画分 0 ~ 1mm、1 ~ 2mm、2 ~ 3mm、F14、F16、F24 は常に骨材としての焼結 SiC セラミックに適しています。黒(または緑)の炭化ケイ素粉末 40 ミクロン、および3.5ミクロンは、SiC セラミックスの充填に適しています。