大気圧下で焼結した炭化ケイ素の材料構造と特性

現代のC、N、Bなどの非酸化物系ハイテク耐火原料の中でも、常圧焼結炭化ケイ素は用途が広く、経済的で、エメリーや耐火砂と同等の性能を持つと言えます。純粋な炭化ケイ素は無色透明の結晶です。では、炭化ケイ素の物質構造と特性とはどのようなものでしょうか？

大気圧下で焼結した炭化ケイ素

大気圧焼結炭化ケイ素の材料構造：

工業用大気圧焼結炭化ケイ素は、不純物の種類と含有量によって、淡黄色、緑、青、黒などがあり、純度が異なり、透明度も異なります。炭化ケイ素の結晶構造は、六字形または菱形のプルトニウムと立方晶プルトニウム-SiCに分けられます。プルトニウム-SiCは、結晶構造中の炭素原子とケイ素原子の異なる積層順序により、さまざまな変形を形成し、70種類以上の変形が発見されています。ベータ-SiCは、2100以上でアルファ-SiCに変換されます。炭化ケイ素の工業プロセスは、抵抗炉で高品質の石英砂と石油コークスを使用して精製されます。精製された炭化ケイ素ブロックは、粉砕、酸塩基洗浄、磁気分離、ふるい分け、または水の選択により、さまざまな粒度の製品が製造されます。

大気圧焼結炭化ケイ素の材料特性：

炭化ケイ素は化学的安定性、熱伝導性、熱膨張係数、耐摩耗性に優れているため、研磨用途以外にも様々な用途があります。例えば、炭化ケイ素粉末を特殊なプロセスでタービンインペラやシリンダーブロックの内壁にコーティングすることで、耐摩耗性を向上させ、寿命を1～2倍に延ばすことができます。耐熱性、小型、軽量、高強度の高級耐火材料で作られており、エネルギー効率が非常に優れています。低品位炭化ケイ素（約85％のSiCを含む）は、製鋼速度を上げ、化学組成を容易に制御して鋼の品質を向上させる優れた脱酸剤です。また、大気圧焼結炭化ケイ素は、シリコンカーボンロッドの電気部品の製造にも広く使用されています。

炭化ケイ素は非常に硬い。モース硬度は9.5で、世界で最も硬いダイヤモンド（10）に次ぐ硬さである。優れた熱伝導性を持つ半導体であり、高温でも酸化に耐える。炭化ケイ素には少なくとも70種類の結晶種がある。プルトニウム炭化ケイ素は、2000℃以上の温度で形成される一般的な異性体であり、六方晶系の結晶構造（ウルツ鉱に類似）を有する。大気圧下で焼結された炭化ケイ素

半導体産業における炭化ケイ素の応用

シリコンカーバイド半導体産業チェーンには、主にシリコンカーバイド高純度粉末、単結晶基板、エピタキシャルシート、電力部品、モジュールパッケージ、端末アプリケーションが含まれます。

1. 単結晶基板 単結晶基板は、半導体支持材料、導電材料、エピタキシャル成長基板として利用されます。現在、SiC単結晶の成長方法には、物理​​気相転写法（PVT法）、液相法（LPE法）、高温化学気相成長法（HTCVD法）などがあります。大気圧下で焼結された炭化ケイ素は、

2. エピタキシャルシート 炭化ケイ素エピタキシャルシートは、炭化ケイ素基板に一定の要件を満たす、基板結晶と同じ方向を持つ単結晶膜（エピタキシャル層）です。実用化においては、ワイドバンドギャップ半導体デバイスはほぼすべてエピタキシャル層で製造され、GaNエピタキシャル層基板を含むシリコンチップ自体が基板としてのみ使用されます。

3. 高純度シリコンカーバイド粉末 高純度シリコンカーバイド粉末は、PVT法によるシリコンカーバイド単結晶の成長のための原料であり、製品の純度はシリコンカーバイド単結晶の成長品質と電気特性に直接影響します。

4. パワーデバイスは、高温、高周​​波、高効率の特性を有するシリコンカーバイド材料で作られた広帯域電源です。デバイスの動作形式に応じて、SiC電源デバイスは主にパワーダイオードとパワースイッチチューブで構成されています。

5. 端末 第三世代半導体用途において、炭化ケイ素（SiC）半導体は窒化ガリウム（GaN）半導体と相補的な特性を持つ。高い変換効率、低発熱性、軽量性などの利点により、下流産業の需要は増加し続けており、SiO2デバイスを置き換える動きが見られる。