大気圧下における焼結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材料である常圧焼結炭化ケイ素は、広く普及しており、経済的で、エメリーや耐火砂とも言える。純粋な炭化ケイ素は無色透明の結晶である。では、炭化ケイ素の材料構造と特性とはどのようなものだろうか？

大気圧下で焼結された炭化ケイ素

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、緑色、青色、黒色があり、純度と透明度が異なります。炭化ケイ素の結晶構造は、六方晶または菱形プルトニウムと立方プルトニウム-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積層順序が異なるため、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。β-SICは2100以上でα-SICに変化します。炭化ケイ素の工業プロセスは、高品質の石英砂と石油コークスを抵抗炉で精製します。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、または水選別され、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、研磨用途以外にも多くの用途があります。たとえば、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と、耐摩耗性が向上し、寿命が1～2倍になります。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% SiCを含む）は、製鋼速度を向上させ、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。さらに、常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物質です。モース硬度は9.5で、世界で最も硬いダイヤモンド（10）に次ぐ硬度を誇り、優れた熱伝導性を持つ半導体であり、高温での酸化にも耐性があります。炭化ケイ素には少なくとも70種類の結晶構造が存在します。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、六方晶系結晶構造（ウルツ鉱型に類似）を有します。大気圧下で焼結された炭化ケイ素は、

半導体産業における炭化ケイ素の応用

炭化ケイ素半導体産業チェーンは、主に高純度炭化ケイ素粉末、単結晶基板、エピタキシャルシート、パワーコンポーネント、モジュールパッケージ、および端末アプリケーションから構成される。

1. 単結晶基板 単結晶基板は、半導体支持材料、導電材料、およびエピタキシャル成長基板です。現在、SiC単結晶の成長方法には、物理​​気相移動法（PVT法）、液相法（LPE法）、および高温化学気相成長法（HTCVD法）があります。大気圧下で焼結された炭化ケイ素

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、炭化ケイ素シート、炭化ケイ素基板に対して一定の要件を持つ基板結晶と同じ方向の単結晶膜（エピタキシャル層）。実際の用途では、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、シリコンチップ自体は基板としてのみ使用され、GaNエピタキシャル層の基板も含まれます。

3. 高純度炭化ケイ素粉末 高純度炭化ケイ素粉末は、PVT法による炭化ケイ素単結晶の成長のための原料であり、製品の純度は炭化ケイ素単結晶の成長品質と電気特性に直接影響します。

4. 電源デバイスは、高温、高周​​波、高効率といった特性を持つ炭化ケイ素材料製の広帯域電源です。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ングトランジスタで構成されています。

5. 末端　第三世代半導体アプリケーションにおいて、炭化ケイ素半導体は窒化ガリウム半導体と相補的な関係にあるという利点があります。SiCデバイスは、高い変換効率、低い発熱特性、軽量性などの利点から、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傾向にあります。