21世紀に入り、科学技術の発展に伴い、情報、エネルギー、材料、生物工学は今日の社会生産性の発展の4つの柱となっています。炭化ケイ素は、安定した化学的性質、高い熱伝導率、小さな熱膨張係数、小さな密度、優れた耐摩耗性、高い硬度、高い機械的強度、耐薬品性などの特性により、材料分野で急速に発展し、セラミックボールベアリング、バルブ、半導体材料、ジャイロ、計測機器、航空宇宙などの分野で広く使用されています。
炭化ケイ素セラミックスは1960年代から開発されてきました。以前は、炭化ケイ素は主に機械研削材や耐火物に使用されていました。世界各国は先進セラミックスの工業化を非常に重視しており、現在では従来の炭化ケイ素セラミックスの製造に満足せず、特に先進国ではハイテクセラミックス企業の生産が急速に発展しています。近年では、SiCセラミックスをベースとした多相セラミックスが次々と登場し、モノマー材料の靭性と強度を向上させています。炭化ケイ素の主な応用分野は、機能性セラミックス、先進耐火物、研磨材、冶金原料の4つです。
炭化ケイ素セラミックスは優れた耐摩耗性を有する。
この炭化ケイ素セラミックス製品は、研究の結果、耐摩耗性がマンガン鋼の266倍、高クロム鋳鉄の1741倍に相当することが確認されています。耐摩耗性は非常に優れており、大幅なコスト削減にもつながります。炭化ケイ素セラミックスは10年以上連続使用可能です。
炭化ケイ素セラミックスは、高強度、高硬度、軽量性を備えている。
新しいタイプの材料として、炭化ケイ素セラミックスを使用することで、この製品の強度と硬度が非常に高く、重量も非常に軽くなります。このような炭化ケイ素セラミックスは、使用、設置、交換がより便利になります。
炭化ケイ素セラミックの内壁は滑らかで、粉末を詰まらせません。
この炭化ケイ素セラミックスは高温で焼成されているため、構造が比較的緻密で、表面が滑らかです。そのため、使用時の美しさがより良くなります。したがって、家庭で使用すると、より美しくなります。
炭化ケイ素セラミックスのコストは低い
炭化ケイ素セラミックス自体の製造コストは比較的低いため、炭化ケイ素セラミックスを購入する費用はそれほど高額にならず、家庭にとっても多くの費用を節約できます。
炭化ケイ素セラミックスの応用例：
炭化ケイ素セラミックボール
炭化ケイ素セラミックボールは、優れた機械的特性、優れた耐酸化性、高い耐摩耗性、低い摩擦係数を有しています。炭化ケイ素セラミックボールは高温強度に優れており、通常のセラミック材料は1200～1400℃で強度が著しく低下しますが、炭化ケイ素は1400℃でも500～600MPaという高い曲げ強度を維持するため、使用温度は1600～1700℃まで達します。
炭化ケイ素複合材料
炭化ケイ素マトリックス複合材料（SiC-CMC）は、高い靭性、高強度、優れた耐酸化性から、高温熱構造材料として航空宇宙分野で広く使用されています。SiC-CMCの製造プロセスには、繊維成形、高温処理、メソフェーズコーティング、マトリックス緻密化、後処理が含まれます。高強度炭素繊維は高強度と優れた靭性を持ち、それを用いて作製されたプレハブ体は優れた機械的特性を有します。
メソフェーズコーティング（すなわち、界面技術）は製造工程における重要な技術であり、メソフェーズコーティングの製造方法には、化学気相浸透法（CVI）、化学気相堆積法（CVD）、ゾル-ゾル法（Sol-gcl）、ポリマー含浸クラッキング法（PLP）などがあり、炭化ケイ素マトリックス複合材料の製造に最も適しているのはCVI法とPIP法である。
界面コーティング材料には、熱分解炭素、窒化ホウ素、炭化ホウ素などがあり、中でも炭化ホウ素は耐酸化性界面コーティングとしてますます注目を集めている。通常、長期間酸化環境で使用されるSiC-CMCも耐酸化性処理が必要であり、すなわち、CVDプロセスによって製品表面に厚さ約100μmの緻密な炭化ケイ素層を堆積させることで、高温での耐酸化性を向上させる必要がある。
投稿日時：2023年2月14日