炭化ケイ素の材料特性

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、優れた耐摩耗性を備えています。 研磨剤として使用される以外にも、次のような多くの用途があります。水力タービンのインペラーまたはシリンダー ブロックの内壁に炭化ケイ素粉末を特殊なプロセスでコーティングすることで、耐摩耗性を向上させ、使用期間を延ばすことができます。 1〜2倍の寿命。 衝撃に強く、小型、軽量、高強度、省エネ効果の高い高級耐火物です。 低品位の炭化ケイ素 (約 85% の SiC を含む) は優れた脱酸剤であり、製鋼の速度を上げ、化学組成の制御を容易にし、鋼の品質を向上させることができます。 さらに、炭化ケイ素は、電熱素子用の炭化ケイ素ロッドの製造にも広く使用されています。

炭化ケイ素は非常に高い硬度を持ち、モース硬度は 9.5 で、世界で最も硬いダイヤモンド (グレード 10) に次ぐ硬度を持ち、優れた熱伝導率を持ち、半導体であり、高温での酸化に耐えることができます。

炭化ケイ素には、少なくとも 70 の結晶形があります。 -炭化ケイ素は、2000 度以上の高温で形成される最も一般的な異形体であり、六方晶の結晶構造 (ウルツ鉱のような) を持っています。 -ダイヤモンドに似た立方晶の結晶構造である炭化ケイ素は、2000度以下で生成され、その構造はページに示されています。 不均一系触媒担体の用途ではα型よりも単位表面積が大きく、別種の炭化ケイ素であるμ型炭化ケイ素が最も安定しており、衝突時の音も心地よいのが特徴ですが、今日まで、これら 2 つのタイプは商業的に使用されていません。

比重が 3.2g/cm3 で、昇華温度が高い (約 2700 度) ため、炭化ケイ素はベアリングや高温炉の原料として非常に適しています。 達成可能な圧力では溶融せず、化学活性はかなり低いです。 熱伝導率が高く、破壊電界強度が高く、最大電流密度が高いため、多くの人々が、半導体の高出力コンポーネントのアプリケーションでシリコンを置き換えるために使用しようとしています。 さらに、マイクロ波放射との強いカップリング効果があり、昇華点が高いため、金属の加熱に実用的です。

純粋な炭化ケイ素は無色で、工業的に生産される茶色から黒色は、鉄を含む不純物によるものです。 クリスタルの虹色の光沢は、表面に生成されたシリカの保護層によるものです。