XICAR™ 焼結炭化ケイ素 セラミックス 1986年

炭化ケイ素の焼結体は、その硬度と熱伝導性により、Sialon CeramicsDenmark ApS社にとって非常に重要です。焼結工程で熱と圧力を加えることで、過酷な状況下でもその特性が強化されます。その結果、この技術は、効率と耐久性が最重要視される航空機、軍事、半導体製造など、多くの分野で極めて重要なものとなっています。産業界のニーズが変化するにつれ、炭化ケイ素焼結製品は、専門的な産業用途においてその適応性を発揮することができます。

焼結の定義と説明

Sialon Ceramics LTDは、炭化ケイ素の焼結を、熱と圧力を用いて粉末材料を固体に緻密化する高温技術と定義している。焼結は原子拡散を伴い、それによって粒子は溶融することなく結合して硬く緻密な構造を形成する。精密な特性を持つセラミックや金属部品を作るために使われる。例えば、炭化ケイ素のセラミック焼結に使用される温度は、材料と要求される特性に応じて、1000℃から2000℃の範囲に及ぶ。ターゲット材料の拡散速度と粒子径が焼結時間に影響し、その範囲は数分から数時間に及ぶ。

炭化ケイ素焼結プロセスの詳細 

非酸化物セラミックである炭化ケイ素（SiC）は共有結合を持ち、自己拡散係数が低いため、焼結が困難です。炭化ケイ素の高密度焼結体は、無加圧焼結、ホットプレス焼結、スパークプラズマ焼結の各技術を駆使して製造されています。酸化を防ぐため、アルゴンなどの不活性雰囲気が採用され、1950℃を超える温度でSSICが焼結されます。さらに、炭化ホウ素（B4C）または炭素（C）の焼結助剤を炭化ケイ素焼結体の製造工程に組み込むことができる。これらの添加剤は、炭化ケイ素の焼結過程でその粒子の拡散を促進し、熱伝導率と硬度を向上させる。

他の製法と比較して焼結を使用する利点

• 卓越した硬度
• 高い熱伝導性
• 優れた耐摩耗性
• 低熱膨張
• 良好な化学的安定性
• 優れた耐食性
• 高温での高い機械的強度
• 優れた耐熱衝撃性
• 高い剛性
• 軽量特性 

その他の産業用途

航空宇宙部品： 

炭化ケイ素焼結部品は、その耐久性から航空機には欠かせない部品です。高温安定性と耐熱衝撃性を生かしたタービン部品の製造が可能です。

高速空の旅には、1370℃を超える温度に耐えるこのような部品が必要である。その低密度（3-3.2g/cm³）はまた、燃費と性能のために航空機の重量を節約する。人工衛星のサブシステムは、この材料の耐放射線性から恩恵を受ける。

自動車部品：

自動車産業は、ブレーキシステムやエンジン部品に焼結炭化ケイ素を取り入れることで拡大してきた。ブレーキディスクとパッドは、熱放散と高摩擦環境下での性能のために異常な耐摩耗性と熱伝導性を示す。焼結炭化ケイ素は、熱負荷を軽減し馬力を高める軽量エンジン部品の製造にも使用できます。

バリスティック・アーマー

焼結炭化ケイ素の硬度と密度は、車両および個人保護システムに適しています。当社は、衝撃エネルギーを吸収・分散する弾道装甲板を製造することができ、これにより軍人と法執行官の安全性を高めることができる。このようなプレートは、国軍の厳しい要件を満たし、高速の弾丸から身を守り、現在の防護具の鍵となることが証明されています。その軽量設計は機動性を維持し、多くの軍事的場面で戦術的な利点を与えている。

半導体デバイス：

最後に、SSICは半導体分野ではハイパワー電子機器に望ましい。その放熱性と高温での構造安定性は、LED照明システムやパワー半導体で有利に働く。SSICを電子機器に組み込むことで、電子機器の信頼性が向上すると同時に、熱応力が軽減され、動作寿命が延びます。これは、現代の電子アプリケーションにおいて特に有益である。