航空宇宙推進：最大推力と性能のためのSiC

はじめに：SiC – 比類のない性能で航空宇宙推進に革命を起こす

炭化ケイ素（SiC）は、航空宇宙推進分野で急速に台頭している重要な先進材料であり、効率性、耐久性、性能の新たな時代を切り開いています。航空宇宙エンジニアや調達マネージャーが、より軽量で、より強力で、より弾力性のある推進システムを求めているため、カスタム炭化ケイ素製品は、従来の材料では実現できないソリューションを提供します。ロケットエンジンから極超音速機部品まで、SiCの独自の特性の組み合わせ（優れた熱伝導性、高温安定性、優れた硬度、低密度など）は、極限条件下での動作を要求する用途に不可欠なものとなっています。このブログ記事では、航空宇宙推進における炭化ケイ素の多面的な役割について掘り下げ、その用途、利点、設計上の考慮事項、およびプロジェクトに競争力を与える高品質のカスタムSiCコンポーネントの調達方法を探ります。また、SiC製造のグローバルな状況と、専門的な専門知識がこの優れた技術セラミックスの可能性を最大限に引き出す方法についても触れます。

主な用途：航空宇宙推進で炭化ケイ素が活躍する場所

極端な温度、高圧、腐食性ガスを特徴とする航空宇宙推進システムの厳しい環境は、これらの課題に揺るぎなく耐えることができる材料を必要とします。炭化ケイ素とその複合材料は、さまざまな重要なコンポーネントにますます指定されています。これらの用途では、SiCの固有の特性を活用して、性能を向上させ、耐用年数を延ばし、システムの重量を削減しています。

• ロケットエンジンノズルとスロート： SiCの超高温（多くの場合2000℃を超える）に耐え、高温高速排気ガスからの浸食に耐える能力は、ロケットノズル喉部、出口コーン、ダイバータに最適です。カスタムSiCノズルは、その構造的完全性と寸法安定性を維持し、一貫した推力とエンジン性能を保証します。
• タービンエンジン部品： ガスタービンエンジンでは、SiCは燃焼器ライナー、タービンベーン、ブレード、シュラウドなどのコンポーネントに使用されています。高温での高い強度対重量比により、より高温での燃焼が可能になり、燃料効率が向上し、排出量が削減されます。炭化ケイ素マトリックス複合材料（CMC）、特にC/SiC（炭素繊維強化炭化ケイ素）がここで注目を集めています。
• 極超音速機部品： 極超音速航空機やミサイルでは、リーディングエッジ、ノーズコーン、制御面が極端な空力加熱を経験します。SiCの耐熱衝撃性と高放射率は、これらの用途に不可欠であり、マッハ5以上の速度での材料劣化を防ぎます。
• 衛星および宇宙船用スラスターコンポーネント： 衛星の定位置保持と深宇宙ミッションに使用されるイオンエンジンとホールスラスターは、放電チャネルやグリッドなどのコンポーネントのSiCの耐摩耗性と電気的特性の恩恵を受けます。
• 熱交換器とレキュペレーター： 特に再生エンジンサイクルにおいて、コンパクトで軽量で高効率の熱交換器を必要とする航空宇宙システムは、SiCの優れた熱伝導性と、汚損や腐食に対する耐性を利用しています。
• ミラーと光学システム： 直接的な推進ではありませんが、SiCの安定性と研磨性は、推進ユニットの近くに統合される可能性のある航空宇宙光学システムのミラーに適しており、温度勾配全体での安定性を必要とします。
• ベアリングとシール： 推進システム内の高速回転機械では、SiCベアリングとシールは、低摩擦、高耐摩耗性を提供し、極端な温度下で最小限の潤滑で動作できます。これらの先進材料がどのように使用されているかの例をいくつかご覧いただけます。 プロジェクトショーケース.

これらの分野でのSiCの採用は、より高い性能指標（より高い推力対重量比、より長い動作寿命、燃料経済性の向上、ますます過酷な環境での動作能力）を求める絶え間ない動きによって推進されています。

なぜ航空宇宙推進にカスタム炭化ケイ素を選ぶのか？パフォーマンスの優位性

標準的なSiCコンポーネントは大きな利点を提供しますが、航空宇宙推進の独特で、しばしば極端な要求は、カスタム炭化ケイ素ソリューションを必要とします。既製の部品は、高度な推進設計の特定の幾何学的および動作上の制約に完全に最適化されていない可能性があります。カスタマイズはSiCの可能性を最大限に引き出し、明確なパフォーマンスの優位性を提供します。

航空宇宙推進でカスタムSiCを選択する主な利点には、以下が含まれます。

• 最適化された幾何学的設計： 航空宇宙コンポーネントは、空力効率を最大化し、熱応力を管理し、他の部品と統合するために、多くの場合、複雑な形状を特徴としています。カスタム製造により、これらの複雑な設計に正確に一致するSiC部品を作成できます。これは、在庫コンポーネントでは実現できません。これには、内部冷却チャネルや特定の取り付けインターフェースなどの機能が含まれます。
• 調整された材料特性： カスタマイズは、材料組成自体にまで及ぶ可能性があります。特定のSiCグレード（反応結合、焼結、窒化結合、またはSiC複合材料など）を選択またはわずかに変更して、正確な用途要件に応じて、耐熱衝撃性、破壊靭性、または電気伝導率などの特定の特性を強化できます。
• 熱管理の強化： SiCの高い熱伝導率は大きな利点です。カスタム設計では、燃焼ガスや空力加熱にさらされるコンポーネントに不可欠な、放熱または熱障壁機能をさらに最適化する機能を組み込むことができます。
• 軽量化： SiCは、高温用途で使用される多くの超合金よりも本質的に軽量です。カスタム設計により、構造的完全性を損なうことなく、SiCコンポーネントが最小限の材料使用量で製造され、システムの総重量の削減と推力対重量比の向上に直接貢献します。
• システム統合の改善： カスタムSiC部品は、他の材料で作られた嵌合コンポーネントとのシームレスな統合のために設計されています。これには、インターフェースの正確な公差、差動熱膨張に関する考慮事項、および接合機能の組み込みが含まれます。
• 信頼性と寿命の向上： SiCコンポーネントを、それが直面する特定の応力と環境条件に合わせて調整することにより、その耐久性と動作寿命を大幅に向上させることができます。これにより、メンテナンスサイクルが削減され、推進システムの全体的な信頼性が向上します。
• アプリケーション固有のパフォーマンス： ロケットノズルの耐浸食性を最大化する場合でも、スラスターコンポーネントの誘電特性を確保する場合でも、カスタムSiCにより、エンジニアは用途に最も重要な性能特性を優先できます。当社のチームは、 カスタマイズ・サポート そのような正確なニーズに対応することに優れています。

本質的に、カスタム炭化ケイ素は、航空宇宙エンジニアが推進技術の限界を押し上げ、標準材料と設計の制限を超えて、前例のないレベルの性能と効率性を達成することを可能にします。

航空宇宙の卓越性のために推奨されるSiCグレードと組成

適切な炭化ケイ素グレードの選択は、要求の厳しい航空宇宙用途での最適な性能と長寿命を確保するために不可欠です。さまざまな製造プロセスにより、さまざまな微細構造と、結果として異なる熱機械的特性を持つSiC材料が得られます。航空宇宙推進に関連する主なSiCグレードには、以下が含まれます。

SiCグレード	主な特徴	典型的な航空宇宙用途
焼結炭化ケイ素（SSiC）	高密度（通常98％以上）、高温での優れた強度と硬度、優れた化学的慣性、優れた耐熱衝撃性。微細なSiC粉末を高温（2000〜2200℃）で焼結することにより製造され、場合によっては非酸化物焼結助剤を使用します。	タービンコンポーネント（ベーン、ブレード）、熱交換器チューブ、ベアリング、シール、高純度と温度能力を必要とするロケットモーターコンポーネント。
反応焼結炭化ケイ素（RBSiCまたはSiSiC）	自由シリコンの割合（通常8〜15％）を含み、優れた熱伝導性、優れた耐摩耗性と耐摩耗性、比較的複雑な形状を製造しやすい。多孔質炭素-SiCプリフォームに溶融シリコンを浸透させることによって製造されます。	ロケットノズル、燃焼器ライナー、耐摩耗性コンポーネント、極端な高温強度よりも熱伝導性と複雑な形状の製造性が優先される構造支持体。シリコンの融点（〜1414℃）によって制限されます。
窒化ケイ素結合炭化ケイ素（NBSiC)	シリコンナイトライド（Si3N4）相で結合されたSiC粒子。優れた耐熱衝撃性、高い高温強度、および溶融金属腐食に対する耐性を提供します（推進にはあまり関係ありませんが、堅牢性を示します）。	優れた熱サイクル耐性を必要とする特殊なコンポーネントですが、主要な推進構造ではSSiCまたはRBSiCほど一般的ではありません。
化学蒸着SiC（CVD-SiC）	超高純度SiC。通常、コーティングとして、または薄く高密度のコンポーネントを製造するために使用されます。優れた耐酸化性と耐食性。	グラファイトまたはC/C複合材料の保護コーティング、薄い光学コンポーネント、半導体用途（航空宇宙エレクトロニクスに関連）。
炭素繊維強化炭化ケイ素（C/SiC複合材料– CMCの一種）	炭素繊維で強化されたSiCマトリックス。モノリシックSiCと比較して、破壊靭性（「優雅な破壊」）が大幅に向上し、軽量で、優れた高温強度と耐熱衝撃性があります。	高度なタービンエンジン（シュラウド、フラップ、シールなど）、ロケットノズル、極超音速機のリーディングエッジの高温構造コンポーネント。製造にはより費用と手間がかかります。
炭化ケイ素繊維強化炭化ケイ素（SiC/SiC複合材料– CMCの一種）	SiC繊維で強化されたSiCマトリックス。CMCの中で最高の温度能力（潜在的に1650℃以上）、優れた耐酸化性、および優れた靭性を提供します。	次世代ジェットエンジン、極超音速機、再利用可能な打ち上げシステムにおける最も要求の厳しい用途。SiCテクノロジーの最先端を表しています。

適切なグレードを選択するには、動作温度、機械的応力、熱サイクル条件、化学的環境、所望の寿命、そして重要なことに、コストに関する考慮事項を慎重に分析する必要があります。特定の航空宇宙推進要件に沿った情報に基づいた決定を行うには、経験豊富な技術セラミックス専門家との相談が不可欠です。

カスタムSiC航空宇宙推進製品の設計上の考慮事項

航空宇宙推進用の炭化ケイ素でコンポーネントを設計するには、金属やポリマーを扱う場合とは異なる考え方が必要です。SiCの固有の脆性は、その驚くべき硬度と熱的特性によって相殺されますが、製造可能性、構造的完全性、および最適な性能を確保するには、設計の詳細に注意を払う必要があります。

主な設計上の考慮点は以下の通り：

• 脆性の管理：
  • 鋭い内角や応力集中を避け、代わりに十分な半径を使用します。
  • 可能であれば、セラミックスは引張よりも圧縮の方がはるかに強いため、圧縮荷重を考慮してください。
  • 高い引張応力または曲げ応力を受けるコンポーネントには、予応力技術または補強（CMCなど）を検討してください。
  • 点荷重を防ぐ機能を組み込み、荷重をより広い領域に分散させます。
• 熱管理：
  • 熱勾配と熱衝撃の可能性を分析します。SiCは優れた耐熱衝撃性を備えていますが、極端で急激な温度変化は、それでも破壊を引き起こす可能性があります。
  • 可能な限り均一な加熱と冷却のために設計します。
  • SiCが他の材料に接合されている場合は、熱膨張係数（CTE）のミスマッチを考慮してください。これらの違いに対応するようにジョイントを設計します（たとえば、コンプライアント中間層または機械的アタッチメントを使用します）。
• 製造可能性と形状：
  • 成形プロセス: 選択したSiCグレードの成形プロセス（たとえば、プレス、スリップキャスティング、押出成形、グリーンボディの射出成形、または一部のグレードの直接機械加工）の制限を理解します。複雑な内部キャビティは、困難または高価になる可能性があります。
  • 壁の厚さ： 可能であれば、焼結を助け、内部応力を軽減するために、均一な壁の厚さを維持します。達成可能な最小壁厚は、製造プロセスと部品のサイズによって異なります。
  • 抜き勾配： プレスまたは成形された部品の場合は、脱型を容易にするために、テーパー角度を組み込みます。
  • 機械加工の余裕： 焼結後の機械加工（研削）が厳しい公差のために必要な場合は、グリーンまたは焼結部品の設計に十分な材料余裕が含まれていることを確認してください。
• 接合と組み立て：
  • 可能であれば、クランプ力を分散させるために、コンプライアント層を使用して機械的固定を設計します。
  • モノリシックアセンブリが必要な場合は、CTEの違いと使用温度を考慮して、ろう付けまたは特殊なセラミック接合技術を検討してください。
  • メンテナンスが予想される場合は、組み立てと分解へのアクセス可能性を考慮してください。
• エンジニア、調達マネージャー、および技術バイヤーは、用途に炭化ケイ素バーを検討する際に、特定の質問をすることがよくあります。ここでは、実践的で簡潔な回答を含む、よくある質問をいくつか紹介します。
  • 機能的なニーズ（たとえば、空力的な滑らかさ、シールのインターフェース）に基づいて、表面仕上げ要件を指定します。非常に細かい仕上げには、広範な研削が必要です。
  • 重要な公差を定義し、非常に厳しい公差は製造コストを大幅に増加させることに注意してください。
• コンポーネントの統合：
  • SiCコンポーネントの設計が、より大きな推進システム内で調和して適合することを確認します。
  • センサー、アクチュエーター、または燃料ラインとのインターフェースを検討します。
• コストへの影響：
  • 複雑さはコストを押し上げます。機能を損なうことなく、可能な限り設計を簡素化します。
  • SiCグレードの選択と広範な後処理の必要性も、コストに影響します。

設計段階の早い段階でSiCサプライヤーと緊密に連携することが不可欠です。経験豊富なサプライヤーは、セラミックスの設計製造性（DFM）に関する貴重な洞察を提供し、性能、信頼性、費用対効果のために設計を最適化するのに役立ちます。この共同アプローチにより、コストのかかる再設計を防ぎ、最終的なSiCコンポーネントがすべての航空宇宙推進の要求を満たすことができます。

精密さを追求：航空宇宙SiCにおける公差、表面仕上げ、寸法精度

航空宇宙推進というハイステークスの世界では、精度は単なる目標ではなく、基本的な要件です。多くの場合、重要なアセンブリで動作する炭化ケイ素コンポーネントは、最適な性能、安全性、およびシステムの効率を確保するために、正確な公差、特定の表面仕上げ、および高い寸法精度を要求します。SiCのような硬く脆い材料でこのレベルの精度を達成するには、特殊な製造専門知識と高度な機械加工技術が必要です。

達成可能な公差：

SiCコンポーネントで達成可能な寸法公差は、いくつかの要因によって異なります。

• SiCグレード： 異なるグレード（RBSiC、SSiC）は、焼
• 製造プロセス： 近似形状成形技術（例：射出成形、スリップキャスティング）は、初期公差の良い部品を製造できます。ただし、最も厳しい公差を得るには、焼結後のダイヤモンド研削がほぼ常に必要です。
• 部品のサイズと複雑さ： より大きく、より複雑な部品は、コンポーネント全体で厳しい公差を維持する上で、本質的に大きな課題を提示します。
• 機械加工能力： 研削装置の洗練度と機械工の技能が重要です。

研削されたSiCコンポーネントで達成可能な一般的な公差は、多くの場合、次の範囲にあります。

• 寸法公差： ±0.005 mm（±0.0002インチ）まで、または重要な機能についてはさらに厳しくなりますが、これによりコストが大幅に増加します。より一般的な公差は±0.01 mmから±0.05 mmです。
• 平行度、平面度、真円度： 精密表面の場合、数マイクロメートル（µm）以内に制御できます。

表面仕上げオプション：

表面仕上げは、摩擦を最小限に抑え、適切なシールを確保し、空力または流体動的性能を最適化するなど、航空宇宙推進においてさまざまな理由で重要です。

• 焼結ままの仕上げ： 焼結直後の部品の表面仕上げは通常粗く、SiCのグリーン成形プロセスと粒度によって異なります。一部の内部または重要でない表面に適している場合があります。Ra値は1 µmから10 µm以上になる可能性があります。
• グラウンド仕上げ： ダイヤモンド研削は、表面仕上げを改善し、厳しい公差を達成するための最も一般的な方法です。研削された表面は、通常、0.2 µmから0.8 µmのRa値を達成できます。
• ラップ/研磨仕上げ： 非常に滑らかな表面（例：高性能シール、ミラー基板、一部のベアリングレースウェイ）を必要とする用途には、ラッピングおよび研磨プロセスを使用できます。これらは、0.05 µm未満のRa値を達成でき、光学用途では、場合によってはオングストロームレベルまで達成できます。

寸法精度の確保：

寸法精度は、次の組み合わせによって維持されます。

• プロセス制御： ばらつきを最小限に抑えるための、原材料の品質、成形プロセス、焼結サイクルの厳格な管理。
• 高度な機械加工： 精密CNCダイヤモンド研削盤、特殊な工具、および最適化された研削パラメータの利用。
• 計測： 寸法と表面特性を検証するための、座標測定機（CMM）、光学プロファイラ、レーザー干渉計などの洗練された測定機器の使用。
• 品質マネジメントシステム： 厳格な品質基準（例：航空宇宙向けのAS9100）の遵守により、プロセスが再現可能であり、コンポーネントが常に仕様を満たしていることが保証されます。

調達マネージャーとエンジニアは、図面と仕様で必要な公差と表面仕上げを明確に定義し、より厳しい要件は必然的に製造時間とコストの増加につながることを理解する必要があります。SiCサプライヤーとの共同協議は、特定の航空宇宙推進コンポーネントの精度、性能、コスト間の最適なバランスを決定するのに役立ちます。

後処理の必要性：航空宇宙の要求に応えるSiCコンポーネントの最適化

炭化ケイ素の固有の特性は、航空宇宙推進にとって傑出した材料ですが、その性能をさらに向上させ、寸法精度を確保し、特定の用途の厳しい要件を満たすために、後処理ステップが不可欠な場合があります。これらの二次操作により、焼結またはニアネットシェイプのSiC部品が、組み立て準備完了の完成コンポーネントに変わります。

SiC航空宇宙コンポーネントの一般的な後処理のニーズには、以下が含まれます。

• ダイヤモンド研磨： これは最も一般的な後処理ステップです。SiCの極度の硬度（ダイヤモンドと炭化ホウ素に次ぐ）のため、従来の機械加工工具は効果がありません。ダイヤモンド含浸研削砥石は、次の用途に使用されます。
  • 厳しい寸法公差を達成する。
  • 正確な幾何学的特徴（穴、スロット、面取り）を作成する。
  • 目的の表面仕上げを生成する。
  • 焼結プロセスから生じるわずかな歪みや余分な材料を除去する。
• ラッピングとポリッシング： シール、ベアリング、光学部品など、非常に滑らかで平らな表面を必要とする用途には、研削後にラッピングと研磨が使用されます。これらのプロセスでは、徐々に微細な研磨スラリー（多くの場合ダイヤモンドベース）を使用して、鏡面仕上げとサブミクロン公差を達成します。
• エッジホーニング/面取り： 脆性セラミックコンポーネントの鋭いエッジは、応力集中点になる可能性があり、チッピングを起こしやすくなります。エッジホーニングまたは面取りは、エッジに小さく制御された半径または面取りを作成し、取り扱い堅牢性を向上させ、破壊開始のリスクを軽減します。
• クリーニング： 製造および後処理段階から、汚染物質、機械加工液、または微粒子を除去するには、徹底的な洗浄が不可欠です。これは、推進剤または光路を含む、機密性の高い航空宇宙システムで使用されるコンポーネントにとって重要です。特殊な超音波洗浄または化学洗浄方法が使用される場合があります。
• コーティング： SiCは優れた固有の耐酸化性と耐食性を備えていますが、特殊なコーティングを施して、これらの特性をさらに強化したり、新しい機能を付加したりすることができます。
  • 環境バリアコーティング（EBC）： 超高温用途、特にタービンエンジン内のSiC/SiC CMCでは、EBCは燃焼環境中の水蒸気やその他の腐食性種から保護し、コンポーネントの寿命を延ばします。
  • 酸化防止コーティング： 特定のグレードまたは極端な条件下では、コーティングは酸化に対する追加の保護を提供できます。
  • 耐摩耗性コーティング： SiCは非常に耐摩耗性がありますが、ダイヤモンドライクカーボン（DLC）などの特殊なコーティングを特定のトライボロジーペアリングに適用できます。
• 接合/ろう付け準備： SiCコンポーネントを他のSiC部品または金属構造にろう付けによって接合する場合は、強力で信頼性の高い結合を確保するために、特定の表面処理（例：金属化）が後処理ステップとして必要になる場合があります。
• 非破壊検査（NDT）： 技術的には検査ステップですが、X線検査、超音波検査、蛍光浸透探傷検査（FPI）などのNDT方法は、重要な後処理操作の後によく実行され、コンポーネントに、その完全性を損なう可能性のある内部欠陥、亀裂、または表面欠陥がないことを確認します。

後処理の範囲と種類は、用途の特定の要件、選択されたSiCグレード、および初期成形方法によって決定されます。各ステップはコンポーネントのコストとリードタイムに追加されるため、必要な操作のみを指定することが不可欠です。知識豊富なSiCサプライヤーと協力し、包括的な社内後処理能力を持つことで、製造プロセスを合理化し、最終コンポーネントがすべての航空宇宙性能基準を満たしていることを確認できます。

航空宇宙SiCにおける一般的な課題と、専門家のソリューションでそれらを克服する方法

優れた特性にもかかわらず、航空宇宙推進における炭化ケイ素の採用と実装には課題がないわけではありません。これらの潜在的なハードルを理解し、それらに対処する方法を知ることは、SiCの利点を効果的に活用するための鍵です。ほとんどの課題は、SiCの固有の硬度と脆性、およびその製造プロセスの複雑さから生じます。

一般的な課題と、それらを克服するための戦略を以下に示します。

1. 脆性と低い破壊靭性：
   • チャレンジだ： モノリシックSiCは脆性であり、衝撃や高い引張応力下で、大きな塑性変形なしに突然破壊する可能性があります。これは、振動、熱衝撃、または異物損傷（FOD）を受けるコンポーネントにとって主な懸念事項です。
   • 解決策：
     • デザインの最適化： セラミックフレンドリーな設計原則（例：十分な半径、応力集中部の回避、圧縮設計）を採用します。
     • 素材の選択： よりタフなSiCグレードを使用するか、重要な用途では、擬似延性を提供し、はるかに高い破壊靭性を提供するSiCベースのセラミックマトリックス複合材料（C/SiCやSiC/SiCなどのCMC）を選択します。
     • プルーフテスト： コンポーネントの厳格なプルーフテストを実施して、重要な欠陥のある部品をふるい分けます。
     • 保護マウント/ハウジング： SiCコンポーネントを直接的な衝撃から保護するように周囲の構造を設計します。
2. 加工の複雑さとコスト：
   • チャレンジだ： SiCの極度の硬度により、機械加工が難しく、時間がかかります。ダイヤモンド工具のみがSiCを効果的に切断または研削できるため、金属と比較して機械加工コストが高く、リードタイムが長くなります。
   • 解決策：
     • ニアネットシェイプ成形： 製造プロセス（例：スリップキャスティング、射出成形、グリーンボディの3D印刷）を使用して、最終寸法にできるだけ近い部品を製造し、研削によって除去する材料の量を最小限に抑えます。
     • 高度な研削技術： SiCのCNCダイヤモンド研削、超音波アシスト機械加工、またはレーザー機械加工の専門知識を持つサプライヤーと提携します。
     • 製造性のための設計（DFM）： 可能であれば設計を簡素化し、設計段階の早い段階でSiCの専門家と相談して、機械加工効率を最適化します。
3. SiCと他の材料との接合：
   • チャレンジだ： SiCを金属または他のセラミックスに接合することは、熱膨張係数（CTE）の違いにより困難であり、熱サイクル中に接合部に応力が発生する可能性があります。
   • 解決策：
     • ろう付け： セラミックと金属の接合用に特別に設計された活性ろう材を使用します。応力を吸収するように接合部を設計します（例：コンプライアント中間層を使用）。
     • メカニカル・ファスニング： 堅牢な機械的アタッチメントを設計し、多くの場合、荷重を分散し、CTEのミスマッチを吸収するために、コンプライアントガスケットまたはワッシャーを組み込みます。
     • 拡散接合： 強力な結合を作成できる高温高圧プロセスですが、複雑で部品固有です。
     • グレーデッド中間膜： 一部の高度な用途では、CTEが徐々に変化する中間層を使用できます。
4. 熱衝撃感受性：
   • チャレンジだ： SiCは一般的に優れた耐熱衝撃性を備えていますが、非常に急速で激しい温度変化は、特に複雑な形状または拘束された部品で、依然として亀裂を誘発する可能性があります。
   • 解決策：
     • 素材の選択： RBSiCや特定のSSiC配合は、より優れた耐熱衝撃性を提供します。CMCは、大幅に耐性があります。
     • 設計上の考慮事項： 熱勾配を最小限に抑え、熱膨張を可能にするように部品を設計します。
     • 運用管理： 可能であれば、用途での加熱および冷却速度を管理します。
5. 原材料と加工のコスト：
   • チャレンジだ： 高純度SiC粉末と、焼結と機械加工に必要なエネルギー集約型プロセスは、多くの従来の材料と比較して、コンポーネントのコストを高くします。
   • 解決策：
     • 用途に特化したグレードの選択： 過剰な仕様を避けてください。すべての性能要件を満たす、最も費用対効果の高いSiCグレードを使用します。
     • 大量生産： コストは、生産量が多くなるほど減少する傾向があります。
     • 戦略的ソーシング 製造プロセスとサプライチェーンを最適化した経験豊富なサプライヤーと協力します。過去のレビュー 成功した実装 は、サプライヤーが価値を提供できる能力に関する洞察を提供できます。
6. 品質管理とNDT：
   • チャレンジだ： セラミックコンポーネントの小さな重要な欠陥を検出するには、特殊な非破壊検査（NDT）技術と専門知識が必要です。
   • 解決策：
     • 進歩