流体ハンドリングにおけるSiC：効率と純度の確保

はじめに – 流体処理用のカスタム炭化ケイ素製品とは何か、なぜ高性能産業用途に不可欠なのか？

高性能産業用途の分野では、流体の効率的かつ信頼性の高い管理が最も重要です。腐食性化学物質、研磨性スラリー、高温液体、または超純粋媒体を扱う場合でも、流体処理システムで使用される材料は、性能や純度を損なうことなく、極端な条件に耐えなければなりません。カスタム炭化ケイ素（SiC）製品は、この要求の厳しい分野で重要なソリューションとして登場しました。炭化ケイ素は、高度な技術セラミックであり、優れた硬度、優れた耐摩耗性、優れた化学的慣性、高い熱伝導率、および高温での安定性を組み合わせたものです。これらの特性により、困難な流体に直接接触するコンポーネントに最適な材料となっています。

標準の既製部品とは異なり、カスタムSiCコンポーネントは、特定の流体処理用途の正確な要件を満たすように特別に設計されています。このカスタマイズには、複雑な形状、厳しい公差、特定の表面仕上げ、および調整された材料グレードが含まれ、最適な性能、長寿命、およびシステムの完全性が保証されます。半導体製造や化学処理から航空宇宙や発電に至るまで、運用上の境界を押し広げることができる材料に対する需要はますます高まっています。カスタム炭化ケイ素コンポーネント（シール、ベアリング、ノズル、ポンプ部品、バルブトリムなど）は、単なるアップグレードではなく、多くの場合、高度なプロセスの本質的なイネーブラーであり、従来の材料がすぐに故障する環境で効率を確保し、ダウンタイムを最小限に抑え、製品の純度を維持します。SiC部品を特定の流体ダイナミクスと化学組成に合わせて調整できるため、エンジニアと調達マネージャーは、コンポーネントのライフサイクル全体で比類のない信頼性と費用対効果を提供するソリューションを指定できます。

流体処理システムにおけるSiCの主な用途

炭化ケイ素技術セラミックの汎用性と堅牢性により、さまざまな業界の幅広い流体処理用途に不可欠です。攻撃的な媒体、高圧、および極端な温度を処理できるため、運用上の信頼性と長寿命が保証されます。以下にいくつかの主要なアプリケーションを示します。

  • メカニカルシールとベアリング： SiCは、ポンプやミキサーのシール面やベアリングに広く使用されています。低摩擦係数（特に自己潤滑性の反応結合SiCグレード）、高硬度、および優れた耐摩耗性により、漏れを防ぎ、研磨性流体や潤滑不良の状態でも長寿命を保証します。これは、化学処理、石油およびガス、および製薬業界で重要です。
  • ポンプ部品： SiC製のインペラー、ケーシング、ライナー、およびシャフトは、非常に腐食性で研磨性のスラリーを処理できます。鉱業、冶金、および発電所の排煙脱硫（FGD）などの業界は、SiCポンプコンポーネントが摩耗や化学的攻撃に耐え、メンテナンスと交換のコストを削減するという点で大きなメリットがあります。
  • バルブ部品: 炭化ケイ素製のバルブシート、ボール、プラグ、およびライナーは、攻撃的な流体の流れを制御する上で優れた性能を発揮します。その寸法安定性と浸食に対する耐性により、石油化学、電力電子冷却、および産業製造部門で確実なシャットオフと正確な流量調整が保証されます。
  • ノズルとオリフィス： 正確な流体分配、噴霧、または流量制御を必要とする用途では、SiCノズルは優れた耐摩耗性を提供し、金属または他のセラミック代替品よりも長い期間にわたってオリフィス形状と噴霧パターンを維持します。これは、化学エッチング、サンドブラスト、および高圧洗浄で重要です。
  • 熱交換器チューブ： 高温および腐食性流体環境では、SiC熱交換器チューブは優れた熱伝導率と、ファウリングおよび化学的攻撃に対する耐性を提供し、化学処理、廃棄物焼却、およびエネルギー回収システムに適しています。
  • 半導体流体管理： 半導体業界は超高純度を要求します。高純度SiCコンポーネント（CVD SiCなど）は、攻撃的な洗浄剤、エッチャント、およびCMPスラリーを処理するために使用され、汚染を最小限に抑え、プロセスの完全性を維持します。用途には、ウェーハ処理コンポーネント、インジェクターチューブ、およびプラズマエッチングチャンバー部品が含まれます。
  • 航空宇宙と防衛 軽量SiCコンポーネントは、燃料処理システム、油圧アクチュエータ、および極端な温度と過酷な条件に遭遇するその他の重要な流体管理用途で使用されています。

これらの用途は、特に耐薬品性と耐摩耗性が最重要である環境において、流体処理装置の性能、信頼性、および寿命を向上させる上での炭化ケイ素の重要な役割を強調しています。

流体システムにカスタム炭化ケイ素を選択する理由

流体処理システムでカスタム炭化ケイ素コンポーネントを選択すると、特に要求の厳しい運用条件下で、標準材料や既製のセラミック部品よりも多くの利点が得られます。カスタマイズにより、特定のアプリケーションのニーズに合わせて設計を調整し、効率、長寿命、および安全性を最大化できます。

主な利点は次のとおりです。

  • 卓越した耐摩耗性： 炭化ケイ素は、市販されている最も硬い材料の1つであり、ダイヤモンドに次ぐものです。これにより、SiC摩耗部品は、スラリー、粒子、および高速流体流からの摩耗に対して非常に耐性があり、コンポーネントの寿命を大幅に延ばし、メンテナンス間隔を短縮します。カスタム設計により、摩耗プロファイルをさらに最適化できます。
  • 優れた化学的不活性： SiCは、強酸、アルカリ、酸化剤を含む幅広い腐食性化学物質に対して、高温下でも優れた耐性を示します。これにより、化学処理、石油化学、および製薬業界で材料の劣化や浸出なしに攻撃的な媒体を処理するのに理想的であり、高純度流体の輸送が保証されます。
  • 高温安定性&耐熱衝撃性： 炭化ケイ素は、非常に高い温度（一部のグレードでは最大1650°C以上）で機械的強度と構造的完全性を維持します。優れた熱伝導率と比較的低い熱膨張係数により、流体流での急激な温度変化を伴う用途に不可欠な優れた耐熱衝撃性が得られます。
  • 純度の向上と汚染の低減： 半導体製造、食品加工、製薬などの業界では、流体の純度を維持することが重要です。焼結SiC（SSiC）やCVD SiCなどの特定のグレードは、非常に高い純度と低い粒子発生を提供し、汚染のリスクを最小限に抑えます。カスタム設計により、汚染物質が蓄積する可能性のあるデッドゾーンや隙間を排除できます。
  • 最適な熱管理： SiCの高い熱伝導率（多くの金属に匹敵またはそれを上回る）は、高性能メカニカルシールや熱交換器など、熱放
  • 寸法安定性： SiC部品は、幅広い温度と圧力範囲で優れた寸法安定性を示し、部品の動作寿命全体にわたって重要な公差が維持されることを保証します。これは、バルブシートやポンプベアリングなどの精密部品にとって不可欠です。
  • カスタマイズによる設計の柔軟性： SiC部品のカスタマイズ により、エンジニアは複雑な形状、正確な公差、特定の表面仕上げを指定し、全体的なシステム性能を向上させる機能を統合できます。これには、流路の最適化、乱流の低減、およびシール能力の強化が含まれ、より効率的で信頼性の高い流体処理システムにつながります。
  • 長期的な費用対効果： カスタムSiC部品への初期投資は従来の材料よりも高くなる可能性がありますが、その長い耐用年数、ダウンタイムの削減、メンテナンス要件の削減、およびプロセスの効率化により、多くの場合、総所有コストが大幅に削減されます。

カスタム炭化ケイ素を選択することにより、業界はこれらの特性を活用して、より堅牢で信頼性の高いだけでなく、重要な操作における生産性と安全性の向上にも貢献する流体システムを構築できます。アプリケーション固有のSiCソリューションを調達できることは、最も困難な流体処理の課題に取り組むエンジニアにとって大きな変化をもたらします。

流体処理に推奨されるSiCグレードと組成

特定の流体処理用途での性能を最適化するには、適切なグレードの炭化ケイ素を選択することが不可欠です。さまざまな製造プロセスにより、特性の異なるSiC材料が得られます。以下に、一般的に推奨されるグレードをいくつか示します。

SiCグレード 流体処理の主な特性 代表的なアプリケーション
反応焼結炭化ケイ素（RBSiCまたはSiSiC） 優れた耐摩耗性、優れた熱伝導率、適度な耐薬品性（遊離ケイ素は強アルカリまたはフッ化水素酸によって侵食される可能性があります）、優れた耐熱衝撃性、比較的複雑な形状を製造しやすい、多くの用途で費用対効果が高い。一部のバリアントでは、グラファイト含有量により自己潤滑性があります。 メカニカルシール面、ポンプベアリング、ノズル、耐摩耗ライナー、キルンファーニチャー。適度な腐食性および研磨性の流体に適しています。
焼結炭化ケイ素（SSiC） 非常に高い硬度、優れた耐摩耗性と耐食性（遊離ケイ素なし）、高強度、幅広いpH範囲での優れた化学的慣性、高温安定性、高純度で製造可能。 要求の厳しいメカニカルシール、バルブ部品（ボール、シート）、ポンプインペラとケーシング、腐食性または研磨性スラリー処理用のベアリング、半導体機器部品。高純度流体システムに最適です。
窒化ケイ素結合炭化ケイ素（NBSiC) 優れた耐摩耗性、優れた耐熱衝撃性、他のSiCグレードと比較して高い破壊靭性、溶融非鉄金属に対する優れた耐性。SiC粒子でケイ素を窒化することにより形成されます。 溶融金属処理用の部品、熱電対保護管、衝撃抵抗が考慮される一部のタイプの耐摩耗ライナーとノズル。一般的な流体処理にはあまり一般的ではありませんが、特定の高温ニッチでは役立ちます。
グラファイト充填炭化ケイ素（例：一部のRBSiCバリアント） グラファイトの含有による自己潤滑性の向上、優れたドライランニング能力、優れた耐熱衝撃性。 断続的なドライランニングを伴う用途向けのメカニカルシール、低摩擦を必要とするベアリング。
化学蒸着炭化ケイ素（CVD SiC） 超高純度（99.999％以上）、優れた耐薬品性、優れた表面仕上げが可能、複雑なグラファイトまたはSiC基板をコーティング可能。コストが高い。 半導体プロセス部品（エッチングリング、シャワーヘッド、ライナー）、高純度化学物質処理、光学部品。超高純度流体完全性が不可欠な場合に重要です。
再結晶炭化ケイ素（RSiC） 高い多孔性、優れた耐熱衝撃性、高温に適していますが、多孔性のために、密閉されていない限り、通常は直接的な流体封じ込めには適していません。 キルンファーニチャー、バーナーノズル、ラジアントチューブ。多孔性が管理されている場合は、特定の流体加熱用途で使用できます。

流体処理用のSiCグレードを選択する際、調達マネージャーとエンジニアは以下を考慮する必要があります。

  • 流体組成： 酸性度、アルカリ度、研磨粒子の存在、および特定の化学反応性。
  • 動作温度と圧力： 高温強度と耐熱衝撃性の必要性を決定します。
  • 純度の要件： 半導体、製薬、食品グレードの用途に不可欠です。
  • 機械的応力： 部品が経験する衝撃、負荷、および摩擦。
  • コストに関する考慮事項： 性能要件と予算制約のバランスを取ること。SSiCとCVD SiCは一般的に高価ですが、最も要求の厳しい用途には優れた特性を提供します。

特定の流体処理の課題に最適なグレードと設計を選択するには、知識豊富なカスタム炭化ケイ素サプライヤーに相談することが不可欠であり、長寿命と効率を確保します。

SiC流体処理コンポーネントの重要な設計上の考慮事項

流体処理用途向けの炭化ケイ素で部品を設計するには、その独自の材料特性を慎重に検討する必要があります。SiCは優れた性能を提供しますが、そのセラミック性（硬度と脆性）により、製造可能性、信頼性、および最適な機能を確保するために、特定の設計アプローチが必要になります。

  • 脆性の管理： SiCは、金属と比較して、脆性材料であり、破壊靭性が低い。設計では、応力集中を最小限に抑える必要があります。これには以下が含まれます。

    • 内外の角の大きな半径。
    • 鋭いエッジとノッチを避ける。
    • 熱サイクルまたは機械的負荷中の応力点を防ぐために、均一な壁の厚さを確保する。
    • 可能であれば、セラミックは引張よりも圧縮の方がはるかに強いため、圧縮負荷設計を検討する。
  • 幾何学的複雑さと製造可能性： 高度な成形技術により複雑なSiC形状が可能になりますが、一般的に、より単純な形状の方が製造コストが安くなります。

    • プロセス初期にSiC部品メーカーと設計の複雑さについて話し合う。
    • 非常に複雑な部品を、より単純なSiC部品から組み立てることができるモジュール設計を検討する。
    • 硬化SiCの機械加工の制限を考慮する。ニアネットシェイプ成形が推奨されます。
  • インターフェースと嵌合面： シール、バルブ、ベアリングなどの部品の場合、嵌合面の設計が重要です。

    • 効果的なシールのために、適切な表面平坦度と仕上げを指定する。
    • SiCが他の材料（例：金属ハウジング）と嵌合している場合は、熱膨張差を考慮する。干渉嵌め合いと取り付け戦略は、これを考慮する必要があります。
  • 流動特性： ポンプボリュート、バルブボディ、ノズルなどの流体処理部品の内部形状は、流れを最適化し、乱流を最小限に抑え、浸食を減らし、キャビテーションを防ぐように設計する必要があります。CFD（計算流体力学）分析は、複雑なSiC流路設計に役立ちます。
  • 壁の厚さと圧力定格： 動作圧力と機械的負荷に耐えるために、適切な壁の厚さを維持する必要があります。これは、熱交換用途でのより優れた熱伝導性または軽量化のために、より薄い壁を求めることとのバランスを取る必要があります。有限要素解析（FEA）は、多くの場合、圧力下での設計を検証するために使用されます。
  • 組み立てと取り付け： 設計上の考慮事項は、SiC部品をより大きなシステムにどのように組み立てるかにまで及ぶ必要があります。

    • クランプまたは組み立て中に点荷重を避ける。負荷を分散させるために、ガスケットまたはコンプライアント層を使用する。
    • 位置合わせと固定のための設計機能。
  • 公差と被削性： ダイヤモンド研削によりSiC部品で非常に厳しい公差を実現できますが、これによりコストが大幅に増加します。機能に本当に必要な公差を指定します。精密SiC機械加工は専門的な能力です。
  • 設計段階での材料グレードの選択： 選択されたSiCグレード（RBSiC、SSiCなど）は、特性と製造ルートのわずかな変動により、設計規則に影響を与える可能性があります。たとえば、RBSiCは、最初はより大きく複雑な形状に対してより柔軟性を提供する可能性がありますが、SSiCは、大幅な機械加工なしに非常に複雑な設計に成形するのが難しい可能性があるにもかかわらず、優れた耐薬品性のために好まれる場合があります。

設計段階では、経験豊富なテクニカルセラミックエンジニアと緊密に連携することが不可欠です。彼らは、炭化ケイ素に固有の製造可能性（DfM）の設計に関する洞察を提供し、コストのかかる再設計を回避し、最終部品が流体処理システムのすべての性能と信頼性の基準を満たしていることを保証するのに役立ちます。

SiC流体部品における達成可能な公差、表面仕上げ、および寸法精度

流体処理システムで使用される炭化ケイ素部品の場合、正確な寸法精度、特定の公差、および必要な表面仕上げを達成することは、機能性、効率性、および長寿命にとって重要です。これらのパラメータは、シール性能、流れ特性、摩耗率、およびポンプ、バルブ、シール、その他の精密SiC部品の全体的な信頼性に直接影響します。

公差：

炭化ケイ素部品は、通常、スリップキャスティング、押出成形、プレス成形、または射出成形（グリーン機械加工用）などのプロセスによってニアネットシェイプに成形されます。焼結（または反応結合）後、材料は非常に硬くなり、その後の材料除去は困難でコストのかかるプロセスになり、通常はダイヤモンド工具が必要になります。

  • 焼結公差： SiCグレード、部品のサイズ、および複雑さによっては、焼結時の公差は一般的に寸法の±0.5％から±2％の範囲です。より小さく、より単純な部品の場合、より厳しい焼結時の公差が達成できる場合があります。
  • 研削/機械加工公差： より高い精度を必要とする用途では、SiC部品を研削、ラッピング、および研磨できます。これらのプロセスにより、非常に厳しい公差を達成できます。
    • 寸法公差：重要な機能の場合、場合によっては±0.001 mm（±1 µm）まで、ただし精密研削部品の場合は±0.005 mmから±0.025 mm（±5 µmから±25 µm）がより一般的です。
    • 幾何公差：平行度、平面度、垂直度、および同心度もマイクロメートルレベルに制御できます。たとえば、シール面では、約0.3〜0.6 µmに相当する1〜2ヘリウム光バンド（HLB）の平面度値が達成可能です。

より厳しい公差を達成すると、必然的に、機械加工時間の延長と特殊な機器によりコストが増加します。したがって、用途の機能要件に必要な精度のレベルのみを指定することが不可欠です。

表面仕上げ：

SiC流体処理部品の表面仕上げは、特に動的シール、ベアリング、および低摩擦または特定の流れ特性を必要とする部品にとって重要です。

  • 焼結ままの仕上げ： 焼結時の表面粗さ（Ra）は、成形方法とSiCグレードに応じて、1 µmから5 µm以上になる可能性があります。これは、一部の静的部品または耐摩耗ライナーには適切である可能性があります。
  • グラウンド仕上げ： 研削により表面仕上げが大幅に改善され、通常、Ra値は0.2 µmから0.8 µmになります。これは、多くのポンプおよびバルブ部品に十分であることがよくあります。
  • ラップ/研磨仕上げ： メカニカルシール面や高精度ベアリングなどの用途では、ラッピングと研磨が使用されます。これらのプロセスにより、非常に滑らかな表面を達成できます。
    • ラップ面：Ra値は0.05 µmから0.2 µm。
    • 研磨面：Ra値は0.01 µmから0.025 µm（鏡面仕上げ）。このような仕上げは、動的シール用途での摩擦、摩耗、および漏れを最小限に抑えます。

必要な表面仕上げは、製造努力とコストに直接相関します。必要のない場所で過度に滑らかな表面を指定すると、不必要な費用が発生する可能性があります。

寸法精度：

寸法精度とは、製造された部品がエンジニアリング図面に指定された寸法に適合することです。カスタムSiC部品、特に複雑な形状または重要なインターフェースポイントを持つ部品の場合、高い寸法精度を維持することが重要です。これは以下によって保証されます。

  • 正確な金型設計と製造。
  • 収縮を一貫して管理するための焼結または反応結合プロセスの慎重な制御。
  • 寸法と表面特性を検証するためのCMM（座標測定機）、光学プロファイラー、および干渉計を含む高度な計測および検査技術。

選択されたSiCグレードと部品形状に基づいて、公差と表面仕上げの達成可能な限界を理解するには、専門のSiCメーカーとの緊密な連携が不可欠です。これにより、最終部品が最新の流体処理システムの厳しい要求を満たし、信頼性と効率的な動作を提供することが保証されます。

SiC流体性能を向上させるための必須の後処理ニーズ

炭化ケイ素の固有の特性により、流体処理に最適な材料になりますが、特定の用途での性能、耐久性、および適合性を最適化するために、特定の後処理ステップが不可欠であることがよくあります。これらの処理は、部品の形状、表面特性、またはバルク特性を洗練させ、流体システムの要求に正確に適合させます。

SiC流体処理部品の一般的な後処理ニーズには以下が含まれます。

  1. 研磨：

    焼結または反応結合後、SiC部品は非常に硬くなります。ダイヤモンド研削は、正確な寸法公差を達成し、焼結状態からの表面仕上げを改善し、グリーン状態では容易に成形できない特定の幾何学的特徴（例：平面、溝、面取り）を作成するために使用される主要な方法です。これは、最適な流体ダイナミクスのために、タイトフィットまたは特定のプロファイルが必要なポンプシャフト、バルブシート、ベアリングレースなどの部品にとって重要です。

  2. ラッピングとポリッシング：

    メカニカルシール面や高性能ベアリングなど、非常に滑らかで平らな表面を必要とする用途には、ラッピングと研磨が不可欠です。

    • ラッピング： 非常に厳しい平面度（多くの場合、光バンドで測定）と平行度を達成するために、微細な研磨スラリーを使用し、シールの有効性を最小限に抑えるために不可欠です。
    • 研磨： 表面を鏡面仕上げ（低いRa値）にさらに洗練させ、超高純度流体システムまたは境界潤滑条件が存在する場合の摩擦、摩耗、および堆積付着の可能性を低減します。

    これらのプロセスは、SiC動的部品のトライボロジー性能を向上させます。

  3. エッジホーニング/面取り：

    脆性SiC部品の鋭いエッジは、取り扱い、組み立て、または動作中に欠けやすくなる可能性があります。エッジホーニングまたはエッジに小さな半径を適用すると、部品の堅牢性が大幅に向上し、破壊開始のリスクが軽減されます。これは、衝撃または高い機械的応力を受ける部品にとって特に重要です。

  4. クリーニングと純度保証：

    半導体、製薬、または食品加工業界の用途の場合、部品は厳格な清浄度基準を満たす必要があります。製造、機械加工液、または取り扱いからの残留物を除去するために、機械加工後の洗浄プロセスが採用されています。高純度SiC部品（例：SSiCまたはCVD SiC）の場合、再汚染を防ぐために、特殊な洗浄プロトコルとパッケージングが必要になる場合があります。

  5. シーリング/含浸（特定のグレードの場合）：

    特定のタイプの反応結合SiC（RBSiC）など、完全に緻密化されていないSiCの特定のグレード、またはその他の用途を目的とした多孔質SiCバリアントは、ガスまたは液体の気密性を確保するために、流体処理で使用する場合はシーリングまたは含浸が必要になる場合があります。これは、本質的に緻密であるSSiCなどのグレードではあまり一般的ではありませんが、軽微な相互接続多孔性が問題になる可能性がある特定のコストに敏感なまたは複雑な形状のRBSiC部品の場合には考慮事項となる可能性があります。ただし、ほとんどの流体処理では、SSiCや適切に作られたRBSiCなどの完全に緻密な材料が推奨されます。

  6. コーティング（特殊用途）：

    SiC自体は優れた特性を持つ一方で、一部のニッチな用途においては、特定の特性をさらに高めるためにコーティングが施される場合があります。例えば、ダイヤモンドライクカーボン（DLC）コーティングは、一部のベアリング用途において摩擦をさらに低減するために適用されることがあり、または、SiCをアセンブリ内の他の材料にろう付けするための特定の金属層が用いられることがあります。CVD SiC自体は、超高純度で耐性の高い表面を提供するために、グラファイトまたは他のSiCボディへのコーティングと見なすことができます。

  7. アニーリング：

    場合によっては、特に広範囲な研削後には、機械加工プロセスによって生じた残留応力を緩和するために、焼鈍工程を検討することがあります。ただし、これは金属の場合と比較してSiCではあまり一般的ではありません。

後処理の程度と種類は、精度、表面品質、純度、および機械的完全性に対する用途の要件に大きく依存します。設計および仕様策定の初期段階で、これらのニーズについてカスタムSiCコンポーネントサプライヤーに相談することは、最終製品が流体処理システムで最適な性能を発揮し、全体的な製造コストを効果的に管理するために不可欠です。

SiC流体処理における一般的な課題と効果的な軽減戦略

炭化ケイ素の優れた利点にもかかわらず、エンジニアおよび調達担当者は、SiCコンポーネントを流体処理システムに統合する際の潜在的な課題を認識しておく必要があります。これらの課題とその軽減策を理解することは、実装を成功させるための鍵となります。

課題 説明 軽減戦略
脆性と低い破壊靭性 SiCはセラミックであり、本質的に脆性があります。延性のある金属とは異なり、衝撃、高い引張応力、または曲げ荷重の下で破壊する可能性があります。
  • 可能な限り圧縮荷重のために設計してください。
  • 応力集中を軽減するために、十分な半径を組み込み、鋭角/ノッチを避けてください。
  • 点荷重を避けるために、適切な取り付けと組み立てを確保してください（ガスケット、コンプライアント層を使用）。
  • よりタフなSiCグレードを選択してください（例：一部のNBSiCまたは複合構造体（該当する場合）。ただし、多くの場合、SSiCの強度は優れた設計で十分です）。
  • SiC部品を外部からの衝撃から保護してください。検討してください このような設計原則が適用されている事例研究をレビューすること。 このような設計原則が適用されている事例研究をレビューすること。
機械加工の複雑さとコスト 焼結後、SiCは非常に硬くなり、機械加工（研削、ラッピング）には時間がかかり、高価になり、ダイヤモンド工具が必要になります。
  • 焼結後の機械加工を最小限に抑えるために、ほぼ正味形状の製造を設計します。
  • 機能に本当に必要な公差と表面仕上げを指定してください。
  • 材料を理解している経験豊富なSiC機械加工専門家と協力してください。
  • グリーン（焼結前）状態で特徴を組み込むことができるかどうかを検討してください。
耐熱衝撃性 SiCは一般的に、高い熱伝導率と適度なCTEにより優れた耐熱衝撃性を備えていますが、非常に急速で極端な温度変化は、特に複雑な形状や拘束された部品で、依然として破壊を引き起こす可能性があります。
  • 最適な耐熱衝撃性パラメータを持つSiCグレードを選択してください（例：RBSiCは多くの場合、良好に機能します）。
  • 可能な限り、均一な加熱/冷却のために設計してください。
  • 熱膨張/収縮を妨げる拘束を避けてください。
  • 設計中に熱勾配を分析してください（FEA）。
嵌合部品とのシーリングの課題 SiCコンポーネント間、またはSiCと他の材料間の完全で長持ちするシールを実現するには、特に高圧または高温下では、精度と慎重な設計が必要です。