オイル＆ガスにおけるSiC：過酷な環境へのソリューション

はじめにカスタム炭化ケイ素 - 過酷な石油・ガス操業における縁の下の力持ち

石油・ガス産業は、極限状態のフロンティアで操業しています。灼熱の坑内温度や破砕圧力から、腐食性の高い流体や研磨性の高いスラリーまで、この分野の機器は絶え間ない課題に直面しています。このような厳しい環境では、材料の選択が最も重要であり、作業効率、安全性、収益性に直接影響します。カスタム炭化ケイ素(SiC)製品は不可欠なソリューションとして台頭し、従来の材料では困難な場面で比類ない性能を発揮します。炭化ケイ素は、ケイ素と炭素から合成される高性能セラミックです。硬度、強度、熱安定性、化学的不活性という独自の組み合わせにより、探査、掘削、生産、精製プロセスで遭遇する最も過酷な環境にさらされる部品に最適です。標準的な既製部品とは異なり、カスタムSiC部品は特定の用途要件に合わせて設計され、最適な適合性、形状、機能を保証します。このオーダーメイドのアプローチにより、エンジニアと調達マネージャーは、ユニークな運用上の課題に対処し、機器の寿命を延ばし、ダウンタイムを減らし、最終的に総所有コストを下げることができます。業界がより深く、より攻撃的な貯水池へと邁進するにつれ、カスタムSiCのような信頼性の高い高耐久性材料への需要は増加の一途をたどっており、技術革新と持続的な生産を可能にする重要な要素となっています。

ガントレット石油・ガス環境における厳しい現実を理解する

石油・ガス産業の操業現場は、エンジニアリング材料の限界を試すような過酷な条件が重なっているのが特徴である。このような厳しい現実を理解することは、炭化ケイ素のような先端材料の重要な必要性を強調します。

• 極端な温度： 坑内環境は200°C（392°F）を超えることもあり、LNG生産における極低温プロセスでは-162°C（-260°F）にもなります。材料は、このような広大な熱スペクトルにわたって構造的完全性と性能を維持しなければなりません。高温SiCコンポーネントは非常に重要です。
• 高圧： 大深度掘削や超深海作業では、20,000psiを超える圧力がかかります。噴出防止装置（BOP）、坑井ヘッド、坑内工具の部品は、変形や故障を起こすことなく、これらの巨大な力に耐えなければなりません。
• 腐食剤： 原油や天然ガスには、硫化水素（H₂S）、二酸化炭素（CO₂）、かん水、さまざまな酸が含まれていることが多い。これらの物質はほとんどの金属に対して腐食性が高く、急速な劣化をもたらす。耐食性SiCは大きな利点を提供する。
• 磨耗： 抽出された流体中に砂、プロパント、岩石切断くずが存在すると、研磨性の高いスラリーが形成される。これは、ポンプ、バルブ、チョーク、パイプライン、および分離装置における深刻な侵食につながります。耐摩耗性SiC部品は、部品の寿命を大幅に延ばします。
• 機械的ストレスと振動： 掘削作業、ポンプシステム、回転機械は、大きな機械的応力、疲労、振動を発生させるため、高い強度と靭性を持つ材料が要求される。
• 化学兵器による攻撃 阻害剤、溶剤、刺激液など、さまざまな化学物質が石油・ガスのライフサイクルを通じて使用される。材料は、劣化を避けるために幅広い化学的適合性を示さなければなりません。

このような厳しい条件下では、単に生き残るだけでなく、優れた材料が必要となります。標準的な鋼や合金、そして特殊なポリマーでさえ、その性能はすぐに限界に達してしまい、頻繁な交換やコストのかかるダウンタイム、潜在的な安全上の危険につながります。そこで、炭化ケイ素の本質的な特性が、この分野に真の変革をもたらすのです。

主な用途オイル＆ガス事業におけるSiCの優位性

炭化ケイ素の卓越した特性は、石油・ガス産業の上流、中流、下流の各分野における多様な重要用途に適しています。過酷な条件にも耐えるその能力は、主要機器の信頼性と寿命の向上につながります。

アプリケーション分野	特定SiC部品	主なメリット
掘削と完成	泥水モーターベアリング、スラストベアリング、ラジアルベアリング（PDCドリルビット）、MWD/LWDツールコンポーネント（スリーブ、ローター、ステーター）、ドリルビットおよびリーマー用ノズル、ダウンホールツール用バルブコンポーネント。	研磨性の掘削泥水に対する高い耐摩耗性、高い坑内温度での熱安定性、耐腐食性、高圧下での寸法安定性。
生産と人工揚力	電動水中ポンプ(ESP)用ベアリングとシール、スネークポンプ(PCP)部品、流量制御用バルブトリム(シート、チョーク、ビーンズ)、砂分離用サイクロンライナー。	優れた耐摩耗性、サワーガスや生産水に対する化学的不活性、過酷なポンプ条件下での運転寿命の延長。
表面処理装置	ポンプやコンプレッサーのメカニカルシール、腐食性媒体用のバルブ部品（ボール、シート、ゲート）、チョークバルブ部品、パイプやエルボの摩耗ライナー、脱硫やその他の化学プロセス用のノズル。	優れた耐摩耗性と耐腐食性、シールの放熱のための高い熱伝導性、メンテナンス間隔の短縮。
サブシー・システム	深海の圧力や腐食性海水にさらされる海底コネクタ、バルブアクチュエータ、制御モジュール、センサー用のコンポーネント。	海水腐食への耐性、高い耐圧性、アクセスしにくい環境での長期信頼性。
精製・石油化学	熱交換器チューブ、炉部品（ビーム、ローラー、バーナーノズル）、腐食性化学物質を扱うポンプシールとベアリング、触媒サポート構造。	高温強度、耐熱衝撃性、各種炭化水素やプロセス化学薬品による耐薬品性。

エンジニアリングSiCソリューションの多用途性により、このような特殊で要求の厳しい役割において性能を最大化するオーダーメイドの設計が可能になり、石油・ガスプロジェクトの操業の完全性と経済的実行可能性に大きく貢献します。

カスタム炭化ケイ素が石油・ガス業界のゲームチェンジャーとなる理由

標準的なセラミック部品にはいくつかの利点がありますが、カスタム炭化ケイ素ソリューションは、石油・ガス産業にとって真に革新的な特殊性と性能最適化のレベルを提供します。材料特性と部品形状をアプリケーションの正確な要求に合わせて調整する能力は、運用上および経済上の大きな利点を引き出します。

• 長寿命化のための耐摩耗性の向上： カスタムSiC配合は、最大の硬度と靭性を持つように最適化することができ、砂、プロパント、掘削微粉による耐摩耗性を劇的に向上させます。これは、ベアリング、シール、ノズル、チョークバルブなどの部品の長寿命化に直結し、交換頻度と関連するダウンタイムを削減します。
• 過酷な環境下での優れた耐食性： 石油とガスの環境は、H₂S、CO₂、ブライン、および様々な酸のような腐食性薬剤が蔓延しています。カスタムSiC部品、特に焼結炭化ケイ素(SSiC)は、これらの過酷な条件下で、ほとんどの金属や他のセラミックよりも優れた化学的不活性を示します。これにより、早期故障を防ぎ、システムの完全性を維持します。
• 揺るぎない高温安定性： 坑内作業や特定の精製工程は極端な温度を伴います。炭化ケイ素は、金属が軟化または劣化するような温度でも、機械的強度と寸法安定性を維持します。カスタム設計は、熱膨張と衝撃を考慮することができ、幅広い温度変動にわたって信頼性を確保します。
• 業務効率の向上： 長寿命で信頼性の高いコンポーネントは、よりスムーズで継続的な操業に貢献します。例えば、SiCシールはポンプの漏れとエネルギー消費を削減し、SiCベアリングはダウンホールモーターの高速化と高負荷を可能にします。
• 総所有コスト（TCO）の削減： カスタムSiCコンポーネントの初期投資は、従来の部品よりも高いかもしれないが、寿命の延長、メンテナンス要件の削減、ダウンタイムの最小化、プロセス効率の向上により、コンポーネントのライフサイクルにおけるTCOが大幅に削減されることが多い。
• 複雑な形状のための精密エンジニアリング： 最新の石油・ガス機器では、しばしば複雑な部品設計が要求されます。高度な製造技術は、MWD/LWDツールや特殊なバルブシステムのような洗練されたアセンブリにおいて、完璧なフィットと最適な性能を保証し、厳しい公差を持つ複雑なカスタムSiC形状の製造を可能にします。
• 軽量化の機会： 炭化ケイ素は、多くの高性能合金（炭化タングステン、ステライトなど）よりも密度が低い。これは、ダウンホールツールのような重量が重視される用途で有利に働くことがあり、ストリング全体の重量を減らし、取り扱いを改善します。

特注のSiC製造を活用することで、石油・ガス事業者は既製のソリューションの限界を超え、業界で最も厳しい環境において、機器の性能、耐久性、経済効率の一段階上の変化を達成することができます。

オイル＆ガスの課題に最適なSiCグレードの選択

すべての炭化ケイ素が同じように作られているわけではありません。様々な製造工程によって異なるグレードのSiCが得られ、それぞれがユニークな特性を持っています。最適なグレードを選択することは、特定の石油・ガス用途において性能と寿命を最大化するために極めて重要です。調達マネージャーと設計エンジニアは、部品が直面する主な課題（極度の摩耗、腐食性攻撃、高温、または機械的ストレス）を考慮する必要があります。

ここでは、一般的に利用されているSiCのグレードと、石油・ガス分野との関連性を紹介する：

SiCグレード	主な特徴	代表的な石油・ガス用途	考察
焼結炭化ケイ素（SSiC）	最高密度（～98～99%）、優れた耐薬品性、耐食性、高強度、高硬度、良好な耐熱衝撃性、高温能力。無加圧焼結やホットプレスで製造されることが多い。	メカニカルシール、ベアリング（特に腐食性媒体用）、バルブトリム、ノズル、摩耗ライナー、ESP部品。耐薬品性SiC部品に最適。	一般にコストが高く、焼結後の複雑な形状の加工が難しい。
反応性炭化ケイ素 (RBSC / SiSiC)	遊離シリコン（通常8-15%）を含み、耐摩耗性が良く、熱伝導率が高く、耐熱衝撃性に優れ、複雑な形状の製造が容易である。	大型部品用摩耗ライナー、ポンプ部品、熱交換器チューブ、構造部品、耐摩耗SiCライニング。	遊離シリコンは高温で特定の強酸や腐食剤に侵されることがある。SSiCより最高使用温度が低い。
窒化ケイ素結合炭化ケイ素（NBSC）	窒化ケイ素相によって結合されたSiC粒。良好な耐熱衝撃性、適度な強度、用途によっては良好な耐摩耗性。	キルン家具、一部の摩耗部品、バーナーノズル。非常に重要な石油・ガス動力部品ではあまり一般的でない。	一般にSSiCやRBSCに比べて機械的性質が低い。
再結晶炭化ケイ素（RSiC）	高純度、優れた耐熱衝撃性、高い気孔率（含浸されていない場合）。	高温炉部品、触媒担体。流体の封じ込めや摩耗の用途には含浸が必要な場合が多い。	高密度化/含浸処理を行わないと、緻密なSiCグレードよりも強度および耐摩耗性が低下する。
グラファイト入りSSiC/RBSC	トライボロジー特性の向上（自己潤滑性）、耐熱衝撃性の向上。	ドライランニングシール、低摩擦を必要とするベアリング。	無荷重のものに比べ、硬度と強度がわずかに低下。

SiCグレードの選択は、多くの場合、様々な特性とコストのトレードオフを伴う。例えば、最大限の耐食性と強度が要求される用途では、コストは高くなるものの、一般的にSSiCが好まれます。極端な耐薬品性が摩耗や熱衝撃の二の次となるような大型で複雑な形状の場合は、RBSC の方が経済的で実用的な選択となる場合があります。経験豊富な技術セラミック・サプライヤーに相談することは、このような選択をナビゲートし、選択したグレードが石油・ガス部門における用途特有の運用上の要求に完全に合致するようにするために極めて重要である。

ピーク時の石油・ガス性能を実現するカスタムSiCコンポーネントの設計

石油・ガス用途向けのカスタム炭化ケイ素コンポーネントの設計段階は非常に重要です。SiCは卓越した材料特性を備えていますが、その可能性を最大限に引き出すには、厳しい運用環境とセラミック製造のユニークな特性の両方に対して最適化された設計が鍵となります。エンジニアは、最終部品の形状以外の要素も考慮しなければなりません。

• ストレスの集中度を理解する： SiCは脆性材料であり、金属に比べて破壊靭性が低い。設計では、鋭利な内部コーナー、切り欠き、断面の急激な変化などを細心の注意を払って避けなければなりません。これらは応力の集中源となり、荷重や熱衝撃の下で早期破壊につながる可能性があります。余裕のある半径とスムーズな移行が最も重要です。
• 7279: 製造容易性のための設計（DfM）： SiCは固有の硬度を持つため、緻密化した状態での加工には時間とコストがかかる。複雑な形状は、可能であれば、「グリーン」（焼結前）状態に組み込むべきである。考慮すべき点は以下の通りです：
  • 抜き勾配： プレス部品や成形部品の場合、適切な抜き勾配をつけることで、金型からの取り外しが容易になります。
  • 壁の厚さ： 均一な肉厚は、焼結時の反りやクラックの防止に役立ちます。達成可能な最小および最大肉厚は、SiCグレードおよび製造プロセスによって異なります。
  • 複雑さとコスト： 非常に複雑な設計は、金型費用と製造の複雑さを増加させます。設計者は、性能のニーズと製造可能性のバランスを取る必要があります。
• シュリンケージの会計処理： セラミック部品は通常、焼結工程で大きく収縮します（多くの場合15-20%）。この収縮は、所望の最終寸法を達成するために、最初の「グリーン」ボディ設計で正確に説明されなければなりません。これは、経験豊富なSiCメーカーが得意とする重要な分野です。
• 熱管理： 大きな熱サイクルや高い動作温度を伴う用途では、熱膨張に対応し、熱応力を最小限に抑える設計が必要です。SiCの高い熱伝導率は利点となり得ますが、勾配を管理する必要があります。
• 相手部品とのインターフェース： SiC部品がアセンブリ内の他の部品とどのようにインターフェースするか、特にそれらの部品が異なる材料（金属など）で作られている場合は考慮する必要があります。熱膨張係数の違いは、適切に管理されなければ（例えば、コンプライアント層や適切な取り付け機構によって）応力を引き起こす可能性があります。
• 負荷分散： 荷重がSiC部品全体にできるだけ均等に分散されるようにしてください。点荷重は局所的な高応力と破壊につながります。コンプライアント層や適切に設計された固定具を使用することが有効です。
• 圧力定格と壁の計算： ポンプハウジング、バルブボディ、またはダウンホールツールの圧力含有エレメントのようなコンポーネントの場合、SiC特有の機械的特性（曲げ強度、ワイブル弾性率など）を考慮し、予想される内部圧力と外部圧力に基づいて肉厚を慎重に計算することが極めて重要です。
• 耐衝撃性： SiCは非常に硬いが、衝撃による損傷を受けやすい。衝撃が懸念される場合は、SiC部品を保護する設計上の特徴や、（入手可能で適切であれば）強化SiCグレードの選択を検討すべきである。SiCをより延性のある材料で包むことで保護できる場合もある。

カスタム産業用セラミックの効果的な設計には、エンドユーザーのエンジニアリング チームと SiC 製造業者の間の協力的なアプローチが必要です。知識豊富なサプライヤーと早期に関わることで、設計上の欠陥を未然に防ぎ、性能とコストを最適化し、最終的なコンポーネントが石油・ガス産業の厳しい要求を満たすようにすることができます。特殊な要件には カスタマイズ・サポート 経験豊富な専門家による指導は、すべての違いを生む。

精密エンジニアリング：石油・ガス用SiCの公差、表面仕上げ、寸法精度

石油・ガス事業という厳しい環境では、部品の精度は品質だけでなく、安全性や作業効率の問題でもあります。炭化ケイ素のカスタム部品では、特にシール、ベアリング、バルブ部品のような動的用途において、厳しい公差、特定の表面仕上げ、高い寸法精度を達成することが重要です。

達成可能な公差：

SiC部品の達成可能な公差は、SiCグレード、製造工程（プレス、押出、スリップキャストなど）、部品のサイズと複雑さ、焼結後の機械加工の程度など、いくつかの要因によって異なります。

• 焼結公差： 焼結したままの状態（大きな後加工なし）で使用される部品の場合、焼結収縮率に固有のばらつきがあるため、公差は一般的に広くなります。典型的な焼結ままの公差は、寸法の±0.5%から±2%の範囲である。
• 研削/機械加工公差： 高精度が要求される用途では、SiC部品は焼結後にダイヤモンド工具を使用して研磨またはラップ加工されます。これにより、より厳しい公差が可能になります。
  • 寸法公差：重要な寸法については、±0.005mmから±0.025mm（±0.0002″から±0.001″）の公差は、精密研削により小さな部品でしばしば達成可能です。大きな部品や複雑な形状の部品では、公差が若干広くなる場合があります。
  • 幾何公差：平行度、平面度、真円度、円筒度は、精密機械加工によって非常に微細なレベルまで制御することも可能です。例えば、シール面の平坦度は数ミクロン単位で調整可能です。

表面仕上げオプション：

表面仕上げは、摩擦、摩耗、漏れを最小限に抑えるために、シーリングやベアリングの用途に関わる部品にとって最も重要です。

• 焼結ままの仕上げ： 非焼結SiCの表面粗さ（Ra）は様々であるが、通常0.8μm～3.2μm Raの範囲である。これは、一部の静的用途や、機械的ロッキングのために粗い表面が望まれる場合には許容できる場合があります。
• グラウンド仕上げ： 研削によって表面仕上げを大幅に改善することができ、一般的にRa値は0.2 µmから0.8 µmになります。これは、多くのベアリングやシール部品で一般的です。
• ラップ/研磨仕上げ： 高性能メカニカルシール面のような超重要用途では、ラッピングとポリッシングにより、多くの場合Ra値が0.1 µm未満、鏡面仕上げでは0.02 µmという極めて滑らかな表面を実現できます。これにより、最適なシーリングと最小限の摩擦が保証されます。

寸法精度とその重要性：

寸法精度は、SiC部品がアセンブリ内で正しく適合し、意図された機能を確実に果たすことを保証する。

• シーリング用途： メカニカルシール面の平坦度と表面仕上げは、高圧流体や危険な流体の漏れを防ぐために非常に重要です。わずかな狂いでもシールの故障につながります。
• ベアリングの用途 内径、外径、真円度、クリアランスを正確に管理することは、ポンプやモーターに使用されるSiCベアリングの適切な機能と寿命に不可欠です。
• フローコントロール： チョークバルブやノズルでは、オリフィスの寸法精度が流量や制御精度に直接影響します。
• 互換性： 厳密な寸法管理により、部品の互換性を確保し、メンテナンスを簡素化し、在庫の必要性を低減します。

SiCのような硬質材料の機械加工で高精度を達成するには、特殊な設備、専門知識、厳格な品質管理プロセスが必要です。評判の高いサプライヤーは、寸法、公差、表面仕上げを検証する高度な計測能力を備えており、コンポーネントが石油・ガス業界が要求する厳しい仕様に適合していることを保証します。

磨耗の激しいオイル＆ガス環境における耐久性向上のための後処理

炭化ケイ素は本来、優れた硬度と耐摩耗性を備えていますが、特定の後処理を施すことで、特に石油・ガス事業で遭遇する極めて摩耗性の高い腐食環境において、その耐久性と性能をさらに高めることができます。これらの工程は、重要なSiC部品の耐用年数を最大限に延ばすために極めて重要です。

一般的な後処理のニーズには以下のようなものがある：

• 精密研削: これは最も一般的な焼結後の工程である。SiCは非常に硬いため、ダイヤモンド砥石が使用される：
  • 最終寸法と公差： 前述したように、研削は厳しい寸法や幾何学的な仕様を満たすために不可欠である。
  • 表面仕上げの向上： 研削は表面粗さを減少させるが、これは動的シールやベアリングにとって、摩擦や摩耗を最小限に抑えるために不可欠である。
  • 表面の傷の除去： 焼結中に発生した可能性のある表面の小さな欠陥を取り除くことができる。
• ラッピングとポリッシング： メカニカルシール面や高精度ベアリングなど、非常に滑らかで平坦な表面を必要とする用途向け：
  • ラッピング： 研磨スラリーを使用して、非常に平坦な表面（光の帯で測定）と微細な仕上げ（Ra < 0.2 µm）を実現します。
  • 研磨： 鏡面仕上げ（Ra < 0.05 µm）が可能で、摩擦をさらに低減し、シールの完全性を向上させます。これは高性能SiCシールにとって極めて重要です。
• エッジ面取り/ラジアス加工： SiCのような脆性材料の鋭利なエッジはチッピングを起こしやすい。エッジに面取りやRを付けることで、靭性を向上させ、取り扱い、組み立て、操作中に損傷する可能性を減らすことができます。これは、衝撃や乱暴な取り扱いを受ける部品にとって特に重要です。
• クリーニングと表面処理： 加工後は、研削液や研磨媒体の汚染物質や残留物を除去するために、徹底的な洗浄が必要である。特定の表面処理は、モノリシックSiCではあまり一般的ではありませんが、ニッチな用途では考慮されるかもしれません。
• 表面シーリング（多孔質グレード用）： SSiCのような緻密なグレードは一般的に不透 過性であるが、SiCの種類によっては（例えば、完全 に緻密でない場合のある種のRBSCグレードや多孔質の RSiC）、絶対的な不透過性が要求され、固有の多孔 性が問題となりうる流体封じ込め用途に使用する場合、 表面封止や含浸が有効な場合がある。しかし、ほとんどの石油・ガス用途では、緻密で無孔質のSiCグレードが好まれる。
• コーティング（特殊用途）： SiC自体は高い耐摩耗性と耐腐食性を持つが、超高度な要求や特殊なシナリオでは、摩擦係数のような表面特性をさらに修正するために、薄いコーティング（ダイヤモンドライクカーボン-DLCなど）が施されることがある。これは、ほとんどのSiC製石油・ガスコンポーネントの標準的な後処理工程ではありませんが、現在進行中の材料科学開発の分野です。
• 非破壊検査（NDT）： 技術的には品質管理の一段階であるが、染料浸透探傷検査（表面破断亀裂の検査）や超音波探傷検査（内部欠陥の検査）のようなNDT法は、出荷前の完全性を保証するために、重要な部品の機械加工後に実施されることが多い。

適切な後処理工程の選択は、特定の用途、使用されるSiCのグレード、および要求される性能特性に大きく依存します。知識豊富なSiCメーカーと密接に協力することで、これらの仕上げ工程が正しく指定され、実行されることが保証され、最終的に石油・ガス産業の過酷な条件に耐える部品を提供することができます。

SiCでオイル＆ガスの素材と運用の課題を克服する

炭化ケイ素の素晴らしい特性にもかかわらず、他の先端材料と同様に、その応用、特に石油・ガス産業という厳しい状況下での応用には、一定の課題があります。これらの潜在的なハードルとそれを軽減する戦略を理解することが、SiCの利点をうまく活用する鍵である。

一般的な課題：

• 脆性と破壊靭性： SiCはセラミックであるため、ほとんどの金属よりも本質的に脆い。つまり、突然の衝撃や高い引張応力を受けたときの破壊に対する抵抗力が低い。
  • 緩和： 応力集中を最小化するための入念な設計（例えば、エッジを丸くする、鋭角を避ける）、圧縮荷重設計、より強靭なSiCグレードの選択（ただし、他の特性とのトレードオフになることが多い）、保護ハウジングまたはアセンブリ設計。適切な取り扱いと設置手順も重要です。
• 加工の複雑さとコスト： 焼結SiCは非常に硬いため、加工が難しく、コストがかかる。ダイヤモンド工具と特殊な研削技術が必要です。
  • 緩和： 焼結後の機械加工を最小限にするためのニアネットシェイプ製造のための設計。高度な機械加工能力を持ち、製造可能な設計を最適化できる経験豊富なカスタムSiCメーカーとのコラボレーション。
• 耐熱衝撃性： SiCは一般的に、他のセラミック（特に熱伝導率が高いRBSC）に比べて優れた耐熱衝撃性を持っていますが、非常に急激で極端な温度変化は、依然として応力や潜在的なクラックを誘発する可能性があります。
  • 緩和： RBSCやNBSCのような）耐熱衝撃性の高いグレードの選択、熱勾配を最小化する部品の設計、可能であれば工程における加熱／冷却速度の制御の実施。
• 他の材料（特に金属）へのSiCの接合： SiCと金属の熱膨張係数の違いは、温度サイクル中に接合部に大きな応力を生じさせ、故障につながる可能性がある。
  • 緩和： 活性ブレージング合金を用いたブレージング、入念に設計された干渉を用いた焼きばめ、熱膨張特性を段階的に変化させた中間層の使用など、特殊な接合技術を利用する。差動膨張に対応するように設計された機械的締結も一般的です。
• コスト： 高純度の原材料とエネルギー集約的な製造工程は、SiC部品が従来の金属部品に比べて初期コストが高いことを意味する。
  • 緩和： 総所有コスト（TCO）を重視。耐久性のあるSiC部品が提供する長寿命、メンテナンスの低減、ダウンタイムの最小化は、特に故障コストが非常に高い重要なアプリケーションでは、初期投資を正当化することがよくあります。設計を最適化し、適切なグレードを選択することで、コストを管理することもできます。
• カスタムパーツの在庫とリードタイム： 高度にカスタマイズされた、あるいは複雑なSiC部品は、標準的な既製部品に比べてリードタイムが長くなる可能性がある。
  • 緩和： 積極的な調達計画と信頼できるサプライヤーとの強固な関係の構築。強固なサプライチェーンと製造能力を持つサプライヤーと協力すること。

このような課題の多くは、知識と経験豊富な炭化ケイ素の専門家と提携することで効果的に対処することができます。例えば、Sicarb Techは、中国の炭化ケイ素カスタマイズ部品工場のハブとして知られる濰坊との深い専門知識とコネクションを活用し、このようなハードルを克服することに優れています。濰坊には40以上のSiC生産企業があり、中国のSiC総生産量の80%以上を占めている。Sicarb Techは2015年以来、現地生産技術の向上と大規模生産の実現に貢献してきた。中国科学院（濰坊）イノベーションパークの一部として、また中国科学院国家技術移転センターの支援を受けて、Sicarb Techは最先端の研究開発と実用的な製造能力のユニークなブレンドを提供しています。当社の国内トップクラスの専門チームは、炭化ケイ素製品のカスタム生産を専門としており、以下のようなサポートを提供しています。