까다로운 애플리케이션을 위한 고급 SiC 세라믹

소개: 맞춤형 탄화규소의 필수적인 역할

끊임없이 진화하는 고성능 산업 응용 분야에서 재료 과학은 중추적인 역할을 합니다. 첨단 재료의 선두 주자 중 하나는 맞춤형 탄화규소(SiC) 세라믹이 필수적인 부품으로 부상했습니다. 실리콘과 탄소의 화합물인 탄화규소는 뛰어난 경도, 높은 열전도율, 우수한 내식성 및 고온에서의 우수한 강도로 유명합니다. 하지만 "맞춤형"에 중점을 두는 이유는 무엇일까요? 표준, 기성품 부품은 특수 산업 공정의 고유하고 엄격한 요구 사항을 충족하지 못하는 경우가 많습니다. 맞춤형 SiC 제품은 정밀한 사양에 맞게 세심하게 설계 및 제작되어 기존 재료가 실패하는 환경에서 최적의 성능, 수명 및 효율성을 보장합니다. 반도체 제조에서 항공 우주 공학에 이르기까지 SiC 특성 및 형상을 맞춤화하는 능력은 혁신과 운영 우수성의 새로운 수준을 열어 기술의 경계를 넓히는 산업에 필수적인 요소로 만듭니다.

이러한 특수 세라믹에 대한 수요는 고온, 공격적인 화학 환경 및 강렬한 기계적 응력을 포함한 극한 조건에서 작동할 수 있는 능력에서 비롯됩니다. 산업이 생산성 향상, 가동 중단 시간 감소 및 지속 가능성 향상을 위해 노력함에 따라 탄화규소 기술 세라믹의 고유한 특성은 설득력 있는 솔루션을 제공합니다. 이 블로그 게시물에서는 맞춤형 SiC 세라믹의 다양한 세계를 자세히 살펴보고 응용 분야, 장점, 설계 고려 사항 및 신뢰할 수 있는 공급업체를 찾는 방법을 살펴봅니다.

탄화규소 세라믹의 주요 산업 응용 분야

탄화규소(SiC)의 다재다능함은 고유한 특성의 조합을 활용하는 광범위한 산업 분야에서 적용할 수 있도록 합니다. SiC 부품을 맞춤화하는 능력은 고도로 전문화되고 까다로운 역할에서 채택을 더욱 확대합니다.

• 반도체 제조: SiC는 높은 순도, 열적 안정성 및 플라즈마 침식에 대한 저항성으로 인해 웨이퍼 처리 시스템, 서셉터, 에칭 장비 부품 및 용광로 부품과 같은 부품에 중요합니다. SiC 반도체 장비 부품은 공정 청결도와 수명을 보장합니다.
• 자동차: 고성능 제동 시스템, 내마모성 씰 및 베어링에 사용되며, 높은 열전도율과 고전압 효율성으로 인해 전기 자동차(EV)용 전력 전자 장치에도 점점 더 많이 사용됩니다.
• 항공우주 및 방위: 로켓 노즐, 터빈 부품, 장갑판 및 고온 센서 보호에 사용됩니다. 항공 우주 SiC 부품은 가벼운 무게, 높은 강도 대 중량비 및 열 충격 저항성의 이점을 누릴 수 있습니다.
• 전력 전자: MOSFET 및 다이오드와 같은 SiC 기반 장치는 실리콘에 비해 더 높은 스위칭 주파수, 더 낮은 에너지 손실 및 더 높은 온도 및 전압에서 작동할 수 있는 능력으로 인해 전력 변환에 혁명을 일으키고 있습니다.
• 재생 에너지: 고효율과 내구성이 가장 중요한 집중형 태양열 발전 시스템 및 풍력 및 태양 에너지용 인버터의 부품에서 발견됩니다.
• 야금 및 고온로: 탁월한 고온 강도와 열 충격 및 화학적 공격에 대한 저항성으로 인해 가마 가구(빔, 롤러, 플레이트), 열전대 보호 튜브, 도가니 및 버너 노즐에 사용됩니다.
• 화학 처리: 씰, 펌프 부품, 밸브 및 열교환기 튜브와 같은 부품은 부식성 및 연마성 매체에 대한 SiC의 뛰어난 화학적 불활성 및 내마모성의 이점을 누릴 수 있습니다.
• LED 제조: SiC 기판은 고휘도 LED용 GaN 층을 성장시키는 데 사용되며, 우수한 격자 정합 및 열전도율을 제공합니다.
• 산업 기계: 기계적 씰, 베어링, 연마 블라스팅용 노즐 및 치수 안정성이 필요한 정밀 부품과 같은 내마모성 부품에 사용됩니다.
• 석유 및 가스: 가혹한 환경과 연마성 슬러리에 노출된 다운홀 도구, 밸브 부품 및 마모 부품에 사용됩니다.
• 의료 기기: 생체 적합성 SiC 등급은 이식형 장치 및 의료 장비의 내마모성 부품에 대해 탐구됩니다.
• 철도 운송: SiC 전력 모듈은 에너지 절약 및 시스템 크기 감소를 제공하여 열차용 견인 변환기에 점점 더 많이 사용됩니다.
• 원자력: 방사선 저항성 및 고온 안정성으로 인해 차세대 원자로의 구조 부품 및 연료 피복재로 고려됩니다.

이러한 광범위한 적용 가능성은 현대 기술 및 제조에서 산업용 SiC 응용 분야의 중요성을 강조합니다.

맞춤형 탄화규소를 선택하는 이유는 무엇입니까? 성능 이점 공개

표준 SiC 부품은 고유한 장점을 제공하지만, 맞춤형 탄화규소 솔루션을 선택하면 특정 응용 분야에서 성능, 효율성 및 수명을 크게 향상시킬 수 있는 맞춤형 접근 방식을 제공합니다. 맞춤화를 통해 엔지니어는 SiC의 특성과 형상을 운영 요구 사항에 정확하게 맞춰 SiC의 잠재력을 최대한 활용할 수 있습니다.

사용자 지정의 주요 이점은 다음과 같습니다:

• 최적화된 열 관리: 맞춤형 설계는 열전도율을 극대화하거나 반대로 필요한 경우 맞춤형 단열을 제공할 수 있습니다. 냉각 채널 또는 특정 표면 마감과 같은 기능은 전자 장치 또는 고온 기계의 열 관리 SiC 부품에 필수적인 열 분산을 향상시키기 위해 통합될 수 있습니다.
• 향상된 내마모성: SiC 부품의 형상과 조성은 특정 마모 메커니즘(마모, 침식, 부식)에 대처하도록 맞춤화할 수 있습니다. 이는 노즐, 씰 및 베어링과 같은 부품에 매우 중요하며, 서비스 수명을 연장하고 SiC 마모 부품의 유지 관리 비용을 절감합니다.
• 뛰어난 내화학성 및 내식성: 맞춤형 SiC 제형은 화학 공정 또는 반도체 에칭에서 발견되는 공격적인 매체에서 부품 무결성을 보장하여 특정 화학 환경을 견딜 수 있도록 선택할 수 있습니다.
• 정밀한 적합성 및 기능: 맞춤화를 통해 SiC 부품이 기존 어셈블리 또는 새로운 설계에 원활하게 통합되어 호환성 문제를 제거하고 전체 시스템 성능을 최적화할 수 있습니다. 이는 공차가 빡빡한 복잡한 기계에 매우 중요합니다.
• 향상된 기계적 강도 및 안정성: 보강 리브 또는 최적화된 응력 분포와 같은 설계 수정은 SiC 부품의 기계적 견고성을 향상시켜 고하중 또는 고압 응용 분야에 적합하게 만들 수 있습니다.
• 재료 효율성 및 비용 효율성: 맞춤화에는 초기 설계 비용이 포함될 수 있지만, 성능 향상, 재료 폐기물 감소(근사 순형상 부품 설계), 부품 수명 연장을 통해 장기적인 비용 절감으로 이어질 수 있습니다.
• 특정 전기적 특성: 응용 분야(예: 반도체 기판, 발열체 또는 절연체)에 따라 SiC의 전기 저항률은 도핑을 통해 또는 특정 SiC 다형체 및 제조 공정을 선택하여 맞춤화할 수 있습니다.

궁극적으로 맞춤형 SiC 부품을 선택하는 것은 요구 사항을 부분적으로만 충족할 수 있는 일반 부품을 적용하는 대신 특정 운영 환경에서 성공을 위해 설계된 솔루션에 투자하는 것을 의미합니다.

권장 SiC 등급 및 조성

탄화규소 세라믹은 만능 재료가 아닙니다. 다양한 제조 공정은 특정 응용 분야에 맞게 조정된 고유한 특성 세트를 가진 다양한 SiC 등급을 생성합니다. 이러한 등급을 이해하는 것은 맞춤형 SiC 제품에 최적의 재료를 선택하는 데 중요합니다.

다음은 몇 가지 일반적인 SiC 유형과 해당 특성입니다.

SiC 등급	주요 특징	일반적인 애플리케이션
반응 결합 탄화규소(RBSiC 또는 SiSiC)	우수한 기계적 강도, 뛰어난 내마모성 및 내식성, 높은 열전도율, 복잡한 형상 가능, 비교적 낮은 제조 비용. 일부 유리 실리콘(일반적으로 8-15%)을 포함합니다.	가마 가구, 버너 노즐, 내마모성 라이너, 펌프 부품, 기계적 씰, 대형 구조 부품. 반응 결합 SiC 부품 생산의 비용 효율성으로 인해 종종 선택됩니다.
소결 실리콘 카바이드(SSiC)	매우 높은 강도와 경도(고온에서도), 뛰어난 내식성 및 내마모성, 높은 순도(유리 실리콘 없음), 우수한 열 충격 저항성. 조밀하거나(직접 소결) 다공성일 수 있습니다.	화학 펌프 씰 및 베어링, FGD 노즐, 볼 밸브 부품, 반도체 가공 장비, 장갑, 고성능 마모 부품. 소결 SiC는 극한 조건에서 우수한 성능을 제공합니다.
질화 규소 결합 실리콘 카바이드(NBSiC)	우수한 열 충격 저항성, 중간 강도, 우수한 산화 저항성, 비교적 다공성. 질화규소에 의해 결합된 SiC 입자로 형성됩니다.	세라믹 소성용 가마 가구, 내화 라이닝, 용광로의 지지 구조, 우수한 열 사이클링 저항성이 필요한 응용 분야.
재결정 탄화규소(RSiC)	높은 순도, 뛰어난 열 충격 저항성, 높은 작동 온도(최대 1650°C+), 본질적으로 다공성이지만 CVD 코팅 시 조밀할 수 있습니다.	고온 가마 가구, 복사 튜브, 용광로 부품, 고급 세라믹 소성용 세터 및 지지대.
화학 기상 증착 탄화규소(CVD-SiC)	극도로 높은 순도(99.999% 이상), 이론적으로 조밀함, 뛰어난 내화학성, 매끄러운 표면, 코팅 또는 벌크 재료로 사용할 수 있습니다.	반도체 부품(서셉터, 더미 웨이퍼, 에치 링), 광학 부품(거울), 고순도 용광로 부품. 이것은 프리미엄 고순도 SiC입니다.
탄화규소 매트릭스 복합재(SiC-CMC)	단일체 SiC에 비해 향상된 파괴 인성, 고온에서의 높은 강도, 손상 허용 오차. 종종 SiC 매트릭스에 SiC 섬유가 있습니다.	항공 우주 엔진 부품, 열 보호 시스템, 산업용 가스 터빈, 고성능 제동 시스템.

SiC 등급의 선택은 작동 온도, 기계적 하중, 화학 환경, 열 충격 조건 및 비용 고려 사항과 같은 요인에 따라 달라집니다. 숙련된 전문가와 상담하는 것이 좋습니다. 탄화규소 전문가 맞춤형 응용 분야에 가장 적합한 등급을 선택하는 것이 좋습니다.

맞춤형 SiC 제품 설계를 위한 고려 사항

탄화규소로 부품을 설계하려면 특히 경도와 취성을 포함한 고유한 재료 특성을 신중하게 고려해야 합니다. SiC는 뛰어난 성능을 제공하지만, 세라믹 특성으로 인해 금속 또는 플라스틱에 사용되는 것과 다른 설계 전략이 필요합니다. 효과적인 설계는 맞춤형 SiC 제품의 제조 가능성, 기능성 및 수명을 보장합니다.

주요 설계 고려 사항은 다음과 같습니다:

• 형상의 단순성: 복잡한 형상은 SiC로 제조하기 어렵고 비용이 많이 들 수 있습니다. 가능한 경우 더 간단한 형상을 목표로 하십시오. 날카로운 내부 모서리와 단면의 급격한 변화를 피하십시오. 이는 응력 집중 지점이 될 수 있습니다. 대신 넉넉한 반경을 사용하십시오.
• 벽 두께: 소결 또는 소성 중 내부 응력을 최소화하고 균열을 방지하기 위해 균일한 벽 두께를 유지하십시오. 최소 달성 가능한 벽 두께는 제조 공정 및 전체 부품 크기에 따라 다릅니다.
• 허용 오차: 선택한 SiC 등급 및 제조 공정에 대해 달성 가능한 공차를 이해하십시오. 좁은 공차가 가능하지만 비용이 크게 증가합니다. 기능적으로 필요한 만큼만 공차를 지정하십시오.
• 응력 집중: SiC의 취성으로 인해 응력 집중 장치를 최소화하는 것이 중요합니다. 여기에는 날카로운 노치, 모서리 근처의 구멍 및 단면의 갑작스러운 변화를 피하는 것이 포함됩니다. 필렛과 반경을 자유롭게 사용해야 합니다.
• 가입 및 조립: SiC 부품이 다른 부품과 어떻게 통합될지 고려하십시오. SiC는 브레이징, 확산 접합 또는 기계적 고정과 같은 방법을 사용하여 자체 또는 다른 재료에 접합할 수 있습니다. 설계는 선택한 접합 방법을 수용해야 합니다.
• 가공성: SiC는 극도로 단단하여 가공(연삭)이 느리고 비용이 많이 드는 공정입니다. 가능한 한 근사 순형상 제조를 위해 설계하여 소성 후 가공을 최소화하십시오.
• 열팽창 불일치: SiC가 다른 재료와 함께 사용되는 경우, 특히 상당한 온도 변화가 있는 응용 분야에서는 열팽창 계수(CTE)의 차이를 고려해야 합니다. 이로 인해 특수 접합 기술 또는 설계 허용 오차가 필요할 수 있습니다.
• 표면 마감 요구 사항: 설계 프로세스 초기에 필요한 표면 마감을 지정하십시오. 더 매끄러
• 부하 분산: 국부적인 응력 지점을 피하고 파손을 방지하기 위해 균일한 하중 분배를 위한 설계를 하십시오. SiC가 강점을 보이는 압축 하중을 인장 또는 굽힘 하중보다 고려하십시오. 후자는 취약합니다.
• 프로토타이핑: 복잡하거나 중요한 부품의 경우, SiC에 대한 하드 툴링을 적용하기 전에, 가공이 용이한 재료로 프로토타입을 제작하거나 가능한 경우 신속한 프로토타입 제작 기술을 사용하는 것을 고려하십시오.

설계 단계에서 숙련된 SiC 제조업체와 협력하는 것은 매우 유익합니다. 해당 업체는 제조 가능성(DFM)에 대한 귀중한 통찰력을 제공하여 기술 세라믹의 성능을 최적화하고 비용을 제어하는 데 도움을 줄 수 있습니다. Sicarb Tech는 광범위한 사용자 지정 지원 이러한 설계 복잡성을 해결하는 데 도움을 드립니다.

SiC 제조의 공차, 표면 마감 및 치수 정확도

맞춤형 실리콘 카바이드 부품의 기능, 특히 반도체 공정, 항공우주 및 산업 기계와 같은 정밀 응용 분야에서 원하는 허용 오차, 표면 조도 및 치수 정확도를 달성하는 것이 가장 중요합니다. 이러한 매개변수를 현실적으로 지정하려면 SiC 제조 공정의 기능과 한계를 이해하는 것이 중요합니다.

허용 오차:

• 소성된 상태의 공차: 소결 또는 반응 결합 공정에서 직접 나온 부품은 더 넓은 허용 오차를 갖게 되며, 일반적으로 SiC 등급, 부품 크기 및 복잡성에 따라 치수의 ±0.5% ~ ±2% 범위입니다. 이는 소성 중 수축 때문입니다.
• 연삭/가공된 공차: 더 엄격한 허용 오차를 위해서는 소결 후 다이아몬드 연삭이 필요합니다. SiC에 대한 표준 가공 허용 오차는 종종 ±0.025mm(±0.001인치) 이상을 달성할 수 있습니다. ±0.005mm와 같이 더 엄격한 허용 오차를 달성하는 것도 가능하지만 제조 시간과 비용이 크게 증가합니다.
• 복잡성의 영향: 더 복잡한 형상은 본질적으로 더 엄격한 치수 제어를 유지하는 데 더 큰 어려움을 초래합니다.

표면 마감:

• 22884: 소성된 마감: 소성된 SiC 부품의 표면 거칠기는 제조 방법(예: RBSiC는 일부 SSiC 등급보다 초기에는 더 매끄러운 경향이 있음)에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 일반적인 Ra 값은 1 µm에서 10 µm까지입니다.
• 지상 마감: 다이아몬드 연삭은 일반적으로 Ra 0.4 µm ~ Ra 0.8 µm 범위의 표면 조도를 달성할 수 있습니다. 이는 많은 기계적 응용 분야에 적합합니다.
• 랩핑 마감: 래핑은 표면 매끄러움을 더욱 향상시켜 Ra 값을 약 0.1 µm ~ 0.2 µm으로 달성할 수 있습니다. 이는 종종 밀봉 표면에 필요합니다.
• 광택 마감: 극도로 매끄럽고 거울과 같은 표면(예: 광학, 일부 반도체 부품)이 필요한 응용 분야의 경우, 연마를 통해 Ra 값을 0.05 µm 미만으로, 때로는 CVD-SiC의 경우 옹스트롬 수준까지 달성할 수 있습니다.

치수 정확도:

치수 정확도는 제조된 부품이 설계에서 지정된 치수에 얼마나 가깝게 일치하는지를 나타냅니다. 이는 허용 오차와 평탄도, 평행도 및 직각도와 같은 기하학적 특징을 모두 포함합니다.

• 프로세스 제어: 높은 치수 정확도를 달성하려면 분말 준비 및 성형부터 소결 및 최종 가공에 이르기까지 제조 전반에 걸쳐 세심한 공정 제어가 필요합니다.
• 측정학: 좌표 측정기(CMM), 광학 프로파일로미터 및 간섭계와 같은 고급 계측 장비는 정밀 SiC 부품의 치수 정확도 및 표면 조도를 검증하는 데 필수적입니다.

설계자 및 조달 전문가는 프로젝트 초기에 SiC 제조업체와 특정 허용 오차 및 표면 조도 요구 사항을 논의하는 것이 중요합니다. 이러한 매개변수를 과도하게 지정하면 불필요한 비용 증가로 이어질 수 있으며, 과소하게 지정하면 부품 고장 또는 최적 성능 저하로 이어질 수 있습니다. 협업 방식은 최종 SiC 부품이 기능적 요구 사항과 예산 제약을 모두 충족하도록 보장합니다.

향상된 SiC 성능을 위한 후처리 요구 사항

실리콘 카바이드의 고유한 특성은 인상적이지만, 많은 응용 분야에서는 후처리 처리를 통해서만 달성할 수 있는 추가적인 개선 또는 특정 표면 특성이 필요합니다. 이러한 단계는 의도된 작동 환경에서 맞춤형 SiC 세라믹의 성능, 내구성 및 기능을 최적화하는 데 매우 중요합니다.

SiC 부품에 대한 일반적인 후처리 기술은 다음과 같습니다.

• 연삭: 언급했듯이, 다이아몬드 연삭은 소결 후 엄격한 치수 허용 오차를 달성하고 표면 조도를 개선하는 주요 방법입니다. SiC 부품을 최종적이고 정확한 형상으로 성형하는 데 필수적입니다. 다양한 연삭 휠과 기술을 사용하여 재료 제거율과 표면 품질을 제어합니다.
• 래핑 및 연마: 기계적 씰, 베어링, 광학 거울 또는 반도체 웨이퍼 척과 같이 표면이 매우 매끄러운 응용 분야의 경우 래핑 및 연마가 사용됩니다. 이러한 공정은 점진적으로 미세한 연마 슬러리를 사용하여 매우 낮은 표면 거칠기(Ra) 값과 높은 반사율을 달성합니다.
• 가장자리 모서리 챔퍼링/반경: SiC와 같은 취성 재료에서 파손되기 쉬운 날카로운 모서리의 칩핑 위험을 줄이기 위해 모서리를 종종 모따기하거나 반경을 적용합니다. 이는 또한 취급 안전성을 향상시킵니다.
• 청소: 특히 반도체 또는 의료 응용 분야에 사용되는 고순도 SiC 부품의 경우 철저한 세척이 필수적입니다. 여기에는 초음파 세척, 화학 에칭 또는 표면의 오염 물질을 제거하기 위한 특수 정화 공정이 포함될 수 있습니다.
• 봉인: 일부 SiC 등급(예: 특정 유형의 NBSiC 또는 RSiC)은 본질적으로 다공성이 있을 수 있습니다. 가스 또는 액체 기밀성이 필요한 응용 분야의 경우 이러한 기공을 밀봉할 수 있습니다. 이는 유리, 수지 함침 또는 조밀한 CVD-SiC 코팅 적용을 통해 수행할 수 있습니다.
• 코팅: SiC 부품에 코팅을 적용하면 특정 특성이 향상될 수 있습니다.
  • CVD SiC 코팅: 다공성 SiC 또는 기타 기판에 적용하여 완전히 조밀하고 초고순도이며 부식에 강한 표면을 생성합니다.
  • 다이아몬드 유사 탄소(DLC) 코팅: 특정 응용 분야의 경우 마찰 및 마모를 더욱 줄일 수 있습니다.
  • 금속 코팅(금속화): SiC를 금속 부품에 브레이징 또는 솔더링할 수 있도록 하기 위해 스퍼터링 또는 스크린 인쇄와 후속 소성과 같은 기술을 사용하여 표면을 금속화할 수 있습니다. 일반적인 금속화 층에는 몰리브덴-망간(Mo-Mn)이 있고 그 다음에는 니켈(Ni)이 있습니다.
• 어닐링: 열처리 또는 어닐링은 가공 중에 유도된 내부 응력을 완화하거나 특정 특성을 위해 미세 구조를 수정하는 데 사용할 수 있습니다.
• 레이저 가공: 전통적인 연삭으로 어렵거나 복잡한 패턴, 구멍 또는 미세한 특징을 만들려면 레이저 절제 또는 레이저 가공을 활용할 수 있지만 열 효과를 관리하기 위해 세심한 제어가 필요합니다.

적절한 후처리 단계의 선택은 치수 정확도, 표면 품질, 순도 및 기밀성 또는 접합성과 같은 특정 기능적 특성에 대한 최종 응용 분야의 요구 사항에 크게 의존합니다. SiC 제조업체와 이러한 요구 사항을 논의하면 부품이 목적에 맞게 제공되도록 보장됩니다.

SiC 부품 제조의 일반적인 과제 및 완화 전략

고품질 맞춤형 실리콘 카바이드 부품을 제조하는 것은 재료의 고유한 특성으로 인해 몇 가지 어려움을 제시합니다. 이러한 과제와 이를 극복하기 위한 전략을 이해하는 것은 SiC 부품의 성공적인 적용을 보장하기 위해 제조업체와 최종 사용자 모두에게 매우 중요합니다.

1. 취성 및 낮은 파괴 인성:

• 도전: SiC는 취성 세라믹으로, 파손 전에 플라스틱 변형이 거의 또는 전혀 없습니다. 이로 인해 기계적 충격, 열 충격 또는 응력 집중으로 인해 균열이 발생하기 쉽습니다.
• 완화:
  • 설계 최적화: 날카로운 모서리를 피하고, 필렛/반경을 사용하고, 균일한 벽 두께를 보장하고, 가능한 경우 압축 하중을 위해 설계하십시오.
  • 재료 선택: 일부 SiC 등급(예: SiC-CMC)은 인성이 향상되었습니다.
  • 신중한 취급 및 가공: 특수 취급 프로토콜을 구현하고 제어된 이송 속도와 냉각을 사용하여 적절한 다이아몬드 연삭 기술을 사용하십시오.
  • 검증 시험: 중요한 부품에 대해 증명 테스트를 수행하여 임계 미만의 결함이 있는 부품을 제거합니다.

2. 복잡한 가공 및 비용:

• 도전: SiC의 극심한 경도(다이아몬드 다음으로 두 번째)는 가공을 매우 어렵고 시간이 오래 걸리게 합니다. 이는 특히 복잡한 형상 또는 엄격한 허용 오차의 경우 더 높은 제조 비용으로 이어집니다.
• 완화:
  • 그물에 가까운 모양 형성: 최종 형상에 최대한 가깝게 부품을 생산하는 성형 기술(예: 슬립 캐스팅, 사출 성형, 등압 프레싱)을 활용하여 광범위한 연삭의 필요성을 최소화합니다.
  • 고급 가공 기술: 특정 기능의 경우 초음파 가공, 레이저 가공 또는 EDM(방전 가공)을 사용하지만, 이러한 기술에도 한계와 비용이 있습니다.
  • 제조 용이성(DFM)을 위한 설계 최적화: 설계를 단순화하고 기능적으로 필요한 만큼만 허용 오차를 지정합니다.

3. 소결 중 수축 및 치수 제어:

• 도전: SiC 부품은 고온 소결 공정 중에 상당하고 때로는 불균일한 수축을 겪습니다. 이 수축을 예측하고 제어하여 정확한 최종 치수를 달성하는 것은 어려울 수 있습니다.
• 완화:
  • 프로세스 제어: 분말 특성, 그린 바디 형성 및 소결 매개변수(온도, 분위기, 시간)에 대한 엄격한 제어.
  • 모델링 및 시뮬레이션: 유한 요소 분석(FEA)을 사용하여 수축 및 왜곡을 예측합니다.
  • 반복 개발: 새 부품 또는 복잡한 부품의 경우 툴링 조정을 통해 반복적인 접근 방식이 필요할 수 있습니다.
  • 소결 보조제: 일관된 치밀화를 달성하기 위해 SSiC용 소결 보조제의 신중한 선택 및 제어.

4. SiC를 자체 또는 기타 재료에 접합:

• 도전: SiC 부품 간 또는 SiC와 금속 간에 강력하고 기밀하며 열적으로 안정적인 접합을 만드는 것은 열팽창 계수(CTE)의 차이와 SiC의 화학적 특성으로 인해 어려울 수 있습니다.
• 완화:
  • 브레이징: 젖음성 및 접합을 용이하게 하기 위해 활성 브레이즈 합금 또는 금속화 층을 사용하십시오.
  • 확산 접합: 강력하고 직접적인 SiC-SiC 결합을 생성할 수 있는 고온 공정.
  • 과도 액상(TLP) 접합: 견고한 조인트를 제공합니다.
  • 기계적 체결: 응력 집중을 고려하여 기계적 클램핑 또는 간섭 맞춤을 위해 설계하십시오.
  • 등급별 중간층: SiC와 금속 사이의 응력을 완충하기 위해 등급 CTE가 있는 중간 재료를 사용하십시오.

5. 원자재 및 가공 비용:

• 도전: 고순도 SiC 분말과 에너지 집약적인 제조 공정은 일부 기존 재료에 비해 SiC 부품의 비교적 높은 비용에 기여합니다.
• 완화:
  • 재료 사용 최적화: 재료 효율성을 위해 설계하십시오.
  • 적절한 등급 선택: 과도한 설계를 하지 않고 요구 사항을 충족하는 SiC 등급을 선택하십시오(예: RBSiC는 해당 특성이 충분한 경우 SSiC보다 비용 효율적인 경우가 많습니다).
  • 대량 생산: 규모의 경제는 단위당 비용을 줄일 수 있습니다.
  • 전략적 소싱: 효율적인 제조 공정과 우수한 공급망 관리를 갖춘 공급업체와 협력하십시오.

이러한 과제를 극복하려면 깊은 재료 과학 전문 지식, 첨단 제조 역량 및 공급업체와 고객 간의 긴밀한 협력이 필요합니다. 산업 세라믹 제조를 전문으로 하는 기업은 고품질 SiC 솔루션을 제공하기 위해 R&D 및 공정 최적화에 많은 투자를 합니다.

Weifang 허브 및 Sicarb Tech: 맞춤형 SiC 솔루션 파트너

맞춤형 실리콘 카바이드 부품을 찾는 경우, 제조 환경을 이해하는 것이 중요합니다. 전 세계 SiC 생산 능력의 상당 부분이 집중되어 있습니다. 특히 중국의 웨이팡시는 중국의 실리콘 카바이드 맞춤형 부품 제조의 확실한 허브로 부상했습니다. 이 지역에는 다양한 규모의 40개 이상의 실리콘 카바이드 생산 기업이 있으며, 이들은 총 중국 전체 실리콘 카바이드 생산량의 80% 이상을 차지합니다. 이러한 집중은 전문 지식과 역량이 풍부한 경쟁 환경을 조성합니다.

이러한 기술 생태계의 최전선에는 Sicarb Tech가 있습니다. 2015년부터 당사는 첨단 탄화규소 생산 기술을 도입하고 구현하는 데 중추적인 역할을 해왔으며, 현지 기업이 대규모 생산을 달성하고 제품 공정에서 상당한 기술 발전을 이루도록 지원했습니다. 당사는 현지 SiC 산업의 탄생과 지속적인 발전을 목격하고 적극적으로 참여했습니다.

Sicarb Tech는 중국 과학 아카데미(Weifang) 혁신 공원 산하에서 운영되며 중국 과학 아카데미  국가 기술 이전 센터와 밀접하게 관련되어 있습니다. 이러한 고유한 위치는 혁신, 기업가 정신, 기술 이전, 벤처 자본, 인큐베이션, 가속화 및 포괄적인 과학 기술 서비스를 통합하는 데 전념하는 국가 수준의 혁신 및 기업가 정신 서비스 플랫폼을 만듭니다. 자세한 내용은 회사 소개 웹사이트에서 저희의 사명에 대해 알아보실 수 있습니다.

당사는 중국 과학 아카데미의 강력한 과학 기술 역량과 광범위한 인재 풀을 활용합니다. 중국 과학 아카데미 국가 기술 이전 센터의 지원을 받는 Sicarb Tech는 과학 기술 혁신의 이전 및 상용화에 필수적인 요소를 원활하게 통합하고 협력하는 데 기여하는 중요한 가교 역할을 합니다. 당사는 기술 이전 및 변환 프로세스의 전체 스펙트럼을 지원하는 포괄적인 서비스 생태계를 구축했습니다.

이것이 잠재적 파트너인 귀하에게 의미하는 바는 무엇일까요? 이는 중국 내에서 더 신뢰할 수 있는 품질과 유례없는 공급 보장을 의미합니다. Sicarb Tech는 다양한 탄화규소 제품의 맞춤형 생산을 전문으로 하는 국내 최고 수준의 전문 팀을 자랑합니다. 당사의 지원을 통해 15개 이상의 현지 기업이 당사의 첨단 기술의 직접적인 혜택을 받았습니다. 당사의 기술