중요한 기술적 요구 사항을 위한 고순도 SiC

소개: 소개: 맞춤형 고순도 실리콘 카바이드의 필수 역할

끊임없이 진화하는 첨단 소재 환경 속에서, 고순도 탄화규소(SiC) 는 극한의 조건에서 탁월한 성능을 요구하는 산업 분야의 초석 소재로서 두각을 나타내고 있습니다. 정밀한 사양에 따라 설계된 맞춤형 실리콘 카바이드 제품은 단순한 부품이 아니라 고성능 산업 응용 분야에서 혁신과 효율성을 실현하는 중요한 원동력입니다. 반도체 제조 공장의 핵심부터 항공우주 및 에너지 생산의 까다로운 환경에 이르기까지 SiC의 고유한 특성 조합은 필수 불가결한 요소입니다. 치솟는 온도를 견디고, 독한 화학 물질에 견디며, 상당한 마모를 견디는 능력 덕분에 엔지니어는 한계를 뛰어넘고 새로운 수준의 운영 효율성을 달성할 수 있습니다. 기술이 발전함에 따라 점점 더 엄격한 요구 사항을 충족할 수 있는 소재에 대한 필요성이 커지고 있습니다 맞춤형 SiC 구성 요소 기술 발전의 최전선에 서 있습니다. 이 문서에서는 고순도 SiC의 다각적인 세계를 살펴보고, 특히 신뢰할 수 있는 제품을 찾는 B2B 구매자와 기술 조달 전문가를 위한 애플리케이션, 맞춤화의 장점, 조달 및 설계에 대한 주요 고려 사항을 살펴봅니다 SiC 솔루션.

맞춤형 SiC 솔루션에 대한 수요는 기성 부품이 특수 애플리케이션에 적합하지 않은 경우가 많다는 인식에 따른 것입니다. SiC 부품의 소재 등급, 디자인 및 마감을 맞춤화하면 성능을 최적화하고 서비스 수명을 연장하며 시스템 안정성을 향상할 수 있습니다. 이러한 맞춤화는 재료 성능을 조금만 개선해도 상당한 경쟁 우위와 운영 비용 절감으로 이어질 수 있는 OEM 및 산업에 특히 중요합니다. SiC 특성의 미묘한 차이와 맞춤형 솔루션의 이점을 이해하는 것이 잠재력을 최대한 활용하기 위한 핵심입니다.

주요 응용 분야: 다양한 산업 분야의 고순도 SiC

의 다양성 고순도 탄화규소 는 까다로운 다양한 분야에서 중요한 소재가 될 수 있습니다. 이 소재의 뛰어난 특성은 다양한 산업 분야에서 성능 향상과 신뢰성 향상으로 직결됩니다. SiC가 어떻게 주요 산업에 혁신을 일으키고 있는지 살펴보세요:

• 반도체 제조: SiC는 웨이퍼 처리 부품, 공정 챔버 부품(예: 에칭 링, 샤워헤드, 서셉터), CMP 링에 광범위하게 사용됩니다. 높은 열 전도성, 강성, 플라즈마 침식에 대한 저항성은 칩 제조에서 초청정 환경과 정밀도를 유지하는 데 필수적입니다. 수요 반도체 공정 장비의 SiC 전자 시장의 성장과 함께 계속 급증하고 있습니다.
• 전력 전자: 전력 모듈, 인버터, 컨버터에서 SiC 기반 디바이스(MOSFET, 다이오드)는 기존 실리콘에 비해 스위칭 속도가 빠르고 에너지 손실이 적으며 열 관리가 우수합니다. 이는 전기 자동차, 재생 에너지 시스템(태양광 및 풍력 인버터), 산업용 모터 드라이브에 매우 중요하며, 보다 효율적이고 컴팩트한 설계로 이어집니다.
• 항공우주 및 방위: 인공위성용 경량 거울과 광학 벤치, 로켓 노즐용 부품, 갑옷 애플리케이션은 SiC의 높은 비강성, 열 안정성, 내마모성의 이점을 누릴 수 있습니다. 항공우주 등급 SiC 는 열악한 환경에서 페이로드 무게를 줄이고 성능을 향상하는 데 기여합니다.
• 고온 용광로 및 열처리: SiC로 제작된 킬른 가구, 방열 튜브, 노즐 및 열전대 보호 튜브는 고온(최대 1600°C 이상)에서의 뛰어난 강도, 열 충격에 대한 내성, 가혹한 용광로 환경에서의 긴 수명을 제공합니다. 따라서 야금 및 세라믹 산업에서 에너지 효율을 개선하고 가동 중단 시간을 줄일 수 있습니다.
• 자동차: SiC는 전력 전자 장치 외에도 디젤 미립자 필터(DPF), 브레이크 디스크, 펌프 및 씰의 내마모성 부품에 사용되어 내구성과 향상된 성능을 제공합니다. 자동차 SiC 부품 는 배기가스 기준을 충족하고 차량 효율성을 향상시키는 데 핵심적인 역할을 합니다.
• 화학 처리: SiC로 제작된 씰, 베어링, 펌프 부품 및 열교환기는 고온에서도 부식성이 강한 산과 알칼리에 대해 뛰어난 화학적 불활성을 나타냅니다. 따라서 공정 무결성을 보장하고 다음과 같은 분야에서 장비의 수명을 연장할 수 있습니다 화학 공정 SiC 애플리케이션.
• LED 제조: SiC 기판은 고휘도 LED용 GaN 층을 성장시키는 데 사용되며, LED 칩의 성능과 수명에 중요한 격자 정합성과 열 전도성을 제공합니다.
• 야금학: 도가니, 열전대 피복, 발열체와 같은 구성 요소는 SiC의 고온 강도와 용융 금속에 대한 내성의 이점을 활용합니다.
• 재생 에너지: 앞서 언급했듯이 SiC는 태양광 및 풍력 발전 시스템의 인버터에 매우 중요하며, 변환 효율과 신뢰성을 향상시킵니다.
• 석유 및 가스: 다운홀 공구, 밸브 및 펌프용 내마모성 부품은 까다로운 추출 및 처리 환경에서 SiC의 경도와 내식성을 활용합니다.
• 원자력: 고온 안정성, 내방사선성, 화학적 불활성으로 인해 차세대 원자로의 연료 피복재 및 구조 부품으로 SiC 및 SiC-매트릭스 복합재가 연구되고 있습니다.

이러한 광범위한 애플리케이션은 다음 사항의 중요성을 강조합니다 산업용 SiC 조달 우수한 소재 성능을 통해 경쟁 우위를 유지하고자 하는 기업을 위한 제품입니다.

맞춤형 고순도 실리콘 카바이드를 선택해야 하는 이유는?

표준 실리콘 카바이드 부품은 다양한 용도로 사용되지만, 다음과 같은 제품을 선택하면 맞춤형 고순도 실리콘 카바이드 제품 는 특히 특수하고 중요한 애플리케이션에 다양한 이점을 제공합니다. 엔지니어와 조달 관리자는 맞춤화를 통해 정확한 재료 특성, 형상 및 마감을 지정할 수 있으므로 최적화된 성능, 긴 서비스 수명 및 전반적인 시스템 효율성으로 이어질 수 있습니다. 주요 이점은 다음과 같습니다:

• 맞춤형 열 관리: 애플리케이션마다 고유한 열 부하 프로파일이 있습니다. SiC 등급(예: 높은 열 전도성을 위한 소결 SiC, 복잡한 형상을 위한 반응 결합)을 맞춤화하면 전력 전자, 용광로 부품 및 반도체 공정에서 중요한 열 방출 또는 단열을 최적화할 수 있습니다. SiC 열 전도성 는 재료 구성과 밀도를 통해 미세 조정할 수 있습니다.
• 향상된 내마모성 및 내마모성: 씰, 노즐, 베어링과 같이 마모성 입자나 높은 마찰에 노출되는 부품의 경우 SiC 유형(예: 고밀도 SSiC)과 표면 마감을 맞춤화하면 크게 개선할 수 있습니다 SiC 내마모성부품 수명을 연장하고 유지보수 주기를 단축합니다.
• 뛰어난 내화학성 및 내식성: 화학 공정이나 반도체 에칭에서 볼 수 있는 가혹한 화학 환경에서는 SiC의 순도와 밀도가 가장 중요합니다. 맞춤형 고순도 등급은 오염을 최소화하고 산, 알칼리 및 반응성 가스에 대한 내성을 극대화하여 공정 무결성을 보호합니다. SiC 화학적 불활성 귀중한 장비를 보호합니다.
• 최적화된 전기적 특성: 실리콘 카바이드는 순도와 첨가제에 따라 반도체에서 저항기에 이르기까지 다양한 용도로 사용할 수 있습니다. 커스터마이징을 통해 발열체, 반도체 공정의 감응체 또는 절연체와 같은 애플리케이션에 필수적인 특정 전기 저항을 구현할 수 있습니다.
• 복잡한 형상 및 정밀도: 많은 고급 시스템에는 복잡한 설계와 엄격한 허용 오차를 가진 SiC 부품이 필요하며, 이는 기성품으로 제공되지 않습니다. 전문화 SiC 부품 제조 반응 결합 SiC(RBSC) 또는 고급 소결 기술과 같은 공정을 통해 정밀한 치수 요구 사항을 충족하는 복잡한 형상을 생산할 수 있습니다.
• 향상된 시스템 통합 및 성능: 정확한 사양에 맞게 설계된 구성 요소는 더 큰 시스템에 보다 원활하게 통합되어 조립 문제를 줄이고 전반적인 운영 성능을 향상시킵니다. 이는 제품 제공을 개선하고자 하는 OEM에게 매우 중요합니다.
• 장기적인 비용 효율성: 맞춤형 구성 요소는 초기 비용이 높을 수 있지만 최적화된 성능, 연장된 수명, 시스템 다운타임 감소로 인해 총소유비용이 낮아지는 경우가 많습니다. 투자 대상 고품질 맞춤형 SiC 는 중요한 애플리케이션을 위한 전략적 결정입니다.

이러한 이점을 활용하고자 하는 기업은 포괄적인 서비스를 제공하는 공급업체와 파트너 관계를 맺으면 다음과 같은 이점을 누릴 수 있습니다 사용자 지정 지원 는 필수적입니다. 이를 통해 최종 SiC 제품이 애플리케이션의 고유한 요구 사항에 완벽하게 부합하도록 보장합니다.

권장 SiC 등급 및 조성

특정 애플리케이션에서 원하는 성능 특성을 달성하려면 적절한 등급의 실리콘 카바이드를 선택하는 것이 중요합니다. 각 유형은 특성, 제조 기능 및 비용의 고유한 균형을 제공합니다. 다음은 일반적으로 사용되는 몇 가지입니다 SiC 등급 및 구성:

SiC 등급	약어	주요 제조 공정	주요 특성	일반적인 애플리케이션
소결 실리콘 카바이드	SSiC	소결 보조제(예: 붕소, 탄소)를 사용하여 고온(2000~2200°C)에서 미세 SiC 분말을 고체 상태로 소결합니다.	고밀도(일반적으로 >98%), 우수한 내마모성 및 내식성, 고강도, 우수한 열전도율, 고온에서도 강도를 유지합니다.	기계식 씰, 베어링, 펌프 샤프트, 노즐, 반도체 웨이퍼 가공 부품, 아머.
반응 결합 실리콘 카바이드 (실리콘 침투 실리콘 카바이드)	RBSC 또는 SiSiC	용융된 실리콘을 SiC 입자와 탄소로 만든 다공성 프리폼에 침투시킵니다. 실리콘은 탄소와 반응하여 새로운 SiC를 형성하고 원래의 입자를 결합합니다. 약간의 유리 실리콘(일반적으로 8~15%)을 포함합니다.	최소한의 소성 수축, 우수한 열 충격 저항성, 우수한 열 전도성, 적당한 내마모성, 우수한 강도를 갖춘 복잡한 형상 기능. 실리콘이 녹거나 반응할 수 있는 매우 높은 온도에는 적합하지 않습니다.	킬른 가구(빔, 롤러, 세터), 열교환기, 마모 라이너, 대형 구조 부품, 로켓 노즐.
질화물 결합 실리콘 카바이드	NBSC	실리콘 입자가 질화규소(Si3N4) 상으로 결합된 SiC 입자는 실리콘과 혼합된 실리콘을 질화시켜 현장에서 형성됩니다.	우수한 열충격 저항성, 용융 비철금속에 대한 우수한 저항성, 중간 강도.	가마 가구, 알루미늄 및 구리 산업용 부품, 열전대 보호 튜브, 버너 노즐.
재결정화 실리콘 카바이드	RSiC 또는 RXSIC	고순도 SiC 입자를 매우 높은 온도(약 2500°C)로 가열하여 큰 수축이나 치밀화 없이 결합합니다. 다공성이 높습니다.	뛰어난 열충격 저항성, 높은 작동 온도, 고순도, 다공성 구조.	가마 가구(플레이트, 새거), 고온 지지대, 용융 금속용 필터.
화학 기상 증착 실리콘 카바이드	CVD SiC	기체 전구체(예: 메틸트리클로로실란)로부터 기판에 SiC를 증착합니다.	초고순도(99.999% 이상), 완전 고밀도, 우수한 내식성 및 내식성, 우수한 열전도율, 매끄러운 표면. 더 높은 비용.	반도체 공정 구성 요소(서셉터, 포커스 링, 가스 분배판), 광학 미러, 보호 코팅.
열간 압착 실리콘 카바이드	HPSiC	SiC 분말은 고온과 고압에서 밀도가 높아집니다.	매우 높은 강도와 경도, 우수한 내마모성. 가격이 비싸고 모양이 복잡할 수 있습니다.	절삭 공구, 갑옷, 특수 마모 부품.

SiC 등급을 선택할 때 조달 전문가와 엔지니어는 작동 온도, 기계적 스트레스, 화학적 환경, 열충격 조건, 필요한 치수 공차, 예산 등을 고려해야 합니다. 경험이 풍부한 SiC 제조업체 자료 선택에 대한 지침을 제공할 수 있는 전문가에게 문의하여 애플리케이션에 맞는 최적의 선택을 하는 것이 좋습니다.

맞춤형 SiC 제품 설계를 위한 고려 사항

구성 요소 설계 맞춤형 실리콘 카바이드 는 고유한 재료 특성과 제조 공정을 신중하게 고려해야 합니다. 금속과 달리 SiC는 부서지기 쉬운 세라믹이기 때문에 연성 소재에 일반적으로 적용되는 설계 규칙이 적용되지 않을 수 있습니다. 효과적인 설계는 SiC 부품의 제조 가능성, 최적의 성능 및 수명을 보장합니다. 다음은 주요 설계 고려 사항입니다:

• 단순성 및 제조 가능성:
  • 가능한 한 단순한 형상을 만들기 위해 노력하세요. 날카로운 내부 모서리, 매우 얇은 벽 또는 단면의 급격한 변화와 같은 복잡한 형상은 응력 집중을 유발하고 제조 난이도와 비용을 증가시킬 수 있습니다.
  • 선택한 SiC 등급의 제조 기능을 이해합니다. 예를 들어, RBSC는 소성 전에 SSiC보다 더 복잡한 그물 모양을 형성할 수 있습니다.
• 응력 집중 장치 피하기:
  • 날카로운 모서리가 아닌 반경: 응력을 분산하고 골절 위험을 줄이기 위해 모든 내부 및 외부 모서리에 넉넉한 반경이 포함되어야 합니다.
  • 구멍 배치: 구멍은 가장자리 및 기타 응력이 집중되는 특징에서 멀리 떨어진 곳에 위치해야 합니다. 구멍 지름과 벽 두께의 비율을 고려하세요.
• 벽 두께 및 종횡비:
  • 건조 및 소성 중 왜곡이나 균열을 방지하기 위해 균일한 벽 두께를 유지합니다.
  • 매우 얇은 섹션이나 높은 종횡비는 깨지기 쉽고 생산하기 어려울 수 있으므로 꼭 필요한 경우가 아니면 제조업체와 상의하여 피하세요. 달성 가능한 최소 벽 두께는 SiC 등급과 제조 방법에 따라 다릅니다.
• 공차 및 가공성:
  • SiC는 매우 단단하기 때문에 소성 후 가공(연삭)에 많은 비용과 시간이 소요됩니다. 부품을 가능한 한 그물 모양에 가깝게 설계하세요.
  • 현실적인 공차를 지정합니다. 공차가 엄격할수록 일반적으로 가공량이 증가하여 비용이 증가합니다. 달성 가능한 허용 오차에 대해 SiC 공급업체 디자인 단계 초기에
• 가입 및 조립:
  • SiC 부품을 다른 부품(세라믹 또는 금속)과 함께 조립해야 하는 경우 열팽창 계수의 차이를 고려하세요. 적절한 인터페이스를 설계하거나 호환되는 레이어를 사용하여 불일치를 수용하세요.
  • 기계적 고정 방법은 하중을 고르게 분산하고 세라믹에 점 응력이 가해지지 않도록 설계되어야 합니다.
• 표면 마감 요구 사항:
  • 필요한 표면 마감(Ra 값)을 지정합니다. 고광택 표면은 강도와 내마모성을 향상시킬 수 있지만 비용이 증가합니다. 일부 애플리케이션의 경우 소성 표면으로도 충분할 수 있습니다.
• 열 관리 설계:
  • 열 방출이 필요한 애플리케이션의 경우 제조 제약을 고려하여 핀이나 채널과 같은 기능을 설계하여 표면적을 최대화합니다.
  • 열충격 저항성을 높이려면 두께를 부드럽게 전환하고 제약을 최소화하는 것이 좋습니다.
• 로드 조건:
  • 세라믹은 인장이나 굽힘에 비해 압축에 훨씬 강하므로 가능한 한 압축 상태에서 로드되도록 SiC 부품을 설계합니다.
  • 컴포넌트가 받게 될 하중의 유형, 크기, 방향을 명확하게 정의합니다.

설계 단계 초기에 숙련된 맞춤형 SiC 부품 제조업체 를 활용하는 것이 중요합니다. 실리콘 카바이드에 특화된 제조용 설계(DFM)에 대한 귀중한 통찰력을 제공하여 성능, 신뢰성 및 비용 효율성을 위해 설계를 최적화하는 데 도움을 줄 수 있습니다.

SiC 제조 시 허용 오차, 표면 조도 및 치수 정확도

정밀한 치수 정확도, 지정된 공차 및 원하는 표면 마감을 달성하는 것은 고품질 제조의 중요한 측면입니다 실리콘 카바이드 부품. SiC의 극한 경도를 고려할 때 이러한 매개 변수는 부품의 성능과 제조 비용 모두에 큰 영향을 미칩니다. 엔지니어와 조달 관리자에게는 기능과 한계를 이해하는 것이 필수적입니다.

치수 정확도 및 공차:

SiC 부품의 달성 가능한 치수 정확도는 제조 공정(예: RBSC, SSiC, NBSC), 부품의 크기와 복잡성, 소성 후 가공 사용 여부에 따라 크게 달라집니다.

• 소성된 상태의 공차: 연마하지 않은 상태로 사용되는 부품의 경우 일반적으로 공차가 더 느슨합니다.
  • 반응 결합 탄화규소(RBSC/SiSiC): 낮은 소성 수축으로 인해 치수 제어가 뛰어난 것으로 알려져 있습니다(일반적으로 <1%). Tolerances can be around ±0.5% to ±1% of the dimension, or even tighter for smaller, simpler parts.
  • 소결 실리콘 카바이드(SSiC): 소결 과정에서 상당한 수축(15~20%)을 겪습니다. 예측 가능하지만, 이로 인해 소성 공차가 ±1%에서 ±2% 범위로 더 넓어집니다.
  • 질화물 결합 실리콘 카바이드(NBSC): 치수 변화는 보통 ±1% 내외의 허용 오차로 중간 정도입니다.
• 소결 또는 반응된 상태로 사용할 수 높은 정밀도가 요구되는 애플리케이션의 경우 다이아몬드 연삭 기술을 사용하여 소성 후 SiC 부품을 가공합니다. 이를 통해 공차가 훨씬 더 엄격해집니다.
  • 표준 접지 공차는 ±0.025mm ~ ±0.05mm(±0.001″ ~ ±0.002″) 범위일 수 있습니다.
  • 특수 연삭 및 래핑을 사용하면 특히 작은 부품이나 특정 피처에서 중요한 치수에 대해 수 미크론(예: ±0.005mm 또는 ±0.0002″)까지 더 엄격한 허용 오차를 달성할 수 있습니다. 하지만 이렇게 하면 비용이 크게 증가합니다.

필요한 허용 오차만 지정하는 것이 중요합니다. 허용 오차를 과도하게 설정하면 다음과 같은 비용이 크게 증가할 수 있습니다 SiC 가공.

표면 마감:

SiC 부품의 표면 마감(거칠기)은 마찰 특성, 내마모성, 밀봉 기능, 때로는 기계적 강도(표면 결함 감소)에 영향을 미칩니다.

• 소성 표면 마감:
  • RBSC는 일반적으로 유리 실리콘의 존재로 인해 비교적 매끄러운 소성 표면을 가지며, 보통 Ra 1.0~3.0 µm 정도입니다.
  • SSiC 소성 표면은 초기 분말 크기와 소결 공정에 따라 일반적으로 더 거칠며, 보통 Ra 2.0~5.0 µm입니다.
• 연삭된 표면 마감: 다이아몬드 연마로 훨씬 더 매끄러운 표면을 만들 수 있습니다.
  • 일반적인 그라운드 마감의 범위는 Ra 0.4µm에서 Ra 0.8µm입니다.
  • 래핑과 폴리싱을 통해 Ra 0.02 µm 이상의 매우 매끄러운 표면을 구현할 수 있습니다. 이러한 마감 처리는 고성능 씰, 베어링 또는 광학 부품과 같은 애플리케이션에 필요합니다.

필요한 표면 마감은 도면에 명확하게 명시되어야 하며, 종종 Ra(평균 거칠기)와 같은 매개변수를 사용합니다. 허용 오차와 마찬가지로 불필요하게 미세한 표면 마감을 요구하면 비용이 추가됩니다. 고객과 요구 사항 논의 기술 세라믹 공급업체 는 지정된 마감이 의도한 용도에 맞게 달성 가능하고 기능적인지 확인합니다.

다음 분야에서 높은 치수 정확도와 특정 표면 마감을 달성합니다 고순도 SiC 부품 는 첨단 제조 장비, 정밀한 공정 제어 및 숙련된 계측에 의존합니다. 평판이 좋은 공급업체는 이러한 중요한 매개변수를 검증할 수 있는 강력한 품질 보증 시스템을 갖추고 있습니다.

SiC 성능 및 내구성 향상을 위한 후처리 요구 사항

실리콘 카바이드의 고유한 특성은 뛰어나지만, 특정 응용 분야에서는 성능, 내구성 또는 기능을 더욱 향상시키기 위해 후처리 처리가 필요하거나 이점이 있습니다. 이러한 단계는 일반적으로 1차 성형 및 소성(소결/반응 본딩) 후에 수행됩니다 SiC 부품.

일반적인 후처리 기술은 다음과 같습니다.

• 그라인딩 및 랩핑:
  • 목적: 엄격한 치수 공차, 특정 기하학적 특징(평면, 모따기, 홈) 및 향상된 표면 마감을 달성하기 위해. SiC의 경도(다이아몬드와 탄화붕소에 이어 두 번째)를 고려할 때 다이아몬드 연마재만 사용됩니다.
  • 프로세스: 다이아몬드 슬러리를 사용하는 다양한 연삭기(표면, 원통형, CNC) 및 래핑 기계가 포함됩니다. 래핑은 매우 평평한 표면과 미세한 마감 처리를 위해 사용됩니다.
  • 혜택: 정밀도 향상, 밀봉 표면 개선, 마찰 감소, 표면 결함 제거를 통한 기계적 강도 증가.
• 연마:
  • 목적: 매우 매끄럽고 거울과 같은 표면 마감(낮은 Ra 값)을 생성합니다.
  • 프로세스: 특수 연마 장비에서 점점 더 미세한 다이아몬드 페이스트 또는 슬러리를 사용하여 연마 및 랩핑을 수행합니다.
  • 혜택: 광학 부품(거울)에 중요한 동적 씰과 베어링의 마찰과 마모를 최소화하고 일부 환경에서는 내식성을 향상시킬 수 있습니다. 많은 곳에 필요 반도체 SiC 부품.
• 가장자리 모서리 챔퍼링/반경:
  • 목적: SiC와 같이 부서지기 쉬운 소재에서 깨지기 쉬운 날카로운 모서리를 제거합니다.
  • 프로세스: 연삭 중 또는 다이아몬드 도구를 사용하여 별도의 단계로 수행할 수 있습니다.
  • 혜택: 취급 안전성이 향상되고, 칩핑 및 파손 시작에 대한 저항력이 증가하며, 어셈블리에 더 잘 맞습니다.
• 청소:
  • 목적: 제조 공정에서 오염물질, 가공유체 또는 미립자 물질을 제거합니다. 이는 반도체 부품과 같은 고순도 애플리케이션에 특히 중요합니다.
  • 프로세스: 순도 요건에 따라 초음파 세척, 솔벤트 세척 또는 특수 화학 세척 프로토콜이 필요할 수 있습니다.
  • 혜택: 부품 청결을 보장하고 민감한 공정에서 오염을 방지합니다.
• 밀봉(다공성 등급의 경우):
  • 목적: 일부 SiC 등급(예: 기체/액체 기밀성에서 다공성이 문제가 되는 경우 특정 RSiC 또는 NBSC 등급)은 투과성을 줄이기 위해 밀봉이 필요할 수 있습니다.
  • 프로세스: 수지, 유리 또는 기타 세라믹 재료에 함침. RBSC의 경우 일반적으로 유리 실리콘이 다공성의 대부분을 채웁니다.
  • 혜택: 기체/액체 기밀성 개선, 특정 경우에 대한 내화학성 강화.
• 코팅:
  • 목적: 벌크 SiC에 내재되어 있지 않은 추가적인 표면 특성을 부여하거나 기본 기능을 넘어서는 극한 환경에서 보호할 수 있습니다.
  • 프로세스: 화학 기상 증착(CVD) 또는 물리적 기상 증착(PVD)과 같은 기술을 사용하여 다른 재료(예: 다이아몬드와 같은 탄소, 기타 세라믹 또는 초고순도를 위한 CVD SiC와 같은 특정 유형의 SiC)의 박막을 적용하는 데 사용할 수 있습니다.
  • 혜택: 내마모성 향상, 전기적 특성 변경, 내식성/내산화성 개선, 생체 적합성 향상. 자주 사용되는 용도 첨단 SiC 솔루션.
• 어닐링:
  • 목적: 소결 후 급속 냉각 중 또는 공격적인 가공 중에 유발되는 내부 응력을 완화합니다.
  • 프로세스: 적절한 온도로 가열한 후 천천히 식히도록 제어합니다.
  • 혜택: 기계적 무결성이 향상되고 지연 골절 위험이 감소합니다.

후처리의 필요성과 유형은 애플리케이션의 특정 요구 사항에 따라 크게 달라집니다. 각 단계는 비용과 리드 타임을 추가하므로 기능적으로 정당한 경우에만 지정해야 합니다. 고객과의 명확한 커뮤니케이션 SiC 부품 공급업체 모든 성능 기준을 충족하는 부품을 생산하려면 이러한 후처리 요구 사항에 대한 이해가 필수적입니다.

SiC 제조의 일반적인 과제와 이를 극복하는 방법

제조 부품은 고순도 탄화규소 는 고유의 재료 특성으로 인해 고유한 과제를 안고 있습니다. 이러한 장애물과 이를 극복하기 위한 전략을 이해하는 것은 제조업체와 최종 사용자 모두에게 SiC 부품의 성공적인 적용을 보장하는 데 매우 중요합니다.

1. 취성 및 낮은 파괴 인성:
   • 도전: SiC는 세라믹이기 때문에 본질적으로 부서지기 쉬우므로 일단 균열이 시작되면 균열 전파에 대한 저항력이 낮습니다. 이로 인해 충격이나 과도한 인장 응력을 받으면 치명적인 고장으로 이어질 수 있습니다.
   • 완화 전략:
     • 설계: 세라믹 친화적인 설계 원칙 적용: 넉넉한 반경을 사용하고, 날카로운 모서리와 응력 집중 장치를 피하며, 가능한 경우 압축 하중을 고려한 설계를 하세요.
     • 재료 선택: 인성이 최적화된 SiC 등급을 선택하거나 중요한 애플리케이션을 위한 SiC 매트릭스 복합재를 고려하세요.
     • 취급: 제조, 조립 및 사용 전반에 걸쳐 신중한 취급 프로토콜을 구현하세요.
     • 검증 시험: 중요한 구성 요소의 경우, 증명 테스트를 통해 심각한 결함이 있는 부품을 걸러낼 수 있습니다.
2. 가공 복잡성 및 비용:
   • 도전: SiC는 경도가 매우 높기 때문에 가공이 매우 어렵고 비용이 많이 듭니다. 다이아몬드 공구만이 SiC를 효과적으로 절단하거나 연마할 수 있기 때문에 공구 마모가 심하고 가공 시간이 오래 걸립니다.
   • 완화 전략:
     • 그물 모양 형성: RBSC 또는 고급 분말 야금 기술과 같은 제조 공정을 활용하여 최종 치수(그물 모양 또는 그물 모양에 가까운 모양)에 최대한 가까운 부품을 생산하여 소성 후 연삭의 필요성을 최소화합니다.
     • DFM: 제조 가능성을 위한 설계 - 설계를 간소화하고 꼭 필요한 만큼만 공차와 표면 마감을 지정합니다.
     • 고급 가공: 고급 연삭 기술, 특정 SiC 유형에 대한 EDM(방전 가공) 또는 특정 피처에 대한 레이저 가공을 사용하지만 이 역시 비용에 영향을 미칩니다.
3. 26412: 열충격 민감도:
   • 도전: SiC는 일반적으로 다른 세라믹에 비해 열충격 저항성이 우수하지만(높은 열전도율과 적당한 열팽창으로 인해), 특히 복잡한 모양이나 제한된 부품에서 급격하고 극단적인 온도 변화로 인해 균열이 발생할 수 있습니다.
   • 완화 전략:
     • 재료 선택: RSiC 또는 NBSC와 같은 등급은 특히 열충격 저항성이 뛰어난 것으로 알려져 있습니다. 고밀도 SSiC도 우수한 성능을 발휘합니다.
     • 설계: 두께의 급격한 변화를 피하고, 가능하면 균일한 가열/냉각을 보장하며, 어셈블리의 열팽창을 허용하세요.
     • 작동 제어: 가능한 경우 애플리케이션에서 난방 및 냉방 속도를 관리합니다.
4. 소결 중 수축 및 치수 안정성 제어:
   • 도전: 소결된 SiC(SSiC)는 치밀화 과정에서 상당한 선형 수축(15~20%)을 겪습니다. 이를 정밀하게 제어하여 촘촘한 치수 톨레라를 달성하기 위해