RB-SiC
속성 및 적용 분야
실리콘 카바이드는 고성능 소재 중 탁월한 선택입니다.
실리콘 카바이드는 놀라운 성능 특성을 가지고 있습니다. 경도가 매우 높고 내마모성이 강합니다. 열전도율이 높아 방열 성능이 뛰어납니다. 또한 화학적 안정성이 우수하고 부식에 강합니다.
RB-SiC
반응 결합 실리콘 카바이드
속성
물리적 속성
높은 온도 저항: 산화 환경에서의 장기 사용 온도는 ≤1400°C이며, 단기간에 1600°C에 도달할 수 있습니다(유리 실리콘이 산화된 후 SiO₂ 보호막이 형성됨).
열충격 저항: 낮은 열팽창 계수(3.5-4.5×10-⁶/K)로 1000°C의 빠른 냉각 및 가열 사이클을 견딜 수 있습니다.
니어-넷-쉐이핑: 실리콘과 탄소 사이의 반응을 통해 직접 생성되는 SiC. 복잡한 가공 공정 없이도 다공성 구조 및 불규칙한 구성 요소와 같은 정밀한 형상을 형성할 수 있습니다.
기계적 강도: 굴곡 강도는 250-300 MPa, 압축 강도는 1800-2000 MPa, 경도는 HV 18-22 GPa(모스 경도 9)입니다.
경제
저렴한 비용: 생산 온도(1400~1600°C)가 SiSiC(1600~1800°C)보다 낮고 원자재 요구 사항도 낮습니다. 가격도 SiSiC의 1/3~1/5에 불과합니다.
프로세스 특성
니어-넷-쉐이핑: 실리콘과 탄소 사이의 반응을 통해 직접 생성되는 SiC. 복잡한 가공 공정 없이도 다공성 구조 및 불규칙한 구성 요소와 같은 정밀한 형상을 형성할 수 있습니다.
높은 다공성: 내부에 자유 실리콘으로 채워진 10-15% 기공이 포함되어 있습니다(자유 실리콘의 함량은 10-15%입니다). 밀도는 2.5-2.7g/cm³에 불과합니다(SiSiC의 3.0-3.15g/cm³보다 낮습니다).
화학적 안정성
내식성: 산(황산, 질산 등) 및 알칼리성 용액에 대한 내성은 보통이지만 유리 실리콘은 불산에 의해 쉽게 부식됩니다.
산화 저항: 온도가 1400°C 이상이면 유리 실리콘이 산화되어 추가 산화를 억제하는 SiO₂ 유리층을 형성합니다.
일반적인 애플리케이션 분야
산업용 용광로 및 열처리
킬른 가구: 세라믹 소결용 푸시 플레이트 및 새거(1300°C의 고온에 견디며 사용 수명은 8~12개월).
열교환기: 고온 연도 가스 회수 장치(입자 침식 및 부식에 대한 내성).
내마모성 및 기계 부품
샌드블라스팅 장비: 실리콘 카바이드 샌드 블라스팅 노즐(수명이 강철 제품의 10배 이상).
펌프 및 밸브 구성품: 슬러리 펌프의 임펠러 및 씰링 링(고체 입자의 마모 방지).
환경 보호 및 에너지
연도 가스 탈황(FGD): 흡수탑 및 스프레이 파이프의 라이닝(pH 값이 2-12인 부식성 매체에 대한 내성).
석탄 화력 발전소: 석탄 분말 이송 파이프 라인의 엘보(마모 및 고온 산화에 대한 내성).
화학 산업 및 야금
반응기 라이닝: 내산성 반응기(예: 염산 합성로)의 라이닝 재료.
아연 제련: 증류 포트(금속 증기의 부식과 고온에 강한).
기타 필드
반도체 보조 장비: 석영 도가니 지지대(고온에서 웨이퍼의 성장을 지원).
군수 산업 및 항공우주: 미사일 시커 헤드용 열 보호 커버(단기적으로 1600°C의 공기역학적 가열에 대한 내성).
장점과 한계
| 장점 | 복잡한 형상의 저비용 대량 생산 |
| 뛰어난 내열성, 온도 변동이 심한 환경에 적합 | |
| 대부분의 산업 요구 사항을 충족하는 중간 수준의 내식성 | |
| 제한 사항 | 유리 실리콘은 고온(>1400°C)에서 강도가 감소하고 산화가 가속화됩니다. |
| 밀도가 낮기 때문에 고압 또는 고순도 시나리오에서 적용이 제한됩니다. | |
| 불산과 같은 부식성이 강한 매체에 의해 쉽게 침식됩니다. |
적용 사례
세라믹 산업
중국의 한 타일 기업이 전통적인 커런덤 가마 가구를 대체하기 위해 RBSiC 푸시 플레이트를 채택했습니다. 가마당 생산량은 20% 증가했고, 유지보수 비용은 60% 절감되었습니다.
환경 보호
미국의 석탄 화력 발전소의 FGD 시스템에는 스테인리스 스틸 파이프의 1~2년보다 훨씬 긴 5년의 수명을 가진 RBSiC 스프레이 파이프가 사용되었습니다.
반도체 제조
일본의 한 웨이퍼 공장에서는 1500°C에서 변형 없이 1000시간 동안 연속 작동하는 RBSiC 석영 도가니 지지대를 사용했는데, 그 비용은 SiSiC 지지대 비용의 40%에 불과했습니다.
선택 제안
| 적용 가능한 시나리오 | 예산에 민감하고 고온 내산화성(≤1400°C)이 요구되는 경우 |
| 복잡한 모양이나 다공성 구조가 필요한 경우(예: 가스 분배기) | |
| 내마모성 및 내식성에 대한 중간 수준의 요구 사항 충족 | |
| 대체 솔루션 | 더 높은 온도(>1600°C) 또는 초고순도가 필요한 경우, 실리콘화 실리콘 카바이드(SiSiC) 또는 소결 실리콘 카바이드(S-SiC)로 업그레이드할 것을 권장합니다. |
제품 예시
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소재 기술, 가공 기술, 설계 기술, 소재부터 제품까지 통합 공정 기술 등 실리콘 카바이드 제품 커스터마이징을 위한 광범위한 기술을 보유하고 있습니다. 따라서 다양한 커스터마이징 요구 사항을 처리할 수 있습니다. 추가 맞춤형 솔루션이 필요하거나 다른 공정 유형의 실리콘 카바이드 제품에 대해 알아보려면 먼저 엔지니어링 팀에 문의하시기 바랍니다.
