炭化ケイ素の用途と応用

炭化ケイ素（SiC）は最も硬い物質のひとつである。天然資源の中には少量しか含まれていないものもあるが、今日使用されているSiCのほとんどは合成によって製造されたものである。

セラミック非酸化物は、研磨剤、安定性と高融点による耐火物、半導体エレクトロニクスなど、熱的・機械的に厳しい性能を要求される用途に長い間使用されてきた。

研磨剤

炭化ケイ素の硬度は優れた研磨材であり、メーカー各社は角ばった砥粒構造を成形してブラスト媒体とし、機械の錆を強力に除去したり、塗装やコーティング用途の表面を整えたりしています。また、炭化ケイ素の砥粒をプレスして耐久性のあるサンディングベルトに加工し、長期間使用することもできます。

炭化ケイ素ブラストノズルと研削砥石は耐久性にも優れており、摩耗や損傷に強く、メンテナンスコストもかかりません。

炭化ケイ素は、剛性、低熱膨張係数、優れた導電性を兼ね備えており、望遠鏡のミラーやレンズを作るのに理想的な材料です。炭化ケイ素は、ハーシェル宇宙望遠鏡やガイア衛星天文台を含む数多くの望遠鏡に使用されています。ワシントン工場では、研磨ブラスト、コーティング砥粒、セラミック砥石、耐火物、冶金用など様々な用途に対応するため、様々なサイズと化学組成のCARBOREX炭化ケイ素を製造しています。

耐火物

炭化ケイ素は、耐火物を含む熱的および化学的に要求の厳しい環境の両方で機能するように設計された製品に見出すことができます。耐火物は、炭化ケイ素が優れた絶縁特性を持ち、熱衝撃や化学物質への曝露に耐性があることから、用途に応じた理想的な耐火物を選択する際に、高温、熱衝撃、腐食曝露などに適しているとして利用されています。最適な耐火物を選択するには、環境条件、温度範囲などの要素を考慮に入れてから選択を決定する必要があります。理想的な耐火物を選択することで、プロジェクトが要件を満たすようにすることができます！

再結晶炭化ケイ素耐火レンガは、るつぼや金属鋳造取鍋の内張りとして発電施設で広く利用されており、発電所プロセス内の高熱や熱サイクルに耐えることで、高品質の鋳造品を確保するのに役立っています。

CUMIFRAC炭化ケイ素耐火物は、優れた耐熱衝撃性と耐薬品性を備えています。スラグアタックや火炎侵食にも耐性があるため、発電所、廃棄物焼却炉、セメントキルンなどの産業環境で使用されています。手頃な価格で複雑な形状に成形可能なCUMIFRAC炭化ケイ素耐火物は、魅力的な選択肢です。

半導体

炭化ケイ素（SiC）は、ケイ素と炭素からなる非常に硬い結晶性化合物で、化学式はSiCである。粉砕して粉末状にすると、工業用研磨材、耐火物、ポンプやロケットエンジンのテフロンシート、自動車のブレーキ、防弾チョッキのセラミックプレート、発光ダイオードの基板などに使われる硬質セラミックになる。天然の炭化ケイ素は、モアッサナイト宝石として稀にしか存在しない。

炭化ケイ素デバイスは広いバンドギャップを誇り、標準的なシリコンデバイスよりもはるかに高い電圧を扱うことができるため、IGBTやMOSFETのような高電圧の電力スイッチング回路に最適です。しかし、炭化ケイ素をアプリケーション用に正しくサイジングするには、システム・インテグレーターの専門知識が必要になることが多い。

電気自動車

炭化ケイ素半導体（ワイドバンドギャップ材料とも呼ばれる）は、電気自動車のパワーエレクトロニクスにおいて、より薄くコンパクトな設計を可能にする剛性と熱性能を提供する。

市場調査会社IDTechExの報告によると、電気自動車（EV）では、特に業界が400ボルトのバッテリーシステムから800ボルトのシステムに移行するにつれて、炭化ケイ素パワーデバイスが一般的になりつつある。その結果、炭化ケイ素は車載充電器やDC-to-DCコンバーターへの採用が拡大する可能性が高い。

炭化ケイ素は、その高いスイッチング周波数能力により、シリコンベースのデバイスよりも効率的な設計を提供しますが、適切な材料バリエーションを選択し、設計要件を満たすには特別な専門知識が必要です。Aptivは、車載充電やDC-to-DCコンバータなどの車載アプリケーションへの炭化ケイ素技術の採用を促進するシステムインテグレータとして独自の資格を持っています。