炭化ケイ素焼結体-ほとんど何でも扱えるスーパー素材

ダイヤモンドに匹敵する硬度を持ち、水に浮き、灼熱の熱にも耐え、化学薬品に侵されることもなく、何を投げつけてもその強度を保つ素材があるだろうか？そうだ、, 焼結炭化ケイ素 はその驚くべき物質である！

この素材は、他のどんな素材でも破壊してしまうような環境や条件にも対応できる素晴らしい特性を持っている。.

炭化ケイ素焼結体の何が特別なのかを見てみよう。.

炭化ケイ素焼結体とは？

焼結炭化ケイ素, としても知られている。 焼結SiC または SSiC, これは、超微粒子のSiCパウダーと、くっつきやすくするための特別な成分を混ぜ合わせ、型に入れて超高温で調理することで作られる。これにより粉末は固体に融合するが、完全には溶融しない。接着剤や余分な相がないことが、焼結SiCにワイルドな特性を与えている。.

このセラミックには硬度それはダイヤモンドに次ぐものだ。それは 低密度 - 40%あたりで鋼鉄のそれであり、アルミニウムに近い。. 焼結SiC 耐える腐食そして酸化炭化ケイ素の強力な結合のおかげで、信じられないほどよく切れる。また強さそして硬さほとんどの材料がドロドロになるような高温でもだ。.

焼結SiCはなぜ特別なのか？

焼結SiCの驚異的な特性のいくつかを見てみよう。こんなものが役に立つのか:

クレイジー・ハード

を持っている。 ヌープ硬度 の 2800 GPa, 炭化ケイ素の焼結体は、ダイヤモンドを除けば、どんなものよりも傷や摩耗に強い。これは、他の素材よりも、滑ったり、粒子で叩かれたりするような用途で、ずっと長持ちすることを意味します。.

ダイヤモンド が唯一硬い。SiCのとんでもない硬さは、ケイ素原子と炭素原子の間の超強力な結合に由来する。これらの結合は、しっかりと固定され、離そうとしない！

軽量かつ強靭

桁外れの強さを持っているにもかかわらずだ、, 焼結SiCの密度はわずか3.15g/ccである。. .アルミニウムに近いから、この素材は軽くていい！

つまり、金属の代わりにSiC焼結体で作られた部品は、大幅に軽量化できる。回転機器は、より軽量でより速く回転することができます。そして、SiCは実際に液体アルミニウムに浮きます！そのため、溶融金属を扱わなければならないポンプ部品には最適です。.

優れた耐腐食性と耐酸化性

金属が腐食に耐えるためには、保護酸化物層が必要である。しかし 焼結SiC は、攻撃されるようなバインダーや余分なフェーズを持っていない。どんな環境でも腐食を笑い飛ばしてくれる。.

SiCは、1650℃までの酸化性空気中でもその強度を保ちます！SiCの耐食性と耐酸化性は、シリコンと炭素の結合が非常に強いことに起因しています。超高温にならない限り、バラバラになったり酸化したりすることはないのだ。.

猛暑でも強い

について 共有結合 SiCの硬さと強さは、乱暴な温度でも保たれる。. 焼結SiCは完全な強度を保つ くらいまで 1750°C - 赤熱している！金属と違って、弱くなったり垂れ下がったりしない。.

について 高弾性率 SiCはまた、高荷重下でもゆっくりと変形したりクリープしたりしない。そのため、高温での大きな応力にも耐えることができます。炉部品や航空宇宙用途に最適です！

熱衝撃に対応

を持っている。 熱伝導率 の 125 W/mK, SiCは熱エネルギーを素早く伝達し、急激な温度変化にも対応できる。このため、焼結SiC 優れた耐熱衝撃性 他のセラミックと比較して。.

急激な温度変化は、不均等な膨張によって脆いものに亀裂を生じさせる。しかし、SiCは熱伝導が良いので割れない。温度変化にも問題なく対応できる。.

室温におけるSiC焼結体の特性

室温（20℃）における焼結SiCの主な統計値を以下に示す：

密度- 3.15g/cc（軽量!）
硬度- 2800 GPa（めちゃくちゃ硬い）
破壊係数- 380 MPa
引張強度- 250 MPa
圧縮強度- 3900 MPa
弾性係数- 410 GPa
熱膨張- 4 x 10^-6 in/in °C (低膨張)
熱伝導率- 125 W/mK (熱伝導が良い)
ポアソン比- 0.16

この不思議な素材の用途

さまざまな特性を併せ持つ炭化ケイ素焼結体は、摩耗や腐食、極端な発熱が問題となる作業に最適です：

シール面ポンプは高速・高圧で摩耗性スラリーを扱います。SiCシールはそのような状況にも耐えることができます。.
高熱炉部品チューブ、サポート、熱電対カバーのようなものです。SiCは最も高温の炉の中でも強い。.
耐摩耗ライニング研磨性の高い鉱石や粉体を搬送するシュートやホッパーに。SiCは摩耗しません！
ガスタービン部品酸化、腐食、異常な高温に耐えなければならない。.
バーナー用ノズルや炉で使用される。SiCは腐食や熱に強い。.
セラミックアーマーSiC製は金属製の装甲よりも軽量だが、それでも銃弾は防ぐことができる。.
3Dプリント部品SiCではカスタム形状も可能である。.

炭化ケイ素の焼結体は、過酷な条件下でも耐えるスーパー素材のようなものです。ダイヤモンドのような硬度と低密度のような驚くべき特性を併せ持ち、他の材料がすぐにダメになるような状況でも長持ちします。このため、焼結SiCは困難な用途において非常に価値のあるセラミックとなっている。.