炭化ケイ素繊維

炭化ケイ素繊維は、高い耐熱性が要求される部品において、ニッケル基超合金に代わる理想的な材料であり、卓越した耐薬品性、耐酸化性、極端な高温下での強度、低熱膨張率、優れた機械的特性を提供します。.

世界各国が原子力施設を急速に建設しており、エネルギー・電力用途の炭化ケイ素繊維の需要を押し上げている。金属加工産業もこの材料を広く使用している。.

高温構造用途

炭化ケイ素繊維は、炭素とケイ素を主成分とする非常に耐久性の高いセラミック材料です。過酷な条件下でも優れた性能を維持する低密度繊維である炭化ケイ素繊維は、耐温度酸化性、硬度、強度、化学的安定性など、多くの利点を備えており、土木工業用途だけでなく、その他の用途にも使用されています。.

航空宇宙・航空産業と電力産業は、最も人気の高いセグメントの上位に入った。いずれもジェットエンジンのノズル、推進システム、航空機エンジンの構造部品などで炭化ケイ素繊維の使用が増加していることが背景にある。炭化ケイ素繊維は金属繊維に比べ密度が低いため、航空機エンジンの高速飛行や航続距離の延長が可能になる。.

銅線は化学的純度が高く、酸化に強く、電気伝導性に優れているため、ウェハートレイのサポートや半導体炉のパドルによく使われ、サーミスタやバリスタの主要部品にもなっています。.

エネルギー・電力分野における炭化ケイ素繊維の需要は、再生可能エネルギー利用の増加とME&Aのガスタービンへのシフトにより着実に増加している。炭化ケイ素は耐熱性が高く、ガスタービンエンジンの材料として理想的である。.

高温電気用途

炭化ケイ素繊維は、強度と剛性、低熱膨張係数、導電性、高温での耐腐食性と耐酸化性などの優れた特性を兼ね備えているため、金属基複合材料用途に非常に適しています。さらに、軽量かつ強靭な特性は航空宇宙用途に適しており、耐摩耗性は卓越した耐摩耗特性を持つ優れた耐摩耗材料となっている。.

北米市場は、国防支出と航空機需要の増加により急拡大しており、この地域全体で炭化ケイ素繊維の成長を牽引している。さらに、NASAからの資金提供の増加により、航空宇宙技術の研究開発がさらに進むはずである。.

炭化ケイ素繊維の製造にはいくつかの方法があるが、より洗練された方法のひとつが矢島式製法である。これは、珪砂を炭素とともに特殊な炉で加熱し、結晶性の炭化珪素粒を生成するもので、これを基材上に堆積させ、その純度によって異なる色の繊維を形成する。.

炭化ケイ素繊維は、金属およびセラミックマトリックス複合材料の製造に最も頻繁に使用され、スペシャリティマテリアルズのSCS炭化ケイ素繊維は、最高温度対応と最大800メートルの長さの繊維を購入できる連続トウ段ボールスプールで際立っている。.

高温化学用途

炭化ケイ素繊維は、航空宇宙、自動車部品、原子炉、化学工業などの高温化学用途に不可欠な材料となっている。その優れた化学的安定性と耐熱性により、華氏2700度という高温にも耐えることができます。その強度と柔軟性により、構造的または熱的複合構造を形成するセラミックまたは金属マトリックスからなる高性能複合材料に適しています。.

航空宇宙産業では、エンジンやタービン部品など、軽量かつ長寿命の航空機部品を製造するためにSiC繊維が利用されています。SiCファイバーは、金属合金と比較して2倍の強度と20%の耐熱性を持ち、さらに強度を失うことなく過酷な環境条件にも耐えることができます。.

炭化ケイ素繊維の製造には、いくつかの製造方法がある。そのひとつは、1975年に矢島が初めて紹介したもので、有機ケイ素ポリマーの熱分解を利用して理想的な組成の小径繊維を製造するもので、1インチあたり10ギガニュートンの引張強度を持つ撚り糸で供給される。.

このような利点があっても、ほとんどの用途では材料費は法外に高いままである。また、ろう付け、ARCJoinT拡散接合、REABOND接合技術など、高温環境に適した堅牢な接合・統合技術を開発する必要がある。.

高温航空宇宙用途

炭化ケイ素繊維は、高温耐性、耐腐食性、耐摩耗性などの特性により、航空宇宙分野で大きな用途を見出しています。炭化ケイ素は、航空宇宙生産に関連する高応力に耐える上で特に有用であり、その需要をさらに促進するものである。.

炭化ケイ素繊維は、炭素とケイ素を主成分とするセラミック材料であり、2700℃までの耐酸化性と耐腐食性に優れ、高強度弾性率特性、低密度、熱機関断熱用途、セラミックマトリックス複合材料用途など、多くの望ましい特性を誇っている。.

北米の炭化ケイ素繊維市場は予測期間中に急拡大が見込まれる北米の航空宇宙・防衛分野は、軍事費の増加と民間航空機のニーズの増加により急速に拡大している。この傾向は、工業生産の大幅な増加につながっている。さらに、原子力発電事業の拡大が炭化ケイ素繊維の需要を牽引している。.

連続b-SiC繊維は、特に原子力産業における多くの高温用途に適しています。軽量でありながら耐久性に優れているため、放射線にさらされる環境での使用に適しており、セラミックマトリックス複合材料や高度な構造物の製造に適しているほか、連続フィラメントをコンポーネント形状の建築用プリフォームに容易に織り込むことができる航空宇宙／防衛用途にも適している。.