실리콘 카바이드 응용 분야

실리콘 카바이드(SiC)는 특이한 결정 구조를 가지고 있습니다. 이는 4개의 Si 원자와 4개의 C 원자가 정렬된 배위 사면체 배열로 이루어져 있으며, 층이 다형으로 쌓여 기본 배위 사면체를 형성합니다.

전기적으로 탄화규소는 실리콘보다 5~10배 높은 전압을 견딜 수 있습니다. 따라서 전력 장치에 탁월한 소재입니다.

전자 제품

실리콘 카바이드는 최신 전자기기 작동에 필요한 높은 온도와 전압을 견딜 수 있으며 실리콘에 비해 효율적인 반도체 소재이기도 합니다. 이러한 효율성은 배터리로 작동하는 디바이스의 크기와 비용을 줄이는 데 도움이 됩니다.

탄화규소는 원자가 밴드와 전도 밴드 사이의 에너지 간격이 실리콘보다 훨씬 가까워 실리콘에 비해 전자가 이 밴드 사이를 더 쉽게 통과할 수 있기 때문에 실리콘으로 만든 동급 장치보다 거의 10배 더 많은 전류를 처리할 수 있는 것이 특징입니다.

엔지니어는 비산화물 바인더와 결합된 SiC 분말을 소결하여 입방형 실리콘 카바이드를 생산할 수 있습니다. 또한 화학 기상 증착을 통해 SiC 결정을 성장시킬 수도 있습니다. 이 기술을 위해 기판에 증착하기 전에 특수 혼합 가스를 진공 챔버에 공급합니다.

탄화규소는 단단하고 내구성이 강한 표면과 산에 대한 내성을 포함한 물리적 특성으로 인해 세공과 같은 산업 기계 가공 공정에 탁월한 연마재로 사용됩니다. 카보룬덤 그릿은 알루미늄 판에 직접 도포하고 잉크를 주입한 다음 종이에 눌러 인쇄하는 콜라그래프 판화에도 사용됩니다.

방탄 갑옷

실리콘 카바이드 세라믹은 발사체의 에너지를 흡수하고 속도를 늦춰 부상이나 사망 위험을 줄이는 능력이 뛰어나 방탄복으로 탁월한 선택입니다. 가벼운 특성 덕분에 착용자에게 더 큰 이동성과 편안함을 제공하며, 경도가 높아 총알과 방탄복 관통탄, 고속 파편과 같은 위협을 견딜 수 있습니다.

실리콘 카바이드로 만든 방탄복은 총기 및 날카로운 무기의 위협으로부터 보호하기 위해 군인과 법 집행관 모두에게 제공됩니다. 최종 사용자나 제조업체에 판매되기 전에 실리콘 카바이드 방탄복은 국제 표준을 충족하는지 확인하는 엄격한 테스트 절차를 거쳐야 합니다.

실리콘 카바이드 방탄복은 금속 방탄복에 비해 내열성이 뛰어나 충격에도 변형되지 않으며, 실리콘 카바이드 소재의 높은 경도와 인장 강도는 총알에 맞아도 판이 손상되지 않아 골절이나 파손을 방지하는 등 몇 가지 주요 이점을 제공합니다.

Cook 특허는 여러 개의 알루미나 타일을 모자이크로 사용하여 다중 타격 성능을 극대화하는 것부터 단단한 지지대와 골절 코노이드 개념에 이르기까지 세라믹 복합 방탄복의 모든 고전적인 원리를 자세히 설명합니다. 대부분의 세라믹은 형상탄에 의해 쉽게 파괴되지만, 이 특별한 디자인의 알루미나 기반 탄화규소 플레이트는 형상탄 테스트에서 모든 힘을 견딜 수 있어 경찰 차량과 민간 특수 목적 차량에 모두 적합합니다.

에너지 공급

실리콘(Si) 반도체는 저전력 전자기기에서 잘 작동하지만, 기기가 더 높은 온도, 전압, 주파수에서 작동할수록 한계가 분명해집니다. 실리콘 카바이드(SiC)는 더 높은 온도를 견딜 수 있는 더 큰 에너지 밴드갭과 더 나은 열 관리 특성으로 인해 이러한 회로에서 Si보다 우수한 성능을 제공합니다.

탄화규소 기술은 또한 1000V를 초과하는 시스템에서 기존 실리콘 및 질화갈륨보다 10배나 높은 전기 전압 변동에 대한 뛰어난 저항성 덕분에 전자 부품을 더 작게 만들고 더 빠르게 작동시킬 수 있습니다. 따라서 실리콘 카바이드 전력 장치는 전기 자동차(EV), 태양광 인버터 및 기타 재생 에너지 시스템에 적합합니다.

카보룬듐(Ceram)은 실리콘 카바이드의 결정 형태입니다. 1893년부터 연마재로 생산된 Ceram은 방탄 조끼 세라믹 플레이트에 필수적인 역할을 하며 다이아몬드 다음으로 가장 단단한 소재 중 하나입니다. 이 소재를 정밀한 공차로 가공하려면 다양한 연삭 및 래핑 기술을 활용할 수 있으므로 고도의 기술이 필요하며, 완제품은 기계적 특성과 안전 표준을 보장하기 위해 철저한 검사를 통과해야 합니다.

기계 애플리케이션

실리콘 카바이드는 경도와 인성이 매우 뛰어나 유리, 세라믹, 석재 및 내화물을 포함하여 인장 강도가 낮은 재료를 연마하거나 절단하는 데 유용하기 때문에 오랫동안 귀중한 산업용 연마재로 여겨져 왔습니다. 극한의 조건에서도 복원력이 뛰어나 연마 휠 재료로 인기가 높으며, 내구성이 뛰어나 모이사나이트를 비롯한 보석을 조각하고 연마하는 현대 세공 장비에 필수적인 구성 요소로 사용되고 있습니다.

PEEK는 화학적으로 불활성이며 고온에서 부식에 대한 저항성이 매우 높습니다. 또한 탄성 계수가 매우 높아 치수 안정성이 뛰어나고 압축 강도가 높고 다공성이 낮으며 기공 밀도가 제로인 특성으로 인해 기계적 씰과 베어링에 완벽한 소재이며 특히 자극적인 유체를 처리해야 하는 펌프/구동 시스템에서 유용합니다.

실리콘 카바이드는 다양한 고체 소자에서 활용될 수 있습니다. 실리콘 카바이드는 결정 구조와 특이한 전기적 특성으로 인해 온도와 용도에 따라 P형 반도체와 N형 반도체로 모두 작동할 수 있어 내화 라이닝, 전기로, 세라믹 등의 응용 분야에 적합한 소재라는 점에서 경쟁사 제품과 차별화됩니다.