녹색 SiC와 검은색 SiC의 차이점은 무엇입니까?
재료 과학의 광대한 분야에서 실리콘 카바이드(SiC)는 고성능 비금속 재료로서 고유한 물리적 및 화학적 특성으로 많은 산업에서 중요한 역할을 합니다. 그 중 녹색 실리콘 카바이드와 검은 실리콘 카바이드는 실리콘 카바이드의 두 가지 주요 품종입니다. 둘 다 α-SiC의 기본 범주에 속하지만 생산 공정, 물리적 및 화학적 특성, 응용 분야에서 상당한 차이를 보입니다. 이 글에서는 이 두 가지 유형의 실리콘 카바이드의 차이점을 탐구하여 독자들이 그 특성과 응용 분야를 더 잘 이해할 수 있도록 하겠습니다.
1. 생산 공정의 차이점
녹색 실리콘 카바이드의 생산 공정은 독특합니다. 주로 석유 코크스와 고품질 실리카를 주요 원료로 사용하고 소금을 첨가제로 첨가하고 저항로에서 고온에서 제련합니다. 이 공정에서 소금을 첨가하면 실리콘 카바이드의 결정화 과정이 촉진될 뿐만 아니라 제품의 순도와 결정화 품질이 크게 향상됩니다. 대조적으로, 블랙 실리콘 카바이드의 생산은 석영 모래, 석유 코크스 및 고품질 실리카의 조합에 의존하며, 이는 저항로에서 고온에서 제련되지만 소금을 첨가하는 것을 포함하지 않습니다. 따라서 원료 비율과 공정의 관점에서 볼 때 그린 실리콘 카바이드의 제조는 더 복잡하고 정교하며, 이는 또한 후속 성능의 토대를 마련합니다.
2. 물리적 및 화학적 특성의 차이
물리적 및 화학적 특성 측면에서 그린 실리콘 카바이드와 블랙 실리콘 카바이드는 모두 매우 높은 경도와 기계적 강도를 나타냅니다. 경도는 코런덤과 다이아몬드 사이이며 일반 금속 재료보다 훨씬 뛰어납니다. 그러나 그린 실리콘 카바이드의 결정 순도가 더 높아 특정 특성에서 유리합니다. 예를 들어, 그린 실리콘 카바이드의 인장 강도와 압축 강도는 매우 높고 고강도 강철보다 몇 배나 높아 우수한 기계적 특성을 보여줍니다. 동시에, 그린 실리콘 카바이드는 또한 우수한 고온 저항성을 가지고 있으며, 그 융점은 2700°C 이상으로 높고, 고온 환경에서도 여전히 안정적인 물리 화학적 특성을 유지할 수 있습니다. 또한, 그린 실리콘 카바이드는 또한 우수한 화학적 안정성을 가지고 있으며, 다양한 강산, 강알칼리 및 유기 용매의 침식을 견딜 수 있어 화학 산업, 전자, 의료 및 기타 분야에서 광범위한 응용 전망을 가지고 있습니다.
대조적으로, 블랙 실리콘 카바이드는 고경도, 고강도 및 고마모성이라는 특성을 가지고 있지만, 그 인성은 그린 실리콘 카바이드보다 약간 더 높아서 어느 정도 가공 중 자체 연삭에 영향을 미칩니다. 그러나 블랙 실리콘 카바이드는 적당한 밀도(약 3.15-3.21g/cm³), 높은 열전도도, 좋은 산화 저항성 및 방사선 저항성을 가지고 있습니다. 이러한 특성으로 인해 알루미나 가마, 화격자 및 내화 세라믹에 널리 사용됩니다. 고온 및 고산화 환경에서 널리 사용됩니다.
3. 적용 분야의 차이
그린 실리콘 카바이드와 블랙 실리콘 카바이드는 물리적 및 화학적 특성의 차이로 인해 적용 분야도 다릅니다. 그린 실리콘 카바이드는 고순도, 고경도 및 우수한 기계적 특성으로 인해 시멘트 카바이드, 석영 유리, 광학 유리 및 기타 재료의 정밀 연삭 및 수정 와이어 절단에 널리 사용됩니다. 특히 반도체 소재 가공 분야에서 녹색 실리콘 카바이드 분말은 단결정 실리콘 및 다결정 실리콘 절단 웨이퍼 생산을 위한 중요한 원료입니다. 그 입자 크기와 순도는 절단 품질과 효율성에 직접적인 영향을 미칩니다. 또한 녹색 실리콘 카바이드는 고온 저항성과 화학적 안정성이 우수하여 항공우주 엔진, 가스터빈, 화학 장비와 같은 고온 및 고부식성 환경에서 사용됩니다.
검은 실리콘 카바이드는 인성이 높고 내마모성이 우수하여 합금, 세라믹, 대리석, 비취 및 기타 재료를 연삭하는 데 적합합니다. 동시에 검은 실리콘 카바이드는 연마제, 연삭 휠, 절단 디스크 등과 같은 고경도, 내마모성 도구 및 부품을 만드는 데에도 사용됩니다. 세라믹 분야에서 검은 실리콘 카바이드는 다른 세라믹 재료와 결합하여 특정 엔지니어링 요구 사항을 충족하는 고성능 복합 세라믹 재료를 제조할 수 있습니다. 또한 검은 실리콘 카바이드는 내화 재료, 항공우주, 자동차 제조 및 기타 분야에서도 널리 사용됩니다.
4. 가격 및 시장 동향
그린 실리콘 카바이드와 블랙 실리콘 카바이드의 가격은 시장 수요, 원산지, 품질 등 많은 요인의 영향을 받으며 가격 변동이 큽니다. 일반적으로 그린 실리콘 카바이드의 생산 공정이 더 복잡하고 제품 성능이 더 좋기 때문에 가격이 비교적 높습니다. 그러나 기술의 지속적인 발전과 생산 비용의 감소로 그린 실리콘 카바이드의 시장 경쟁력도 높아지고 있습니다. 동시에 고성능 소재에 대한 글로벌 수요가 계속 증가함에 따라 그린 실리콘 카바이드와 블랙 실리콘 카바이드에 대한 시장 전망은 매우 광범위합니다.
5. 결론
요약하자면 그린 실리콘 카바이드와 블랙 실리콘 카바이드는 실리콘 카바이드의 두 가지 주요 품종으로 생산 공정, 물리 화학적 특성 및 응용 분야에서 상당한 차이가 있습니다. 그린 실리콘 카바이드는 고순도, 고경도 및 우수한 기계적 특성으로 인해 반도체 재료 처리, 고온 장비 및 기타 분야에서 중요한 위치를 차지하고 있습니다. 블랙 실리콘 카바이드는 높은 인성과 내마모성으로 인해 합금, 세라믹 및 기타 재료에서 중요한 역할을 합니다. 연삭에서 중요한 역할을 합니다. 미래에는 과학기술의 지속적인 발전과 응용 분야의 지속적인 확장으로 그린 실리콘 카바이드와 블랙 실리콘 카바이드의 특성이 더욱 탐구되고 응용되어 재료 과학의 발전에 더욱 기여할 것입니다.