블랙 실리콘 카바이드의 제품 소개 및 응용
검은색 실리콘 카바이드(흑색 탄화규소로 약칭)는 석영 모래와 석유 코크스를 주원료로 하여 저항로에서 고온 제련한 인공 비금속 재료입니다. 흑회색 또는 짙은 검은색 외관을 가지며, 매우 높은 경도, 우수한 열전도도 및 화학적 안정성을 지닙니다. 우수한 산업 원료로 사용되며, 연마재, 내화재, 야금, 세라믹, 전자 및 기타 분야에 널리 사용됩니다.
Ⅰ. 블랙 실리콘 카바이드의 성능 특성
모스 경도는검은색 실리콘 카바이드9.2로 다이아몬드와 입방정 질화붕소에 이어 두 번째로 높으며, 매우 강한 내마모성과 내충격성을 가지고 있습니다. 융점은 약 2700°C이며, 고온 환경에서 구조적 안정성을 유지할 수 있고 분해나 변형이 쉽지 않습니다. 또한, 열전도도가 우수하고 열팽창 계수가 낮으며, 고온 고압 조건에서도 우수한 열충격 안정성을 보입니다.
화학적 특성 측면에서 블랙 실리콘 카바이드는 산과 알칼리에 대한 우수한 내식성을 가지며, 특히 혹독한 환경에서의 산업용으로 적합합니다. 또한 높은 전도성 덕분에 특정 전기 가열 재료 및 반도체 분야의 대체 소재로 활용될 수 있습니다.
Ⅱ. 주요 제품 형태 및 사양
검은색 실리콘 카바이드는 입자 크기와 용도에 따라 다양한 형태로 만들어질 수 있습니다.
블록 소재: 제련 후 큰 결정으로, 종종 재가공이나 야금 첨가제로 사용됩니다.
입자모래(F모래/P모래): 연삭 휠, 사포 분사 연마제, 사포 등을 만드는 데 사용됨.
마이크로파우더(W, D 시리즈): 초정밀 연삭, 연마, 세라믹 소결 등에 사용됨.
나노 수준의 미세 분말: 고급 전자 세라믹, 열전도성 복합 소재 등에 사용됩니다.
입자 크기는 F16에서 F1200까지이며, 미세 분말의 입자 크기는 나노미터 수준에 도달할 수 있으며, 이는 다양한 응용 분야의 기술적 요구 사항에 따라 맞춤 제작될 수 있습니다.
Ⅲ. 블랙 실리콘 카바이드의 주요 응용 분야
1. 연마재 및 연삭 도구
연마재는 블랙 실리콘 카바이드의 가장 전통적이고 널리 사용되는 응용 분야입니다. 높은 경도와 자가 연마 특성을 활용하여, 블랙 실리콘 카바이드는 연삭 휠, 커팅 디스크, 사포, 연삭 헤드, 연삭 페이스트 등 다양한 연삭 제품을 제조하는 데 사용될 수 있으며, 이러한 제품들은 주철, 강철, 비철 금속, 세라믹, 유리, 석영, 시멘트 제품 등의 연삭 및 가공에 적합합니다.
이 제품의 장점은 분쇄 속도가 빠르고 막힘이 적으며 가공 효율이 높다는 것입니다. 금속 가공, 기계 제조, 건축 장식 등 다양한 산업 분야에 널리 사용됩니다.
2. 내화재료
흑색 탄화규소는 고온 안정성과 내식성이 우수하여 고온 내화재 분야에서 널리 사용됩니다. 탄화규소 벽돌, 용광로 내벽, 도가니, 열전대 보호관, 가마 도구, 노즐, 송풍구 벽돌 등으로 제작될 수 있으며, 야금, 비철금속, 전기, 유리, 시멘트 등 고온 산업에서 장비 수명 연장 및 운영 안전성 향상을 위해 널리 사용됩니다.
또한, 탄화규소 소재는 고온 산화 분위기에서 우수한 항산화 특성을 가지고 있어 열간 고로, 고로 및 기타 장비의 핵심 부품에 사용하기에 적합합니다.
3. 야금 산업
제강 및 주조와 같은 야금 공정에서 흑탄화규소는 탈산제, 보온제, 재탄화제로 사용할 수 있습니다. 높은 탄소 함량과 빠른 열 방출로 인해 제련 효율을 효과적으로 향상시키고 용강의 품질을 개선할 수 있습니다. 동시에 제련 공정의 불순물 함량을 줄이고 용강의 정제에도 기여합니다.
일부 제철소에서는 주철과 연성주철의 제련 시 조성을 조정하여 비용을 절감하고 주물의 성능을 개선하기 위해 일정 비율의 탄화규소를 첨가하기도 합니다.
4. 세라믹 및 전자재료
블랙 실리콘 카바이드는 기능성 세라믹의 중요한 원료이기도 합니다. 구조용 세라믹, 내마모성 세라믹, 열전도성 세라믹 등의 제조에 사용될 수 있으며, 전자, 화학, 기계 등 다양한 분야에서 폭넓은 전망을 가지고 있습니다. 최대 120 W/m·K의 뛰어난 열전도도를 자랑하며, 방열재, 방열 인터페이스 소재, LED 방열 부품 등에 널리 사용됩니다.
또한, 탄화규소는 전력 반도체 분야에 점차 진출하여 고온 및 고전압 장치의 기본 소재로 자리 잡았습니다. 블랙 탄화규소의 순도는 그린 탄화규소보다 약간 낮지만, 일부 중저전압 전자 제품에도 사용됩니다.
5. 태양광 및 신에너지 산업
블랙 실리콘 카바이드 분말은 태양광 산업에서 실리콘 웨이퍼 절단에 널리 사용됩니다. 다이아몬드 와이어 절단 공정의 연마재로 사용되며, 높은 경도와 강도를 자랑합니다.절단힘, 낮은 손실, 매끄러운 절단 표면은 실리콘 웨이퍼의 절단 효율성과 수율을 개선하고 웨이퍼 손실률과 생산 비용을 낮추는 데 도움이 됩니다.
새로운 에너지와 새로운 소재 기술이 지속적으로 개발됨에 따라, 리튬 배터리 음극 첨가제, 세라믹 멤브레인 캐리어 등의 새로운 분야에도 실리콘 카바이드가 개발되고 있습니다.
4. 요약 및 전망
블랙 실리콘 카바이드는 뛰어난 기계적, 열적, 화학적 특성으로 여러 산업 분야에서 대체 불가능한 역할을 수행합니다. 제조 기술의 지속적인 발전, 제품 입자 크기 제어, 순도 향상 및 응용 분야의 지속적인 확장을 통해 블랙 실리콘 카바이드는 고성능 및 정밀성을 향해 발전하고 있습니다.
앞으로 신에너지, 전자도자, 하이엔드 등 산업의 급속한 발전으로연마 지능형 제조와 함께, 블랙 실리콘 카바이드는 하이엔드 제조 분야에서 점점 더 중요한 역할을 하게 될 것이며, 첨단 소재 기술 시스템의 핵심 구성 요소가 될 것입니다.