製品の簡潔な説明:
炭化ケイ素（SiC）リングは、高硬度、耐高温性（高温環境下でも安定して動作可能）、耐摩耗性、耐腐食性など、炭化ケイ素セラミックの優れた特性を持っています。機械的シールや高級ベアリングなどの分野で広く使用されており、複雑な作業条件下でも装置のシール信頼性と耐用寿命を確保できます。
製品詳細説明:
炭化ケイ素セラミックスは、高い曲げ強度、優れた酸化抵抗性、良好な耐食性、高い耐摩耗性、低摩擦係数といった優れた常温機械的特性を持つだけでなく、高温機械的特性（強度、クリープ抵抗など）も既知のセラミック材料の中でも最も優れた部類に入ります。熱間プレス焼結、無圧焼結および熱間等方圧焼結によって製造された炭化ケイ素材料は、最高1600°Cまでの温度で安定性を維持でき、セラミック材料の中でも非常に優れた高温強度を持つ材料です。その酸化抵抗性も、すべての非酸化物セラミックスの中でも非常に優れています。
炭化ケイ素の初期の用途は、その高硬度性能によるものでした。各種研削砥石、エマリー布、サンドペーパー、および研磨用のさまざまな研磨材として製造することができ、そのため機械加工産業で広く使用されていました。その後、製鋼における還元剤や加熱素子としても利用できることがわかり、炭化ケイ素の急速な発展が促進されました。
炭化ケイ素セラミックスは、石油、化学工業、マイクロエレクトロニクス、自動車、航空宇宙、航空、製紙、レーザー、鉱山、原子力などの産業分野で広く利用されています。炭化ケイ素は、高温軸受、防弾板、ノズル、高温耐腐食部品、および高温高周波領域の電子機器部品などに広く使用されています。
炭化ケイ素リングは、炭化ケイ素セラミックスの典型的な構成部品として、炭化ケイ素材料の優れた性能体系を十分に継承しています。非常に高い構造強度と硬度を持ち、複雑な機械的負荷下でも形状の安定性を保ち、外部からの衝撃や圧縮に対して耐えることができます。摩耗抵抗性は最上位レベルに達しており、回転運動や往復運動における接触摩擦など連続的な摩擦条件下でも、従来の金属やセラミック製リングと比べて著しく低い摩耗率を示し、寿命が大幅に延長されます。優れた耐高温性を持ち、1200°C以上という高温環境下でも長時間安定して動作可能です。また、優れた熱衝撃抵抗性も備えており、高温装置の起動・停止時のような急激な温度変化が生じる場面でも、熱応力によってひび割れや破損しにくいです。同時に、優れた耐腐食性も有しており、酸・アルカリ・塩溶液および各種有機腐食性媒体に対して強い抵抗力を持っています。過酷な腐食環境下でも長期間にわたり信頼性の高い運転が可能です。さらに、良好な熱伝導性および酸化抵抗性も兼ね備えており、高い 熱伝達効率が高く、高温時における酸化による性能劣化を生じにくくなっています。
応用分野に関しては、炭化ケイ素（SiC）リングはその多様な利点により、多くの重要な産業シーンをカバーしています。機械シール分野では、SiCリングは高級機械シールの核心構成部品であり、石油化学産業におけるポンプのシーリング、原子力発電冷却システムの循環ポンプのシーリング、航空宇宙エンジンのシーリングなどに広く使用されています。例えば、強酸性溶液や高温溶融物などの高腐食性・高温・高圧の化学媒体を輸送する際、SiCリングは可動環または固定環として使用され、信頼性の高いシーリングを実現し、媒体の漏洩を防止して装置の安全かつ効率的な運転を確保します。軸受および伝動分野においては、SiCリングは高温高速軸受の転動体または保持器部品として使用でき、製鉄業における高温ローラー軸受、航空エンジンの高速軸受などに適しています。低摩擦係数と高い耐摩耗性を持つことで、軸受の回転抵抗を低減し、伝動効率と使用寿命を向上させます。半導体およびマイクロエレクトロニクス分野では、SiCの半導体特性、耐熱性、放射線耐性といった利点により、SiCリングは高温半導体装置のキーストラクチャ部品に使用できます。たとえば、ウェハ製造プロセスにおける高温キャリアリングなどです。これらのリングは、エピタキシャル成長や高温イオン注入といった高温プロセス環境下でも構造的安定性を維持し、ウェハへの汚染が生じにくいため、チップ製造の精度と歩留まりを確保できます。新エネルギー分野では、水素エネルギー設備の高圧シーリング部位において、SiCリングは高圧水素の腐食や高速流体による洗浄作用に耐えることができ、水素燃料電池システムや水素貯蔵・輸送設備のシーリング信頼性を支えます。さらに、鉱山機械の耐摩耗部品や製紙機械の高温乾燥ローラー用シールリングなどの用途においても、SiCリングはその耐摩耗性および耐熱性により、従来材料の代替として採用される主要選択肢となっています。
製品の利点という観点から見ると、炭化ケイ素（SiC）リングはまず、装置の信頼性と耐用年数を大幅に向上させることができます。優れた耐摩耗性、耐腐食性、耐高温性により、シールや伝動部に起因する装置の故障や停止の回数が減少し、メンテナンスコストも低減されます。次に、極限環境への適応能力が非常に高く、高温・強腐食・高摩耗の条件下で従来の金属リング（腐食しやすく、高温強度不足）や一般のセラミックリング（熱衝撃抵抗性が低く、脆性が高い）では対応できなかった応用上のギャップを埋め、より過酷な作業条件を目指す高機能装置の発展に材料面での基盤を提供します。さらに、装置の高効率運転にも貢献します。低摩擦係数によりエネルギー損失を低減でき、良好な熱伝導性により装置の熱管理を支援（例えば、シール部分で発生した摩擦熱を迅速に外部へ放出し、局所的な過熱を回避）することで、システム全体のエネルギー効率を向上させます。また、半導体や航空宇宙といったハイエンド分野において、その技術的付加価値も顕著です。炭化ケイ素の半導体特性と構造特性を融合することにより、構造的サポート、シール保護、および部分的な電気的特性のニーズを満たし、関連装置の小型化、高集積化、高信頼性化の方向への発展を促進します。
製造プロセスに関しては、炭化ケイ素リングは通常、精密焼結および加工技術を採用しています。まず、熱間等方圧圧縮焼結（HIP）、反応焼結、または熱間プレス焼結などの工程により、炭化ケイ素粉末を緻密な成形体にします。その後、高精度の研削、研磨、あるいはレーザー加工を通じて、リングの寸法精度（円周精度、平行度、表面粗さなど）を非常に高いレベルまで高め、精密シールや高速伝動などの厳格な公差要求を満たします。一部の高級炭化ケイ素リングには、表面改質処理（例えば、コーティング強化やイオン注入）が施されることもあり、耐摩耗性、耐腐食性、電気的特性をさらに最適化し、応用範囲を広げています。産業技術の進化に伴い、炭化ケイ素リングの製造プロセスは継続的に向上しており、より大規模かつ複雑な構造を持つリング本体の製造を実現するだけでなく、性能の一貫性とコスト管理の両立も可能にし、より広範な分野への普及と応用の基盤を築いています。
製品パラメータ表
| アイテム |
ユニット |
無圧焼結炭化ケイ素（SSIC） |
反応焼結炭化ケイ素（RBSiC／SiSiC） |
再結晶化炭化ケイ素（RSIC） |
| 使用時の最高温度 |
℃ |
1600 |
1380 |
1650 |
| 密度 |
g/cm3 |
> 3.1 |
> 3.02 |
> 2.6 |
| 開気孔率 |
% |
< 0.1 |
< 0.1 |
15% |
| 屈曲強度 |
Mpa |
> 400 |
250(20℃) |
90-100(20℃) |
|
Mpa |
|
280(1200℃) |
100-120 (1100℃) |
| 弾性模数 |
平均 |
420 |
330(20℃) |
240 |
|
平均 |
|
300 (1200℃) |
|
| 熱伝導性 |
W/m・k |
74 |
45(1200℃) |
24 |
| 熱膨張係数 |
K⁻¹×10⁻⁶ |
4.1 |
4.5 |
4.8 |
| ビッカース硬度 HV |
平均 |
22 |
20 |
|
| 酸アルカリ耐性 |
|
素晴らしい |
素晴らしい |
素晴らしい |
EN
