제품 간략 설명:
실리콘 카바이드 링은 고경도, 내고온성(고온 환경에서 안정적으로 작동 가능), 내마모성 및 내식성 등 실리콘 카바이드 세라믹의 뛰어난 특성을 지니고 있습니다. 기계 밀봉 및 고급 베어링과 같은 분야에 널리 사용되며, 복잡한 작업 조건 하에서도 장비의 밀봉 신뢰성과 수명을 보장할 수 있습니다.
제품 세부 사항 설명:
실리콘 카바이드 세라믹은 높은 휨 강도, 우수한 산화 저항성, 좋은 내식성, 높은 내마모성 및 낮은 마찰 계수와 같은 뛰어난 상온 기계적 특성을 지닐 뿐 아니라, 고온 기계적 특성(강도, 크리프 저항 등) 또한 알려진 세라믹 재료 중 가장 뛰어난 수준에 속한다. 핫 프레싱 소결, 무압력 소결 및 핫 아이소스태틱 프레싱 소결로 제조된 실리콘 카바이드 재료는 최대 1600°C의 온도에서도 안정성을 유지할 수 있어 세라믹 재료 중에서도 매우 우수한 고온 강도를 가진다. 이들의 산화 저항성 또한 모든 비산화물 세라믹 중에서 매우 뛰어나다.
실리콘 카바이드의 초기 응용은 그 높은 경도 특성 덕분이었다. 이를 다양한 연삭 휠, 에머리 천, 샌드페이퍼 및 연마용 다양한 연마재로 제작할 수 있어 기계 가공 산업 전반에 걸쳐 널리 사용되었다. 이후 실리콘 카바이드는 제강 공정에서 환원제로 사용될 수 있고 가열 요소로도 활용될 수 있음이 밝혀지면서 실리콘 카바이드의 급속한 발전을 촉진하였다.
실리콘 카바이드 세라믹은 석유, 화학 산업, 마이크로일렉트로닉스, 자동차, 항공우주, 항공, 제지, 레이저, 광산 및 원자력 에너지와 같은 산업 분야에 널리 사용되고 있다. 실리콘 카바이드는 고온 베어링, 방탄판, 노즐, 고온 내식성 부품 및 고온·고주파 영역의 전자 장비 부품 등에 폭넓게 적용되고 있다.
실리콘 카바이드 세라믹의 대표적인 구성 요소인 실리콘 카바이드 링은 실리콘 카바이드 소재가 지닌 뛰어난 성능 체계를 그대로 계승하고 있습니다. 이들은 매우 높은 구조적 강도와 경도를 가지며, 복잡한 기계적 하중 조건에서도 형태 안정성을 유지하고 외부 충격 및 압축에 저항할 수 있습니다. 마모 저항성 또한 최고 수준으로, 회전 운동이나 왕복 운동 시 접촉 마찰과 같은 지속적인 마찰 조건에서 일반 금속 또는 세라믹 링보다 훨씬 낮은 마모율을 보이며, 수명이 크게 연장됩니다. 또한 뛰어난 내열성을 지녀 1200°C 이상의 고온 환경에서도 장시간 안정적으로 작동할 수 있습니다. 더불어 우수한 열충격 저항성을 갖추고 있어 고온 설비의 가동 및 정지 과정과 같이 급격한 온도 변화가 발생하는 상황에서도 열응력으로 인한 균열이나 파손이 발생하기 어렵습니다. 동시에 부식 저항성 또한 뛰어나 산, 알칼리, 염 용액 및 다양한 유기 부식성 매체에 강하며, 혹독한 부식 환경에서도 장기간 신뢰성 있게 작동할 수 있습니다. 또한 양호한 열전도성과 산화 저항성을 갖추고 있어 높은 열전달 효율이 뛰어나고 고온에서의 산화로 인한 성능 저하가 발생하기 쉽지 않습니다.
적용 분야 측면에서 실리콘 카바이드 링은 다양한 장점을 바탕으로 많은 핵심 산업 분야에서 사용되고 있다. 기계 밀봉 분야에서는 고성능 기계식 씰의 핵심 구성 요소로서 석유화학 산업의 펌프 밀봉, 원자력 발전 냉각 시스템의 순환 펌프 밀봉, 항공우주 엔진의 밀봉 등에 널리 활용된다. 예를 들어, 강산 용액 및 고온 용융물과 같은 부식성이 강하고 고온·고압인 화학 매체를 운반할 때 실리콘 카바이드 링은 회전 링 또는 고정 링로 사용되어 신뢰성 있는 밀봉을 구현하고 매체 누출을 방지하며 장비의 안전하고 효율적인 작동을 보장한다. 베어링 및 동력 전달 분야에서는 실리콘 카바이드 링을 고온·고속 베어링의 롤링 소자 또는 케이지 구성 부품으로 사용할 수 있으며, 제철 산업의 고온 롤러 베어링, 항공 엔진의 고속 베어링 등에 적합하다. 낮은 마찰 계수와 뛰어난 내마모성 덕분에 베어링의 운전 저항을 줄이고 전달 효율과 수명을 향상시킨다. 반도체 및 마이크로일렉트로닉스 분야에서는 실리콘 카바이드의 반도체 특성, 내열성 및 방사선 저항성 등의 장점으로 인해 웨이퍼 제조 공정의 고온 캐리어 링과 같은 고온 반도체 장비의 핵심 구조 부품으로 사용될 수 있다. 이들은 에피택셜 성장, 고온 이온 주입 등 고온 공정 환경에서도 구조적 안정성을 유지하며 웨이퍼 오염이 적어 반도체 제조의 정확성과 수율을 보장한다. 신에너지 분야에서는 수소 에너지 장비의 고압 밀봉 부문에서 실리콘 카바이드 링이 고압 수소의 부식과 고속 유동의 마모에도 견딜 수 있어 수소 연료 전지 시스템 및 수소 저장·운송 장비의 밀봉 신뢰성을 확보하는 데 기여한다. 또한 광산 기계의 내마모 부품이나 제지 기계의 고온 건조 롤러용 씰링 링과 같은 응용 분야에서도 실리콘 카바이드 링은 내마모성과 내열성 특성 덕분에 기존 소재를 대체하고 장비 성능을 향상시키는 핵심 선택지가 되고 있다.
제품의 장점 측면에서 볼 때, 실리콘 카바이드 링은 먼저 장비의 신뢰성과 수명을 크게 향상시킬 수 있다. 뛰어난 내마모성, 내식성 및 고온 저항성 덕분에 밀봉 및 전달 기능에 의존하여 발생하는 장비 고장과 가동 중단 횟수를 줄여 유지보수 비용을 낮출 수 있다. 또한 극한 작업 조건에 대한 적응 능력이 매우 뛰어나 기존 금속 링(부식되기 쉬우며 고온 강도 부족)과 일반 세라믹 링(열충격 저항성 부족, 취성 큼)이 고온, 강한 부식, 고마모 환경에서 적용하기 어려운 부분을 보완하며, 고급 장비가 더욱 까다로운 작업 조건으로 발전할 수 있는 재료적 기반을 제공한다. 더불어 장비의 고효율 운전 달성에도 기여하는데, 낮은 마찰 계수는 에너지 손실을 줄일 수 있으며, 우수한 열전도성은 장비의 열 관리를 지원하여(예: 밀봉 부위에서 발생하는 마찰열을 신속하게 배출하여 국부적인 과열 방지) 전체 시스템의 에너지 효율을 향상시킨다. 아울러 반도체 및 항공우주와 같은 고급 분야에서의 기술적 역할도 두드러진다. 실리콘 카바이드의 반도체 특성과 구조적 특성을 융합함으로써 실리콘 카바이드 링은 이러한 고급 분야에서 구조 지지, 밀봉 보호, 일부 전기적 특성 등의 요구를 충족시키며, 관련 장비의 소형화, 고집적화, 고신뢰성 방향으로의 발전을 촉진한다.
제조 공정 측면에서 실리콘 카바이드 링은 일반적으로 정밀 소결 및 가공 기술을 채택한다. 먼저 핫 프레스 소결, 반응 소결 또는 핫 아이소스태틱 프레싱 소결 등의 공정을 통해 실리콘 카바이드 분말을 블랭크 형태로 밀도화한다. 이후 고정밀 연마, 래핑, 혹은 레이저 가공을 통해 링의 치수 정확도(예: 원주도, 평행도, 표면 거칠기)를 매우 높은 수준으로 끌어올려 정밀 밀봉, 고속 전달 등 엄격한 허용오차가 요구되는 응용 분야의 요구 사항을 충족시킨다. 일부 고급 실리콘 카바이드 링은 표면 개질 처리(예: 코팅 강화, 이온 주입)를 추가로 거쳐 내마모성, 내식성 또는 전기적 특성을 더욱 최적화하고 적용 범위를 확장하기도 한다. 산업 기술의 지속적인 발전에 따라 실리콘 카바이드 링의 제조 공정은 끊임없이 업그레이드되고 있으며, 더 큰 크기와 보다 복잡한 구조의 링 본체 제작이 가능해질 뿐 아니라 성능 일관성과 비용 통제 간의 균형도 달성함으로써 다양한 분야로의 보급과 활용을 위한 기반을 마련하고 있다.
제품 사양 표
| 항목 |
UNIT |
무압소결 탄화규소(SSIC) |
반응결합 탄화규소(RBSiC/SiSiC) |
재결정화 탄화규소(RSIC) |
| 응용 분야의 최대 온도 |
℃ |
1600 |
1380 |
1650 |
| 밀도 |
g/cm³ |
> 3.1 |
> 3.02 |
> 2.6 |
| 개기공률 |
% |
0.1 |
0.1 |
15% |
| 굽힘 강도 |
Mpa |
> 400 |
250(20℃) |
90-100(20℃) |
|
Mpa |
|
280(1200℃) |
100-120 (1100℃) |
| 탄성계수 |
GPa |
420 |
330(20℃) |
240 |
|
GPa |
|
300 (1200℃) |
|
| 열전도성 |
W/m.k |
74 |
45(1200℃) |
24 |
| 열 팽창 계수 |
K⁻¹×10⁻⁶ |
4.1 |
4.5 |
4.8 |
| 비커스 경도 HV |
GPa |
22 |
20 |
|
| 산알칼리 저항성 |
|
훌륭한 |
훌륭한 |
훌륭한 |
EN
