질화규소 세라믹의 응용 분야는 무엇입니까?

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실리콘 질화물 세라믹 는 실리콘과 질소로 구성된 일종의 공유 결합 화합물로 고온 저항성, 내식성, 내마모성, 고인성 및 고굴곡 강도 등 일련의 우수한 특성을 가지고 있으며 많은 분야에서 광범위하게 응용되고 있습니다.

기계 분야

• 베어링: 실리콘 질화물 세라믹 베어링 볼은 기계 분야에서 가장 널리 사용되는 볼 중 하나입니다. 스틸 볼에 비해 실리콘 질화물 세라믹 베어링 볼은 저밀도, 고온 저항, 자체 윤활, 내식성 등의 뛰어난 장점을 가지고 있으며 고속 공작 기계 전기 스핀들 고속 베어링, 항공 우주 엔진, 풍력 터빈 베어링, 자동차 엔진 베어링 및 기타 장비에 사용할 수 있습니다.
• 도구: 질화규소 세라믹은 고속 절삭 공구를 만드는 데 사용할 수 있습니다. 경도와 내마모성이 높아 절삭 시 우수한 성능을 유지하고 공구 마모를 줄이며 가공 효율과 정확성을 향상시킵니다.
• 기타 기계 부품: 실리콘 질화물 세라믹은 터빈 블레이드, 메카니컬 씰 링, 영구 금형 등을 만드는 데에도 사용할 수 있습니다. 이러한 부품은 고온 및 부식성 환경에서 뛰어난 성능을 발휘하여 기계 장비의 신뢰성과 서비스 수명을 향상시킬 수 있습니다.

항공우주

• 투명한 소재: 다공성 질화규소 세라믹은 상대적으로 높은 굴곡 강도와 낮은 밀도, 크리프 저항성을 가지고 있어 고온에서 구조의 안정성을 향상시킬 수 있습니다. 이 소재는 라돔과 안테나 창을 만들기 위한 투명 소재로 사용됩니다. 예를 들어, 세리단은 PAC-3 미사일의 실리콘 질화물 레이돔을 성형했습니다.
  엔진 부품: 질화규소 세라믹은 1000°C 이상의 온도에서 니켈 기반 내열 합금보다 강도가 높고 크리프 강도 및 내산화성이 우수하며 비중도 내열 합금의 40%에 불과하여 무게와 연료 소비를 줄이기 위한 미래 항공 엔진의 요구 사항을 충족할 수 있습니다.

반도체 분야

• 세라믹 기판: 실리콘 질화물 세라믹은 열전도율이 높습니다(상용 제품의 일반적인 값은 80~90W/mK). 알루미나 기판이나 ZTA 기판에 비해 열전도율이 3배 이상 높고 열팽창 계수(2.4ppm/K)가 작아 반도체 칩(Si, SiC)에 가깝고 열 정합성이 우수합니다. 또한 질화규소 세라믹 기판은 높은 굽힘 강도와 높은 파괴 인성을 고려하여 우수한 기계적 특성을 가지고 있습니다. 따라서 전류 전달 능력이 높고 열 전달 성능이 매우 우수합니다.
  질화규소 기판의 우수한 성능으로 인해 철도 운송, 풍력, 태양광, 신에너지 자동차 등의 전력 모듈(IGBT/SiC 전력 모듈)에 적용 가능성이 높습니다.

바이오세라믹

• 임플란트: 실리콘 질화물 세라믹은 생체 적합성이 우수하여 바이오센서, 척추, 정형외과, 치과 등의 임플란트에 널리 사용됩니다. 예를 들어, Amedica는 매우 높은 종합적인 특성을 가진 독특한 실리콘 질화물 임플란트를 개발했습니다. 공식 보고서에 따르면 미국의 SINTX를 예로 들면, 질화규소 척추 재료는 2012년 이후 20%의 속도로 성장했습니다.
• 의료 기기: 실리콘 질화물 세라믹은 섬 이식 기계의 실리콘 질화물 비드와 같은 의료 기기의 제조에도 사용할 수 있습니다. 이 비드는 췌장 소화의 효율성을 개선하는 동시에 췌장이 챔버 시스템과 동시에 움직이는 것을 방지하고 챔버 시스템 내에서 췌장 조직의 분산을 증가시킵니다.

야금 분야

• 열방사선 보호 튜브, 버너, 도가니: 고밀도 질화규소 세라믹은 주로 야금 산업에서 열방사선 보호 튜브, 버너, 도가니 등으로 사용됩니다. 고온 저항성과 내식성이 뛰어나 열악한 야금 환경에서도 오랫동안 안정적으로 작동할 수 있습니다.

초미립자 연삭 분야

• 그라인딩 볼: 실리콘 질화물 세라믹은 공유 화합물이며 결합은 주로 원자 간의 공유 결합에 의존합니다. 준비된 재료 자체는 경도와 내마모성이 높습니다. 초미세 분말 및 식품 가공 산업에서 실리콘 질화물 세라믹 그라인딩 볼의 성능은 경도가 높고 내마모성이 우수한 기존 그라인딩 볼의 성능보다 높습니다.

뛰어난 속성으로 실리콘 질화물 세라믹 는 다양한 분야에서 큰 활용 가능성과 가치를 보여주고 있습니다. 제조 공정의 지속적인 개선과 비용 절감으로 적용 범위가 더욱 확대되어 다양한 산업 발전에 더욱 강력한 지원을 제공할 것으로 기대됩니다.