炭化ケイ素 （SiC） マイクロパウダーは、高性能な構造用セラミック材料です。高密度、高熱伝導性、曲げ強度、弾性率、優れた耐腐食性、耐高温性を特徴としています。これらの特性により、厳しい構造要件が求められる産業で広く使用されています。
反応焼結から再結晶へ：粒子制御を核として
反応焼結では、最適化された炭化ケイ素微粉末を用いることで、セラミック部品の密度を3.12 g/cm³まで高めることができます。この密度は常圧焼結の基準に近く、遊離シリコン含有量は国際的に先進的なレベルに制御されています。
常圧焼結粉末の場合、要件はさらに厳しくなります。粉末の純度は99.2wt%TP3T、圧縮密度は1.72g/cm³に達しなければなりません。焼結後、最終製品の密度は3.15g/cm³に達します。
再結晶分野では、輸入原料の分析と現地プロセスの最適化により、画期的な進歩を遂げました。原料の選定から粒子成形、粒径の最適化に至るまで、技術的な障壁を克服し、粗粉のタップ密度を2.004 g/cm³まで向上させることに成功しました。
3Dプリント用SiC粉末：従来の限界を打ち破る
従来のSiCセラミック部品は製造サイクルが長く、加工難易度も高いため、大型で複雑な構造の需要を満たすことが困難です。大型部品の場合、従来の焼結プロセスはもはや実現不可能です。そのため、企業は3Dプリント技術の活用を模索しています。
ただし、大型の SiC 部品を印刷するには、特殊な 3D 印刷粉末が必要です。
- 原材料高強度、高密度のSiC製錬ブロックを選定します。
- 粉末化工程: 最適化された粉砕により、適切な粒度分布が保証されます。
- 粒子の分級: 多段階の粒度分布により、一度の成形性、密度、強度が向上します。
これらの進歩により、SiC焼結密度は徐々に向上し、2.7 g/cm³から2.8 g/cm³へと増加し、現在では3.0 g/cm³に近づいています。現在、このような粉末は航空宇宙用途、例えば大型反射鏡の製造に広く使用されています。
セラミックから研削・研磨の新たな試みまで
炭化ケイ素は、研削・研磨用途において大きな可能性を秘めています。モース硬度9.5とダイヤモンドに次ぐ硬度を持つ炭化ケイ素マイクロパウダーは、卓越した機械的強度と耐摩耗性を備えています。
研削加工において、SiC粉末はガラス、セラミックス、宝石、硬質合金に使用されます。その鋭利な粒子形状により、寸法精度と効率を維持しながら高速切削が可能になります。
研磨においては、超微細SiC粉末がウェハ、LED基板、光学ガラスなどに使用されています。粒子サイズと分布を厳密に制御することで、ナノメートルレベルの表面仕上げを実現できます。この材料除去と高い表面品質のバランスは、半導体、光学、エレクトロニクス業界の厳しい要求を満たします。
精密製造と再生可能エネルギーの成長に伴い、SiC粉末はCMP（化学機械研磨）スラリーにも利用が広がっています。これらは、チップ製造とオプトエレクトロニクスにおいて重要な役割を果たしています。
炭化ケイ素微粉末の製造プロセス
- 原材料：粗い緑色のSiCを粉砕し、純度を高めます ≥99%、遊離炭素およびFe₂O₃含有量 <0.2%.
- 粉砕中国では、断続的湿式ボールミル法とジェットミル法という 2 つの主な方法が使用されています。
- 磁気分離湿式分離と機械式分離を組み合わせた方法。湿式分離により、粉塵が除去され、鉄分が削減され、歩留まりが向上します。
- 水質分類: 水中での異なる沈降速度を利用して粒子のサイズを分離します。
- 超音波ふるい分け: 凝集、静電気、微粒子スクリーニングの課題を解決します。
- 品質検査：「シリコンカーバイド技術基準」に準じて化学組成、粒度分布等の試験を実施しています。
- 副産物の利用残った粗粒分は研磨粉に加工されます。これにより廃棄物が削減され、製品チェーンが拡張されます。
エピックパウダー ソリューション
炭化ケイ素微粉末の製造には、非常に高い設備要件が求められます。粒子サイズを正確に制御しつつ、金属汚染を最小限に抑える必要があります。
エピックパウダー粉体工学の分野で20年以上の経験を持つ当社は、高度なソリューションを提供しています。
- ジェットミル：粒子間の衝突により粒子を粉砕し、金属汚染を回避するため、高純度 SiC に最適です。
- ボールミル分類生産ライン: セラミックライナーと高純度粉砕媒体により、製品の純度と均一な粒子サイズが保証されます。
- 表面改質装置: 樹脂および複合材料における SiC の分散および結合を強化します。
炭化ケイ素（SiC）微粒子の用途は拡大を続けています。高性能セラミックから3Dプリンティング、研削・研磨に至るまで、SiCは大きな可能性を秘めています。
Epic Powderは、効率が高く汚染の少ない粉砕・分級装置でこの変革を支援します。同社のソリューションは、お客様がSiC粉末の製造において飛躍的な進歩を遂げるのを支援し、新素材産業の発展に力強い推進力をもたらします。
