탄화규소 (SiC) 마이크로 파우더는 고성능 구조용 세라믹 소재입니다. 높은 밀도, 열전도도, 굽힘 강도, 탄성 계수, 그리고 뛰어난 내식성과 고온 저항성을 갖추고 있습니다. 이러한 특성 덕분에 구조적 요구 조건이 까다로운 산업 분야에서 널리 사용됩니다.
반응소결에서 재결정까지: 핵심으로서의 입자 제어
반응 소결에서 최적화된 탄화규소 미세 분말은 세라믹 부품의 밀도를 3.12 g/cm³까지 향상시킵니다. 이 수준은 무압 소결 기준에 근접하며, 유리 규소 함량은 국제적으로 선진 수준으로 관리됩니다.
무압력 소결 분말의 경우, 요건이 더욱 엄격합니다. 분말은 99.2 wt.TP3T의 순도와 1.72 g/cm³의 압축 밀도를 달성해야 합니다. 소결 후 최종 제품의 밀도는 3.15 g/cm³에 도달할 수 있습니다.
재결정 분야에서는 수입 원료 분석 및 국내 공정 최적화를 통해 획기적인 성과를 달성했습니다. 원료 선정부터 입자 성형 및 크기 최적화까지 기술 장벽을 극복했습니다. 조분말의 탭 밀도를 2.004 g/cm³로 높이는 데 성공했습니다.
3D 프린팅을 위한 SiC 파우더: 기존 한계를 깨다
기존 SiC 세라믹 부품은 제조 주기가 길고 가공 난이도가 높습니다. 따라서 대형 및 복잡한 구조에 대한 수요를 충족하는 데 어려움을 겪습니다. 특히 대형 부품의 경우, 기존의 소결 공정은 더 이상 적합하지 않습니다. 이러한 이유로 기업들은 3D 프린팅 기술을 적극적으로 활용하고 있습니다.
그러나 대형 SiC 부품을 인쇄하려면 특수한 3D 인쇄 파우더가 필요합니다.
- 원자재: 고강도, 고밀도 SiC 제련 블록이 선정되었습니다.
- 분말화 공정: 최적화된 분쇄로 적절한 입자 크기 분포가 보장됩니다.
- 입자 등급: 다단계 입자 크기 분포로 일회성 성형, 밀도, 강도가 향상됩니다.
이러한 발전으로 SiC 소결 밀도는 점차 향상되었습니다. 2.7 g/cm³에서 2.8 g/cm³로 증가했고, 현재는 3.0 g/cm³에 근접하고 있습니다. 오늘날 이러한 분말은 대형 반사 거울 생산과 같은 항공우주 분야에서 널리 사용되고 있습니다.
세라믹에서 연삭 및 연마의 새로운 시도까지
탄화규소는 연삭 및 연마 분야에서 엄청난 잠재력을 보여줍니다. 다이아몬드에 이어 두 번째로 높은 모스 경도 9.5를 가진 탄화규소 미세 분말은 뛰어난 기계적 강도와 내마모성을 제공합니다.
연삭 공정에서 SiC 분말은 유리, 세라믹, 보석 및 경질 합금에 적용됩니다. 날카로운 입자 형태 덕분에 치수 정밀도와 효율성을 유지하면서도 빠른 절삭이 가능합니다.
연마 공정에서 초미립 SiC 파우더는 웨이퍼, LED 기판, 광학 유리에 사용됩니다. 입자 크기와 분포를 엄격하게 제어함으로써 나노미터 수준의 표면 마감을 구현할 수 있습니다. 이러한 재료 제거와 높은 표면 품질의 균형은 반도체, 광학 및 전자 산업의 엄격한 요구 사항을 충족합니다.
정밀 제조와 재생 에너지의 성장에 따라 SiC 파우더는 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 슬러리로도 확장되고 있습니다. CMP 슬러리는 칩 제조 및 광전자 공학에서 중요한 역할을 합니다.
실리콘 카바이드 미세 분말의 제조 공정
- 원료: 굵은 녹색 SiC를 분쇄하여 순도를 높임 ≥99%, 자유 탄소 및 Fe₂O₃ 함량 <0.2%.
- 눌러 터뜨리는: 중국에서는 주로 두 가지 방법이 사용됩니다. 간헐적 습식 볼 밀링과 제트 밀링입니다.
- 자기 분리: 습식 분리와 기계식 분리를 결합한 방식입니다. 습식 분리는 분진을 제거하고, 철분을 줄이며, 수율을 향상시킵니다.
- 물 분류: 물 속의 침전 속도를 다르게 하여 입자 크기를 분리합니다.
- 초음파 체질: 응집, 정전기, 미세 입자 선별 문제를 해결합니다.
- 품질 검사: 화학성분, 입자크기 분포 등의 시험은 “탄화규소 기술기준”에 따라 실시합니다.
- 부산물 활용: 남은 거친 입자는 연마 분말로 가공됩니다. 이를 통해 폐기물을 줄이고 제품 공급망을 확장할 수 있습니다.
에픽 파우더 솔루션
탄화규소 미세분말 제조에는 장비에 대한 요구 사항이 매우 높습니다. 금속 오염을 최소화하면서 입자 크기를 정밀하게 제어해야 합니다.
에픽 파우더20년 이상의 분말 엔지니어링 경험을 바탕으로 다음과 같은 고급 솔루션을 제공합니다.
- 제트 밀: 입자 간 충돌을 통해 입자를 분쇄하여 금속 오염을 방지하며, 고순도 SiC에 이상적입니다.
- 볼밀 분류 생산 라인: 세라믹 라이너와 고순도 분쇄 매체는 제품 순도와 균일한 입자 크기를 보장합니다.
- 표면 개질 장비: 수지 및 복합재에서 SiC 분산과 결합을 향상시킵니다.
탄화규소 미세 분말의 응용 분야는 지속적으로 확대되고 있습니다. 고성능 세라믹부터 3D 프린팅, 그리고 연삭 및 연마에 이르기까지 SiC는 엄청난 잠재력을 보여줍니다.
에픽 파우더는 효율적이고 오염이 적은 분쇄 및 분류 장비를 통해 이러한 혁신을 지원합니다. 에픽 파우더의 솔루션은 고객이 SiC 파우더 제조 분야에서 획기적인 발전을 달성할 수 있도록 지원하며, 신소재 산업 발전에 강력한 동력을 제공합니다.
