SiCとは？　技術用語　(素材)

SiCとは？

SiCはシリコンカーバイド（Silicon Carbide）の略称で、化学式でSiCと表される化合物です。
シリコンカーバイドは、天然に存在する極めて稀な鉱物であるモアッサナイトの合成形態として知られています。
その卓越した物理的、化学的特性により、多岐にわたる産業で重要な役割を果たしています。

SiCの主な特性:

• 高硬度: ダイヤモンド、窒化ホウ素に次ぐ硬度を持ち、耐摩耗性が非常に高い。
• 高熱伝導率: 熱を効率的に伝導する能力が高く、高温環境でも安定した性能を維持します。
• 高温での強度: 高温でも強度が落ちにくく、耐火材料としても使用されます。
• 化学的安定性: 酸やアルカリに対する耐性があり、腐食しにくい。
• 半導体特性: シリコンカーバイドはワイドバンドギャップ半導体としても知られ、電力デバイスや高周波デバイスに利用されています。

SiCの用途:

• 研磨材: 高硬度を活かして、金属やセラミックスなどの研磨に用いられます。
• 耐火材: 高温環境での使用に適した耐火レンガや炉のライニング材として使われます。
• 半導体デバイス: エネルギー効率の良いパワー半導体、高周波デバイスの素材として注目されています。

• LED: 特定のタイプのLEDの製造にも使用されます。

シリコンカーバイドは、その優れた特性を活かして、エネルギー、電子、航空宇宙、自動車産業など、広範囲にわたる分野で利用されています。

SiCの加工のしやすさ

少し秘密の内容ですが、SiCの加工に関してはなかなか特殊です。
業界的にな言い方をすると「硬脆い」と感じました。

単結晶、多結晶、Si(シリコン)面、C(炭素)面にて異なり、加工する工具、方法でも異なります。
一般的には多結晶が加工しやすい、Si面が加工しやすいと言われておりますが
それは面粗度(面粗さ)でも確認する事が出来ました。
面が粗く出ると加工しやすい(切削しやすい)という認識です。
固定砥粒での見解になりますが、Si面を♯1500にて加工するとRa0.02近辺、C面ですとRa0.01近辺。
炭素面が硬い印象です。またSiCセラミックですと多結晶に近い印象を持ちました。
更には、両面加工をした場合「加工面にて粗さが違う」という事は「トワイマン現象」が発生しうる。とも考えれます。
所謂SORIと言われるものです。これがトワイマンなのか応力なのかは難しいですが…。

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また、砥粒による違いも分かりました。
固定砥粒の場合というのが前提ですが、一般的に硬い素材を切削するには粗く大きい番手というのが主流の考え方です。
しかし、ことSiCにおいては砥粒径よりも砥粒数、いわゆる歯数が有効であると感じています。
ノコギリのイメージといえば伝わりやすいでしょうか。

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