窒化ケイ素の加工事例を紹介します。
窒化ケイ素は、曲げ強度などの機械的な特性が良好で、熱的にも急熱 · 急冷に強く、これらの特性が必要な用途に用いられています。
窒化ケイ素(Si₃N₄)
High Toughness · Wear Resistance · 耐熱衝撃性 · Low Thermal Expansion
Compatible with Diffusion Bonding
窒化ケイ素の代表的な特性
| Item | Vickers Hardness HV (GPa) |
Flexural Strength (MPa) | Fracture Toughness (MPam¹/²) |
Coefficient of Thermal Expansion (×10-⁶/℃) |
Thermal Conductivity (W/(m·K)) |
Thermal Shock Resistance (℃) | Dielectric Strength (kV/mm) | Wear Resistance (Blast Wear Volume) (μm) |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Chemical Formula·Purity | ||||||||
| 窒化ケイ素 (SiC) |
24 | 500 | 3 | 2.9 | 150 | 450 | 25 | 1.6 |
単結晶SiCの代表的な特性
物性データ
| Item | Color | Mohs Hardness | Bulk Density (g/㎠) |
Coefficient of Thermal Expansion (×10-⁶/℃) |
Electrical Resistivity Ω·cm |
Thermal Conductivity | Band Gap | Breakdown Electric Field |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Chemical Formula | ||||||||
| 4H-SiC N-type |
Dark Green (Transparent) | 9.2 | 3.21 | (4-5) x 10-⁶/K | 0.015–0.028 | 420 W/m · K | 3.23eV | (3-5) x 10⁶V/cm |
| 4H-SiC V-type |
Skin Color (Transparent) | 9.2 | 3.21 | (4-5) x 10-⁶/K | >1x10⁵Ω | 490 W/m · K | 3.23eV | (3-5) x 10⁶V/cm |
Applications Utilizing Material Properties
| Item | Features | Applications |
|---|---|---|
| High Density | · 非常に硬く、キズが入りにくい。 |
· キズを嫌う部品 トレイ、ベース |
|
Maximum Service Temperature Low Thermal Expansion High Thermal Conductivity High Thermal Shock Resistance |
· Usable at High Temperatures · Coefficient of Thermal Expansion値が小さく、昇温してもソリ、歪みが小さい。 · 熱伝導率が高く、熱を伝えやすい。 · Resistant to Rapid Heating and Cooling |
· 温度の影響を小さくしたい部品 · 熱伝導が必要な部品 ヒーター周辺部材、放射板 |
| Good Chemical Resistance | · 酸、アルカリ、反応性ガスに強い。 |
· 薬品に曝される部品 · 酸、アルカリで付着物を除去したい部品 |
Machinable Sizes
| Item | Sizes (mm) | Item | Sizes (mm) |
|---|---|---|---|
| Plate Dimensions | Φ400 × t20 | Hole Diameter | Φ0.1– |
| Rod Dimensions | Φ50 × 300 | Hole Depth | 20D(～Φ1.5)、200(Φ1.5–) |
| Grooves | Width 0.1– | Number of Holes | 1–100 |
| Steps (Protrusions / Recesses) | –30 | Threads | M2– |