炭化ケイ素コーティング、一般に SiC コーティングとして知られる、化学蒸着 (CVD)、物理蒸着 (PVD)、または溶射などの方法によって表面に炭化ケイ素の層を塗布するプロセスを指します。この炭化ケイ素セラミック コーティングは、優れた耐摩耗性、熱安定性、および腐食保護を付与することにより、さまざまな基材の表面特性を向上させます。 SiC は、高い融点 (約 2700℃)、極度の硬度 (モース硬度 9)、優れた耐食性および耐酸化性、優れたアブレーション性能などの優れた物理的および化学的特性で知られています。
産業用途における炭化ケイ素コーティングの主な利点
これらの特長により、炭化ケイ素コーティングは航空宇宙、兵器装備、半導体加工などの分野で広く使用されています。極端な環境、特に 1800 ～ 2000℃ の範囲では、SiC コーティングは顕著な熱安定性と耐摩耗性を示し、高温用途に最適です。ただし、炭化ケイ素だけでは多くの用途に必要な構造的完全性が欠けているため、コンポーネントの強度を損なうことなくその独特の特性を活用するためにコーティング方法が採用されています。半導体製造において、炭化ケイ素でコーティングされた要素は、MOCVD プロセスで使用される装置内で信頼性の高い保護と性能の安定性を提供します。
炭化ケイ素コーティングの一般的な調製方法
Ⅰ● 化学蒸着 (CVD) 炭化ケイ素コーティング
この方法では、基板を反応チャンバー内に配置することによって SiC コーティングが形成され、メチルトリクロロシラン (MTS) が前駆体として機能します。制御された条件下 (通常は 950 ～ 1300°C および負圧) で、MTS は分解を受け、表面に炭化ケイ素が堆積します。この CVD SiC コーティング プロセスは、優れた密着性を備えた緻密で均一なコーティングを保証し、半導体および航空宇宙分野の高精度アプリケーションに最適です。
Ⅱ● 前駆体変換法 (ポリマー含浸と熱分解 - PIP)
別の効果的な炭化ケイ素スプレーコーティング手法は、前駆体変換法です。これには、前処理されたサンプルをセラミック前駆体溶液に浸漬することが含まれます。含浸タンクを真空にし、コーティングを加圧した後、サンプルを加熱し、冷却すると炭化ケイ素コーティングが形成されます。この方法は、均一なコーティング厚さと耐摩耗性の向上が必要なコンポーネントに適しています。
炭化ケイ素コーティングの物性
炭化ケイ素コーティングは、要求の厳しい産業用途に最適な特性を示します。これらのプロパティには次のものが含まれます。
熱伝導率：120～270W/m・K
熱膨張係数：4.3×10^(-6)/K（20～800℃）
電気抵抗率: 10^5– 10^6Ω・cm
硬度: モース硬度 9
炭化ケイ素コーティングの用途
半導体製造において、MOCVD やその他の高温プロセス用の炭化ケイ素コーティングは、高温耐性と安定性の両方を提供することで、リアクターやサセプターなどの重要な機器を保護します。航空宇宙および防衛分野では、高速衝撃や腐食環境に耐える必要があるコンポーネントに炭化ケイ素セラミック コーティングが適用されます。さらに、炭化ケイ素塗料またはコーティングは、滅菌手順下での耐久性が必要な医療機器にも使用できます。
炭化ケイ素コーティングを選択する理由
コンポーネントの寿命を延長した実績のある炭化ケイ素コーティングは、比類のない耐久性と温度安定性を提供し、長期使用においてコスト効率が高くなります。炭化ケイ素でコーティングされた表面を選択することにより、産業界はメンテナンスコストの削減、機器の信頼性の向上、運用効率の向上という恩恵を受けることができます。
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投稿時間: 2023 年 9 月 2 日