SiC(炭化ケイ素)コーティングの特徴と物性|硬度、色、熱膨張係数、融点、密度、比重

2013年5月2日更新

SiCはセラミックス単体として使う場合、炭化物系のセラミックスでもっともよく知られる物質といっても過言ではありません。

近年最も注目を集めてきたのがパワーデバイスとしての用途で、シリコンウエハーへの代替も研究されています。

反応焼結炭化ケイ素の場合、シリコンの残留により強度が1400℃付近で低下することが知られます。対して、常圧焼結炭化ケイ素にはこうした強度低下の問題はないとされます。このように、他のセラミックス材料と同様に、製法によって物性が大きく変わります。

なお、ホウ素や炭素を少量添加したSiCは常温よりも1600℃などの高温環境下での強度のほうが強いとされます。

研磨の世界では、この硬度を活かして砥粒や研磨材としてよく知られますが、炭化膜系のコーティングとして使われることもあります。

SiC(炭化ケイ素)の物性

SiC(炭化ケイ素)のバルクとしての密度、比重、融点、熱膨張係数、熱伝導率、摩擦係数、ヤング率、曲げ強さ、引張り強さ、圧縮強さ、クリープ、硬度、衝撃強さなどの物性の参考値です。

SiC(炭化ケイ素)の性質
組成、化学成分 SiC
比重、密度(g/cm3 3.21前後
融点(融点分解点)
2200から2700
熱膨張係数
x10-6/℃
3.9(室温〜800℃)、4.6(室温〜1200℃)
熱伝導率
cal/cm・s・℃
0.098から0.100
摩擦係数
ヤング率
x104kgf/mm2
4.04(常圧焼結の高温高強度品)
ポアソン比 0.13 kgf/mm2(常圧焼結の高温高強度品)
曲げ強さ
kgf/mm2
86.7(室温)
引張強さ
kgf/mm2
圧縮強さ
kgf/mm2
クリープ
ε(%)
硬度、硬さ
(Hv)
3000から3500
衝撃強さ
kgf・cm/cm2
臨界熱衝撃温度差(ΔTc
特徴 膜としては、硬度などの物理的特性よりも、電気的特性に着目されることが多い

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