질화규소 세라믹의 네 가지 주요 응용 분야

기계 분야

질화규소 세라믹은 기계 산업에서 주로 밸브, 파이프, 분류 휠 및 세라믹 절삭 공구로 사용됩니다. 가장 널리 사용되는 응용 분야는 질화규소 세라믹 베어링 볼입니다. 질화규소 세라믹은 최고의 베어링 소재로 널리 인정받고 있으며, 베어링에서 가장 중요한 핵심 부품인 질화규소 세라믹 베어링 볼은 장비 성능을 뒷받침하는 진정한 ‘숨은 영웅’입니다. 직경이 수 밀리미터에서 수십 밀리미터에 이르는 이 작은 세라믹 볼은 언뜻 보기에는 중요하지 않아 보이지만, “가볍고 단단하며 안정적이고 절연성이 뛰어난” 특성 덕분에 신에너지 자동차, 롤러스케이트, 치과용 드릴, 심지어 고급 자전거에 이르기까지 다양한 분야에서 핵심적인 역할을 합니다.

항공우주 분야

질화규소 세라믹 소재는 높은 강도, 고온 내성 및 우수한 화학적 안정성과 같은 장점을 가지고 있어 항공우주 분야에서 요구되는 엄격한 소재 조건을 충족합니다. 질화규소 세라믹은 항공우주 분야에서 두 가지 대표적인 응용 분야를 가지고 있습니다. 첫째, 질화규소는 수소/산소 로켓 엔진에서 발생하는 심각한 열충격과 열 구배를 견딜 수 있는 몇 안 되는 단일 세라믹 소재 중 하나로, 로켓 엔진 노즐에 사용됩니다. 둘째, 질화규소 세라믹 및 복합재료의 내열성, 전파 투과성 및 하중 지지력과 같은 우수한 특성 덕분에 차세대 고성능 전파 투과 소재로 연구되고 있습니다.

반도체 분야

전자 장치가 소형화 및 고성능화됨에 따라 반도체 패키징에는 방열 소재에 대한 요구 사항이 더욱 높아지고 있습니다. 질화규소 세라믹은 최대 90~120W/(m·K)의 높은 열전도율과 3세대 반도체 기판인 SiC 결정의 열팽창 계수와 높은 일치성을 보여 SiC 전력 소자 패키징 기판에 가장 적합한 소재로 각광받고 있습니다. 국제적으로는 도시바, 교세라와 같은 일본 기업들이 시장을 주도하고 있으며, 국내에서는 시노마첨단소재(Sinoma Advanced Materials)와 같은 기업들이 기술적 돌파구를 마련하고 있습니다.

질화규소 세라믹은 핵심 패키징 소재일 뿐만 아니라 반도체 제조 장비에서도 광범위한 응용 가능성을 보여줍니다. 웨이퍼 가공 공정에서 질화규소 세라믹은 고온 및 열충격에 강한 발열체를 제조하는 데 사용되어 CVD(화학 기상 증착) 및 확산로와 같은 장비의 엄격한 작동 조건을 충족합니다. 생의학 분야

새로운 생체 ​​세라믹 소재인 질화규소는 뛰어난 기계적 특성과 생체 적합성 덕분에 의료용 임플란트 분야에서 큰 응용 잠재력을 보여줍니다. 특히 질화규소는 정형외과용 생체 재료로 사용되어 인공 고관절 및 무릎 관절의 베어링 부품에 성공적으로 적용되어 마모 저항성을 향상시키고 보철물의 수명을 연장하는 데 기여했습니다. 또한 질화규소 소재는 척추 수술에서 골융합을 촉진하는 데 사용되기도 했습니다. 질화규소 세라믹 소재는 의료 분야에서 뛰어난 안정성과 신뢰성을 보여줍니다. 질화규소는 또한 강력한 세포 부착력과 골전도성을 나타내어 뼈 재생 분야에서의 응용에 중요한 생물학적 기반을 제공합니다. 그러나 질화규소 세라믹의 고유한 취성은 뼈 재생 공학 분야에서의 응용에 있어 여전히 주요 과제로 남아 있습니다. 또한 질화규소 소재는 체내에서 분해되기 어렵기 때문에 새로운 뼈 조직이 재생 부위로 성장하여 원래의 재료를 완전히 대체하는 것을 방해하여 임상 적용 범위를 제한합니다.