반도체 공장의 클린룸에서는 금속 광택이 나는 검은 웨이퍼가 하나하나 정밀 가공되고 있습니다. 우주선 엔진의 연소실에서는 특수 세라믹 부품이 2000℃의 화염 세례를 받고 있습니다. 이 모든 과정의 이면에는 "산업용 블랙 젬스톤"이라는 활성 물질이 존재합니다.탄화규소 세라믹스.
다이아몬드에 이어 두 번째로 경도가 높은 이 초경 소재는 고급 제조의 규칙을 조용히 다시 쓰고 있습니다. 원자로의 강력한 방사선을 견뎌내고, 신에너지 자동차의 급증하는 전기 에너지를 빠르게 전달하며, 5G 기지국의 핵심 방열 소재로 자리매김할 수 있습니다. 하지만 이러한 뛰어난 성능 뒤에는 부인할 수 없는 과제가 있습니다. 바로 이 "제멋대로인" 소재를 어떻게 다스릴 것인가 하는 것입니다.
재료 속성은 처리 과제를 결정합니다.
탄화규소의 가공 난이도는 유리에 무늬를 새기는 것과 같습니다. 경도는 일반 세라믹의 3~5배에 달합니다. 기존의 절삭 공구는 분필로 강판을 새기는 것과 같아 효율이 낮을 뿐만 아니라 가공된 표면에 균열이 생기기 쉽습니다. 더욱 까다로운 것은 이 소재가 눈에 띄는 취성을 가지고 있어 작은 실수에도 비스킷처럼 깨질 수 있다는 것입니다. 특히 두께가 1mm 미만인 정밀 부품의 경우, 가공 과정은 마치 강철 와이어 위에서 춤을 추는 것과 같습니다.
현대 제조업의 획기적인 경로
이러한 과제에 직면하여 엔지니어들은 세 가지 주요 "재료 길들이기 방법"을 개발했습니다.
1. 금형 성형 기술 - 월병 제조와 유사한 열간 압착 공정으로, 탄화규소 분말이 고온 고압에서 "순응적으로" 성형될 수 있도록 하여 표준화된 산업용 절삭 공구 제조에 특히 적합합니다. 이 기술은 재료에 금형 걸쇠를 달아 정밀한 온도 제어 하에서 규칙적인 기하학적 모양을 형성하는 것과 같습니다.
2. 유체 조각 방식 - 사출 성형 기술을 이용하여 재료 슬러리를 초콜릿 소스처럼 금형에 주입하고, 유동 궤적을 정밀하게 제어하여 복잡한 중공 구조를 형성합니다. 이 방식을 통해 위성 추진기용 불규칙한 노즐을 제작할 수 있습니다.
3. 분말 재구성 기술 – 분말 야금 기술을 이용하여 빌딩 블록과 같은 재료의 미세 구조를 재구성하여 강도와 정밀성을 겸비한 원자로 밀봉재를 제작합니다. 이 공정을 통해 재료는 분자 수준에서 "변형"되어 목표 성능 향상을 달성합니다.
정밀 가공의 핵심 세부 사항
이 소재를 완벽하게 다루려면 첨단 장비뿐만 아니라 정밀한 금형 설계, 꼼꼼한 공정 모니터링, 그리고 엄격한 소재 전처리라는 세 가지 황금률을 반드시 숙지해야 합니다. 산둥 중펑은 생산 과정에서 이 세 가지 원칙을 엄격히 준수하며 품질과 수량 확보를 위해 최선을 다하고 있습니다. 완제품 생산율 향상뿐 아니라 고객 요구 사항 충족에도 만전을 기하고 있습니다.
현재 레이저 가공 및 초음파 보조 절단과 같은 신기술의 적용으로 탄화규소 세라믹은 최종 가공의 장벽을 허물고 있습니다. 이러한 획기적인 발전은 "블랙 젬스톤"이 진정한 산업화의 길로 나아갈 수 있도록 해줄 뿐만 아니라, 새로운 소재 혁명의 도래를 예고합니다.
기술 혁신을 추구하는 제조업체에게 실리콘 카바이드 가공은 도전이자 기회입니다. 풍부한 경험과 혁신적인 공정을 갖춘 가공 파트너를 선택하는 것은 고급 제조로 향하는 문을 여는 황금 열쇠가 될 것입니다. 한때 '가공 병목 현상'으로 여겨졌던 이 소재는 이제 그 궁극적인 미스터리를 밝혀낼 더 많은 영웅을 기다리고 있습니다.
게시 시간: 2025년 4월 7일