흑색 탄화규소는 주로 나노 절연 기판에 적외선 불투명화제로 첨가됩니다. 이는 고온에서 실리카 기반 매트릭스의 적외선 투과 문제를 해결하는 동시에 기판의 고온 저항성과 기계적 특성을 향상시킵니다.
- 핵심 기능: 고온 적외선 차단 나노 다공성 실리카 매트릭스는 중적외선 열복사에 대해 반투명합니다. 온도가 상승함에 따라 복사열 전달이 차지하는 비중이 커지면서 보드의 고온 열전도율이 급격히 증가합니다. 미세한 흑색 탄화규소 분말은 흡수 및 미 산란을 통해 2.5~7μm 파장대의 고온 적외선을 차단하여 복사열 유속을 크게 감소시키고 고온 영역에서 열전도율을 안정화합니다. 이를 통해 나노 절연 보드는 800~1000°C에서도 우수한 단열 성능을 유지할 수 있습니다.
간단히 설명하자면, 나노 기공은 저온에서 전도와 대류를 차단하고, 검은색 탄화규소는 고온에서 적외선을 차단합니다.
- 고온 저항성 및 열 안정성 향상: 흑색 탄화규소는 매우 높은 융점(약 2730°C)과 우수한 화학적 불활성을 가지고 있습니다. 고온 조건에서 표면에 조밀한 SiO₂ 막이 형성되어 산화를 더욱 지연시킵니다. 이는 고온에서 기판의 수축 및 연화를 억제하고 나노 기공 구조의 무결성을 유지하며 최대 장기 사용 온도를 높여줍니다.
- 기계적 특성 및 열충격 저항성을 강화합니다.
- 열팽창률이 낮은 검은색 SiC 입자가 매트릭스 내에 분산되어 있습니다.
- 균열 성장을 억제하고 굽힘 강도와 압축 강도를 향상시킵니다.
- 내화성 및 난연 성능을 최적화하여 A1급 불연성을 달성하고 고온 조건에서도 유독성 배기가스를 배출하지 않습니다.
- 흑색 탄화규소는 비교적 높은 고체 열전도율을 나타내므로,
제조업체는 그 투입량을 정밀하게 제어해야 합니다.
투입량이 부족하면 적외선 차폐 성능이 저하되고
, 과다 투입하면 고체 열전도율과 기판의 부피 밀도가 증가합니다.
업계에서는 D50=1~4 μm의 초미세 흑색 탄화규소 분말이 널리 사용되고 있습니다.
