흑색 탄화규소는 전도성 접착제 및 전자기 차폐 코팅에 사용됩니다.
흑색 탄화규소는 반도체 특성(저항률 조절 가능), 우수한 열전도율, 고온 저항성, 내마모성, 내산성 및 내알칼리성, 그리고 은 분말, 니켈 분말, 탄소 나노튜브보다 훨씬 저렴한 가격 덕분에 저전도성 및 중전도성 접착제, 열전도성 및 전기전도성 접착제, 산업용 EMI 차폐 코팅 등의 복합 기능성 충전재로 널리 사용됩니다. 높은 전도성을 갖는 차폐에는 단독으로 사용할 수 없으며, 주로 카본 블랙, 흑연, 금속 분말과 혼합하여 “전도성 + 열전도성 + 내마모성 + 내식성 + 고온 저항성”의 4가지 장점을 모두 갖춘 소재로 사용됩니다. 자동차, 산업 제어, 고온 전자 기기, 에너지 저장 장비 등에 적합합니다. 반면, 녹색 탄화규소는 높은 절연성 때문에 이러한 용도에는 전혀 적합하지 않습니다.
I. 전도성 접착제에 흑색 탄화규소 미세 분말을 적용하는 방법
전도성 접착제 매트릭스는 주로 에폭시, 실리콘 및 폴리우레탄으로 구성됩니다. 흑색 탄화규소는 단일 필러(정전기 방지)와 복합 필러(전도성/차폐)의 두 가지 주요 유형으로 나뉘며, 이들은 적용 시나리오에 따라 further 분류됩니다.
(I) 정전기 방지 전도성 접착제는
리튬 배터리 모듈, PCB 장착, 정전기 방지 하우징 접합, 태양광 접속함 및 가연성/폭발성 산업 제어 모듈을 포함하여 정전기 방전이 필요하고 완전 단락에 적합하지 않은 부품의 접합에 적합합니다.
핵심 장점:
1. 열전도성 접착층으로 발열 부품 접착 시 열 방출을 촉진합니다.
2. 전해질 및 습기에 대한 내성이 있어 전력 배터리 팩 내부 접착 시 전해질 부식 및 손상을 방지합니다.
3. 내마모성 및 내진동성이 뛰어나 차량의 울퉁불퉁한 환경에서도 전도성을 유지하고 분말 발생을 방지합니다.
(II) 열전도성 및 전도성 접착
시나리오: 전도성 접지 및 빠른 열 방출이 필요한 IGBT 모듈, 충전 파일 전력 장치, 인버터, 차량 전원 공급 장치 및 태양광 발전 부품의 접합.
특징: 고온(180℃ 장기)에서도 접착 성능이 변하지 않고 전도성 및 열전도율이 저하되지 않습니다. 매우 고가인 은 접착제와는 달리 산업용 전력 장치의 대량 생산에 적합합니다. (III) 고온 전도성 실란트: 흑색 탄화규소가 충전된 유기실리콘 전도성 접착제로, 고온 발열체 및 고온 전선 하니스 접합부의 밀봉 및 접착에 사용됩니다. 200~400℃에서 안정적인 전도성을 유지하며, 금속 충전재는 고온에서 산화되어 성능이 저하되는 반면 흑색 탄화규소는 산화되지 않습니다. 고온 연소 가스 및 산/알칼리 휘발성 부식에 대한 저항성이 뛰어나 밀봉, 전도성 및 내열성을 모두 갖추고 있습니다.
(IV) 연성 전도성 접착제: 초미세 흑색 탄화규소 분말(3000~5000 메쉬)이 첨가된 폴리우레탄 연성 전도성 접착제로, 정전기 방지 케이블 외피 및 정전기 방지 고무 호스 접합부에 사용됩니다. 접착층은 구부려도 균열이 발생하지 않으며, 반복적인 변형에도 전도성 경로가 변하지 않고 유지됩니다. 또한 내유성 및 내노화성이 우수합니다.
II. 전자기 차폐(EMI) 코팅에 흑색 탄화규소 미세분말의 응용
전자기 차폐 코팅은 전도 손실, 유전 분극 손실 및 다중 반사를 이용하여 전자기파를 흡수 및 감쇠시킵니다. 흑색 탄화규소는 높은 차폐 성능을 위해 단독으로 사용되는 경우는 드물며, 주로 카본 블랙, 카르보닐 철 분말 및 니켈 분말과 함께 사용되며, 민간 산업 제어 차폐, 고온 차폐 및 마이크로파 흡수 호환 차폐의 세 가지 범주로 나뉩니다.
(I) 일반 산업용 전자기 차폐 코팅(장비 하우징, 섀시, 전기 제어 박스)
적용 분야: 주파수 변환기, 서버 섀시, 산업용 라우터, 충전 파일 하우징, 보안 장비, 300MHz~10GHz 무선 주파수 간섭 차폐.
(II) 고온 전자기 차폐 코팅(고온 산업 제어, 항공기, 야금 전기 제어)
일반 금속 충전재(알루미늄, 니켈)는 200℃ 이상에서 산화되어 차폐 성능이 급격히 저하되는 반면, 흑색 탄화규소 고온 내성 시스템은 200~450℃의 작동 조건에 적합합니다.
(III) 흡수 차폐 코팅(레이더, RF 장비, 흡수 차폐) 기존 차폐는 전자기파를 반사하는 것에 의존하는데, 이로 인해 2차 간섭이 쉽게 발생할 수 있습니다. 페라이트 및 카르보닐 철 분말과 결합된 흑색 탄화규소는 전자기파가 코팅 내부의 유전 손실 및 자기 손실에 의해 흡수되는 흡수 차폐 코팅을 형성하여 반사율이 극히 낮아집니다.
(IV) 정전기 방지 이중 코팅 (가연성 및 폭발성 작업장, 리튬 배터리 공장) 이 코팅은 외부 전자기 간섭으로부터 정밀 기기를 차폐하는 동시에 폭발 방지를 위해 정전기를 방전해야 합니다. 정밀하게 제어된 흑색 탄화규소 필러 함량은 높은 임피던스 코팅을 형성하여 정전기 축적을 방지하고 단락 및 스파크를 유발할 수 있는 완전 전도성을 방지합니다. 미세 차폐를 위해 소량의 카본 블랙을 첨가하여 사용하는 이 코팅은 리튬 배터리 생산 라인 및 화학 기기실에서 일반적으로 사용됩니다.
(V) 특수 차폐 시나리오
1. 파이프라인 부식 방지 차폐 코팅: 흑색 SiC는 화학 전도성 파이프라인의 내벽에서 누설 전류를 차단하는 동시에 산성 및 알칼리성 부식에 대한 저항력을 제공하고 파이프라인의 전기화학적 부식을 방지합니다.
2. 태양광 인버터 차폐 페인트: 차폐, 방열 및 자외선 차단 기능을 결합하여 밀폐형 인버터의 열 축적 문제를 해결합니다.
3. 케이블 차폐 코팅: 압출 성형 케이블 표면 코팅으로 유연하고 굽힘에 강하며 옥외 환경에 적합합니다.
III. 녹색 탄화규소 와 흑색 탄화규소 의 주요 차이점 : 녹색 탄화규소는 순도와 저항이 매우 높아 절연 충전재로 사용되며, 전도성 접착제나 전자기 차폐에는 전혀 적합하지 않습니다. 흑색 탄화규소는 천연 불순물을 통해 반도체 전도성을 가지며, 전도성 차폐에 적합한 유일한 탄화규소 유형입니다. 따라서 두 종류는 혼용해서는 안 됩니다.