最先端研究

炭化ケイ素の硬度はどれくらいなの?

炭化ケイ素は化学式SiCで表すことができる炭素とケイ素が1:1の化合物です。
性質としてはダイヤモンドとシリコンの中間の性質を持っています。その歴史は案外若く、
エジソンの弟子であるアチソンが生成したのが始まりだといわれています。

 

はじめアチソンはダイヤモンドを生成しようと、石英とカーボンを混ぜ合わせ、そこに電気を流
して発熱させました。そしてその時出来上がったものを調べてみると、今までにない硬いもの
が出来上がりそれが炭化ケイ素でした。この方法は今でもアチソン法という製法で、工業的
に炭化ケイ素を作り出すのに使用されています。もう少し正確に言うと、この時に出来上が
るのはα‐SiCで、粒子が荒く精度もそれほど良くないため、主に研磨剤などとして使われています。

 

とても固いといわれている炭化ケイ素ですが、その硬さはダイヤモンドと炭化ホウ素に次いで、
この世にある化合物の中で3番目に硬いとされています。ダイヤモンドの硬さを15として表す、
修正モース硬度では13という数値を示しています。

 

ダイヤモンドは炭素の結晶でその硬さは皆さんの知るところですが、その次に硬い炭化ホウ素から
はなじみがないと思います。炭化ホウ素は戦車の装甲や防弾チョッキに使われており、大変丈夫
なうえに化学的にも安定しています。放射性同位体を作ることなく中性子を吸収するために、
原子力発電所の制御棒にも使われています。

 

炭化ケイ素はその次に硬い硬度で、非常に安定した化合物であり耐熱性や耐食性、耐久性
にも優れているため研磨布紙、研削砥石といったものに使われたりします。この材料より硬いも
のは2つしか存在していないので、安価に作ることができ工業的にも優れた硬度を持っているため
にこのような用途で使われています。

 

そのほかにも酸やアルカリなどの化学的浸食にも強いため、各種るつぼや焼結用の治具などにも
使用されることが多く、多岐にわたって活躍しています。