シリコン素材は、その汎用性と耐久性で知られており、自動車から医療機器まで、さまざまな業界で欠かせない存在となっています。シリコンの性能を定義する重要な特性の 1 つは、融点です。シリコンの融点を理解することは、アプリケーションに適した素材を選択する上で非常に重要です。このガイドでは、シリコンの融点とは何か、なぜ重要なのか、そしてさまざまな種類のシリコンの使い分け方について詳しく説明します。
シリコーンとは何ですか?
シリコンは、シリコン、酸素、炭素、水素からなる合成ポリマーです。この独自の組成により、柔軟性、熱安定性、耐薬品性、耐候性などの独特な特性がシリコンに与えられます。シリコンには、オイル、ゴム、樹脂などさまざまな形態があり、それぞれ特定の用途に合わせて作られています。
シリコンの融点は何ですか?
シリコンゴムは、その優れた熱安定性で知られており、融点は通常 80°C (176°F) から 220°C (428°F) の範囲です。ただし、特殊なシリコンゴムはさらに高い温度に耐えることができ、一部の種類は最高 250°C (482°F) に達します。この高温耐性により、シリコンゴムは自動車産業や航空宇宙産業など、極度の高温を伴う用途に最適です。
| 材料 | 融点(°C) | 結晶度(xc%) |
|---|---|---|
| mPE | 115.17 | 15 |
| 10%ゴム | 114.93 | 7.88 |
| 20%ゴム | 114.63 | 12.03 |
| 30%ゴム | 114.57 | 18.84 |
| シリコングレード | 融点 | 温度範囲 | 最高使用温度 | プロパティ |
|---|---|---|---|---|
| 標準シリコンゲル | （°Fを150する200°F）°Cを302℃〜392 | 50°C（°Fを250する-58°F）に-482℃の | 250°C（482°F） | 幅広い用途に対応する柔軟性と熱安定性を備えた汎用ゲルです。 |
| 高温シリコーンゲル | 最大 250°C (482°F) | 50°C（°Fを250する-58°F）に-482℃の | 250°C（482°F） | 自動車や航空宇宙などの高熱用途向けに設計されており、耐熱性が強化されています。 |
| 医療グレードのシリコーンゲル | 約200°C～220°C（392°F～428°F） | 50°C（°Fを220する-58°F）に-428℃の | 220°C（428°F） | 医療機器に適した生体適合性と安定性を備え、体温およびそれよりわずかに高い温度でも特性を維持します。 |
| 難燃性シリコンゲル | 220°C（428°F） | 50°C（°Fを220する-58°F）に-428℃の | 220°C（428°F） | 自己消火性添加剤を配合しており、難燃性が求められる用途に適しています。 |
融点が重要な理由?
シリコンの融点は、いくつかの重要な性能要因に影響します。
- 熱安定性： シリコンの熱安定性を知ることは、高熱用途への適合性を判断するのに役立ちます。融点の高いシリコンは、熱に長時間さらされても安定しており、その特性を維持します。
- 機械的性質： シリコンの柔軟性と硬度は温度によって変化します。融点を理解することで、さまざまな熱条件下での材料の挙動を予測し、望ましい機械的特性を確実に維持できるようになります。
- 耐薬品性： シリコーンは耐薬品性に優れていることが多いのですが、その性能は温度によって左右されることがあります。融点が高いシリコーンは、高温でも化学的劣化に対する耐性が優れている傾向があります。
シリコンは溶けるまでどのくらい熱くなりますか?
シリコンゴムは通常、劣化し始めるまで 220°C (428°F) までの温度に耐えることができます。一部の特殊なシリコン配合物は、溶けることなく 250°C (482°F) までの温度に耐えることができます。
シリコーンの融点に影響を与える要因
シリコンゴムの融点には、次のようないくつかの要因が影響します。
化学組成
シリコンゴムは、さまざまな添加剤を含むシリコン酸素鎖で構成されています。充填剤や硬化剤などの特定の配合は、融点に影響を与える可能性があります。たとえば、充填剤の含有量が多いシリコンゴムは、融解特性が変化する場合があります。
架橋密度
シリコーンゴムは、硬化プロセス中に架橋されることがよくあります。この架橋密度はゴムの熱安定性に影響します。架橋密度が高いほど、一般的に融点が高くなり、耐熱性が向上します。
添加剤と改質剤
難燃剤、可塑剤、安定剤などの添加剤は、融点に影響を与える可能性があります。これらの物質は、難燃性や柔軟性などの特定の特性を高めるために使用されますが、ゴムの熱挙動を変える可能性もあります。
硬化プロセス
硬化プロセス（加硫とも呼ばれる）は、シリコーンゴムの熱安定性に影響を与える可能性があります。高温硬化プロセスを経たシリコーンゴムは、融点が高くなります。
二酸化ケイ素の融点は高いですか?
はい、二酸化ケイ素 (SiO₂) は融点が高いです。二酸化ケイ素は一般に石英と呼ばれ、融点は約 1,710°C (3,110°F) です。この高い融点により、二酸化ケイ素はガラス、セラミック、耐火材料の成分など、高温用途に適しています。高温でも安定しているため、耐熱性が重要なさまざまな工業プロセスでの使用にも適しています。
シリコンカーバイドの融点が高いのはなぜですか?
炭化ケイ素 (SiC) は、主にその強力な共有結合と独特の結晶構造により、高い融点を持っています。シリコンと炭素原子間の共有結合は非常に強力で、切断するには大きなエネルギーが必要です。さらに、SiC の整然とした格子構造により、熱安定性が向上します。これらの要素が組み合わさることで、SiC は極めて高い温度に耐えることができ、高温用途での使用に適しています。
シリコンは沸騰したお湯で溶けますか？
いいえ、シリコンは沸騰水で溶けません。水の沸点は 100°C (212°F) ですが、シリコンゴムの融点は、配合に応じて通常 80°C (176°F) から 250°C (482°F) の範囲です。最も融点の低いシリコンでも、80°C では実際には溶けません。むしろ、柔らかくなり始めます。ほとんどのシリコンゴムは、沸騰水よりもはるかに高い温度に耐えられるように設計されているため、沸騰水でも安定した形状と特性を維持します。
シリコンは何度で溶けますか?
シリコンゴムは通常、約 150°C (302°F) で軟化し、約 200°C (392°F) で劣化します。高温シリコンは、最大 250°C (482°F) 以上まで耐えることができます。
シリコンは溶けたり燃えたりしますか?
シリコンは、従来の意味では溶けません。柔らかくなり、劣化します。通常 200°C (392°F) を超える高温では、シリコンゴムは溶けるのではなく分解し始めます。極度に高い温度にさらされると、シリコンは最終的に燃焼し、シリカ (SiO₂)、二酸化炭素 (CO₂)、水蒸気 (H₂O) を生成します。
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まとめ
アプリケーションに適したシリコンゴムを選択するには、その融点と、それがプロジェクトの運用要件にどのように適合するかを理解することが大切です。ほとんどのシリコンゴムは 80°C ～ 220°C の範囲をカバーしていますが、より高温のものは、より厳しい環境でも優れた性能を発揮します。化学組成やアプリケーション要件などの要素を考慮することで、シリコンゴム部品の最適な性能と寿命を確保できます。
シリコン素材に関してご質問やご不明な点がございましたら、お気軽にお問い合わせください。
Q＆A
シリコンは耐熱性が高く、通常は -60°C (-76°F) から 200°C (392°F) まで耐えられます。高温シリコンは 250°C (482°F) まで耐えることができます。非常に高い温度でも溶けませんが、軟化して劣化します。シリコンは難燃性もあり、極端な温度でも特性を維持するため、さまざまな用途に最適です。
シリコンは、標準タイプでは最高 200°C (392°F)、高温タイプでは最高 250°C (482°F) の温度に耐えることができます。そのため、耐熱性が高く、過酷な条件下でも安定しています。
シリコンを安価に除去するには、酢、アルコール、または WD-40 を使用します。より困難な作業には、工業用イソプロピル アルコールが効果的です。溶剤を十分に塗布してシリコンを柔らかくします。
カタログ： マテリアルガイド
この記事は、BOYI チームのエンジニアによって執筆されました。Fuquan Chen は、ラピッドプロトタイピング、金型製造、プラスチック射出成形の分野で 20 年の経験を持つプロのエンジニア兼技術専門家です。
