航空タービン研磨：なぜ緑色炭化ケイ素（SiC）がアルミナを凌駕するのか

航空タービン研磨：なぜ緑色炭化ケイ素（SiC）がアルミナを凌駕するのか
次世代航空エンジンの燃焼ライナー、タービンブレード等に採用されるセラミックマトリックス複合材料（CMCs）、特にSiC/SiCコンポーネントには、極限環境対応研磨材が不可欠です1。アルミナ（Al₂O₃）の従来材に対し、緑色炭化ケイ素（SiC） が優位性を発揮する技術的理由は以下の四点に集約されます：

1. 高精度加工を実現する硬度特性
   緑色SiCのヌープ硬度は2,500–3,100 kg/mm²と、アルミナ（1,800–2,200 kg/mm²）を大幅に上回ります5。これによりSiC/SiC CMCの基材損傷（ファイバー引き抜き等）を抑制。タービンシュラウド加工では、アルミナによる15–20 μmの亀裂に対し、緑色SiCは3–5 μm以内に制御可能—1,450°C作動部品の信頼性確保に必須です。

2. 熱感性部品向け熱管理機能
   熱伝導率120 W/mK（アルミナの30 W/mKの4倍）により、研磨熱を迅速に放散25。薄肉タービンブレードの熱応力割れや、Si/Yb₂Si₂O₇等環境遮断コーティング（EBC） の400°C超劣化を防止します。

3. 持続的切れ味を担保する自己研鑽性
   緑色SiC粒子は制御された微破砕により鋭い刃先を維持。アルミナの粒子脱落による精度ばらつきを解消し、±2 μm精度を要求するブレード前縁加工で、ドレッシング間隔を40％延長。

4. Si系材料との化学的安定性
   アルミナと異なり、SiCマトリックスとの反応性が極めて低い。これにより研磨ホイール目詰まりの主因である低融点アルミノシリケート生成を阻止—ドレッシング前の除去率を40–60％向上させます。

航空宇宙開発実績

• DLR 3DCeraTurbプロジェクト（2021–2024）は緑色SiCによるSiC/SiC案内翼加工で、1,315°C・±3 μm精度を達成。

• 西北工業大学の検証では、緑色SiC仕上げ部品は240 m/s砂塵環境で侵食量を30％低減。

玉磨新材料の技術提案
河南玉磨新材料有限公司は三工場体制で高純度（＞99.5%）緑色SiC研磨材を供給。以下の特性を保証：

• 均一粒子形状によるRa 0.1–1.2 μm面粗度

• 1,500°C耐熱衝撃性

• CMC研磨プロファイル対応のカスタム粒度分布