In onlangse jare het silikonkarbied-saamgestelde halfgeleiers wydverspreide aandag in die bedryf gekry. As 'n hoëprestasiemateriaal is silikonkarbied egter slegs 'n klein deel van elektroniese toestelle (diodes, kragtoestelle). Dit kan ook gebruik word as skuurmiddels, snymateriaal, strukturele materiale, optiese materiale, katalisatordraers en meer. Vandag stel ons hoofsaaklik silikonkarbied-keramiek bekend, wat die voordele van chemiese stabiliteit, hoë temperatuurweerstand, slytasieweerstand, korrosieweerstand, hoë termiese geleidingsvermoë, lae termiese uitbreidingskoëffisiënt, lae digtheid en hoë meganiese sterkte het. Dit word wyd gebruik in velde soos chemiese masjinerie, energie- en omgewingsbeskerming, halfgeleiers, metallurgie, nasionale verdediging en militêre industrie.
Silikonkarbied (SiC)bevat silikon en koolstof, en is 'n tipiese multitipe strukturele verbinding, wat hoofsaaklik twee kristalvorme insluit: α-SiC (hoëtemperatuurstabiele tipe) en β-SiC (laetemperatuurstabiele tipe). Daar is meer as 200 multitipes in totaal, waaronder die 3C SiC van β-SiC en die 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC, en 15R SiC van α-SiC verteenwoordigend is.
Figuur SiC Multibody Struktuur
Wanneer die temperatuur onder 1600 ℃ is, bestaan SiC in die vorm van β-SiC en kan dit voorberei word uit 'n eenvoudige mengsel van silikon en koolstof teen ongeveer 1450 ℃. Wanneer die temperatuur 1600 ℃ oorskry, transformeer β-SiC stadig in verskeie polimorfe van α-SiC. 4H SiC word maklik gegenereer teen ongeveer 2000 ℃; Beide 6H en 15R polimorfe benodig hoë temperature bo 2100 ℃ vir maklike vorming; 6H SiC kan baie stabiel bly selfs by temperature bo 2200 ℃, wat dit wyd gebruik maak in industriële toepassings.
Suiwer silikonkarbied is 'n kleurlose en deursigtige kristal, terwyl industriële silikonkarbied kleurloos, liggeel, liggroen, donkergroen, ligblou, donkerblou of selfs swart kan wees, met afnemende deursigtigheidsvlakke. Die skuurbedryf kategoriseer silikonkarbied in twee tipes gebaseer op kleur: swart silikonkarbied en groen silikonkarbied. Kleurlose tot donkergroen silikonkarbied word geklassifiseer as groen silikonkarbied, terwyl ligblou tot swart silikonkarbied as swart silikonkarbied geklassifiseer word. Swart silikonkarbied en groen silikonkarbied is albei alfa SiC seshoekige kristalle, en groen silikonkarbied mikropoeier word oor die algemeen as die grondstof vir silikonkarbied keramiek gebruik.
Prestasie van silikonkarbiedkeramiek voorberei deur verskillende prosesse
Silikonkarbied-keramiek het egter die nadeel van lae breuktaaiheid en hoë brosheid. Daarom het saamgestelde keramiek gebaseer op silikonkarbied-keramiek, soos vesel- (of snor-) versterking, heterogene deeltjiedispersieversterking en gradiëntfunksionele materiale, in onlangse jare agtereenvolgens na vore gekom, wat die taaiheid en sterkte van individuele materiale verbeter het.
As 'n hoëprestasie-strukturele keramiek hoëtemperatuurmateriaal, word silikonkarbiedkeramiek toenemend toegepas in hoëtemperatuuroonde, staalmetallurgie, petrochemikalieë, meganiese elektronika, lugvaart, energie en omgewingsbeskerming, kernenergie, motors en ander velde.
In 2022 word verwag dat die markgrootte van silikonkarbied strukturele keramiek in China 18,2 miljard yuan sal bereik. Met verdere uitbreiding van toepassingsvelde en stroomaf groeibehoeftes, word beraam dat die markgrootte van silikonkarbied strukturele keramiek teen 2025 29,6 miljard yuan sal bereik.
In die toekoms, met die toenemende penetrasietempo van nuwe energievoertuie, energie, nywerheid, kommunikasie en ander velde, sowel as die toenemend streng vereistes vir hoë-presisie, hoë slytasieweerstand en hoë betroubaarheid van meganiese komponente of elektroniese komponente in verskeie velde, word verwag dat die markgrootte van silikonkarbied-keramiekprodukte sal aanhou uitbrei, waaronder nuwe energievoertuie en fotovoltaïese eenhede belangrike ontwikkelingsareas is.
Silikonkarbied-keramiek word in keramiekoonde gebruik as gevolg van hul uitstekende meganiese eienskappe teen hoë temperature, brandbestandheid en termiese skokbestandheid. Roloonde word hoofsaaklik gebruik vir die droogmaak, sintering en hittebehandeling van positiewe elektrodemateriale, negatiewe elektrodemateriale en elektroliete vir litiumioonbatterye. Positiewe en negatiewe elektrodemateriale vir litiumbatterye is onontbeerlik vir nuwe energievoertuie. Silikonkarbied-keramiekoondmeubels is 'n sleutelkomponent van oonde, wat die produksiekapasiteit van die oond kan verbeter en energieverbruik aansienlik kan verminder.
Silikonkarbied-keramiekprodukte word ook wyd gebruik in verskeie motoronderdele. Daarbenewens word SiC-toestelle hoofsaaklik gebruik in PCU's (kragbeheereenhede, soos aanboord-GS/GS) en OBC's (laai-eenhede) van nuwe energievoertuie. SiC-toestelle kan die gewig en volume van PCU-toerusting verminder, skakelaarverliese verminder en die werktemperatuur en stelseldoeltreffendheid van toestelle verbeter; Dit is ook moontlik om die eenheid se kragvlak te verhoog, die stroombaanstruktuur te vereenvoudig, kragdigtheid te verbeter en die laaispoed tydens OBC-laai te verhoog. Tans gebruik baie motormaatskappye regoor die wêreld silikonkarbied in verskeie modelle, en die grootskaalse aanvaarding van silikonkarbied het 'n tendens geword.
Wanneer silikonkarbied-keramiek as sleuteldraermateriale in die produksieproses van fotovoltaïese selle gebruik word, het die gevolglike produkte soos bootstutte, bootkaste en pyptoebehore goeie termiese stabiliteit, vervorm nie wanneer dit by hoë temperature gebruik word nie, en produseer nie skadelike besoedelingstowwe nie. Hulle kan die algemeen gebruikte kwartsbootstutte, bootkaste en pyptoebehore vervang, en het beduidende kostevoordele.
Daarbenewens is die markvooruitsigte vir fotovoltaïese silikonkarbied-kragtoestelle breed. SiC-materiale het laer weerstand, heklading en omgekeerde herstelladingseienskappe. Die gebruik van SiC Mosfet of SiC Mosfet gekombineer met SiC SBD fotovoltaïese omsetters kan die omskakelingsdoeltreffendheid van 96% tot meer as 99% verhoog, energieverlies met meer as 50% verminder en die toerusting se sikluslewe met 50 keer verhoog.
Die sintese van silikonkarbied-keramiek kan teruggevoer word na die 1890's, toe silikonkarbied hoofsaaklik gebruik is vir meganiese slypmateriale en vuurvaste materiale. Met die ontwikkeling van produksietegnologie is hoëtegnologie-SiC-produkte wyd ontwikkel, en lande regoor die wêreld gee meer aandag aan die industrialisering van gevorderde keramiek. Hulle is nie meer tevrede met die voorbereiding van tradisionele silikonkarbied-keramiek nie. Ondernemings wat hoëtegnologie-keramiek produseer, ontwikkel vinniger, veral in ontwikkelde lande waar hierdie verskynsel meer betekenisvol is. Buitelandse vervaardigers sluit hoofsaaklik Saint Gobain, 3M, CeramTec, IBIDEN, Schunk, Narita Group, Toto Corporation, CoorsTek, Kyocera, Aszac, Japan Jingke Ceramics Co., Ltd., Japan Special Ceramics Co., Ltd., IPS Ceramics, ens. in.
Die ontwikkeling van silikonkarbied in China was relatief laat in vergelyking met ontwikkelde lande soos Europa en Amerika. Sedert die eerste industriële oond vir die vervaardiging van SiC by die Eerste Slypwielfabriek in Junie 1951 gebou is, het China begin met die vervaardiging van silikonkarbied. Binnelandse vervaardigers van silikonkarbiedkeramiek is hoofsaaklik gekonsentreer in Weifang City, Shandong Provinsie. Volgens professionele persone is dit omdat plaaslike steenkoolmynbou-ondernemings bankrotskap in die gesig staar en transformasie soek. Sommige maatskappye het relevante toerusting uit Duitsland ingevoer om navorsing en produksie van silikonkarbied te begin.ZPC is een van die grootste vervaardigers van reaksiegesinterde silikonkarbied.
Plasingstyd: 9 Nov 2024