Son illərdə silisium karbid mürəkkəb yarımkeçiricilərə sənayedə geniş diqqət yetirilmişdir. Bununla belə, yüksək performanslı bir material olaraq, silisium karbid elektron cihazların (diodlar, güc cihazları) yalnız kiçik bir hissəsidir. O, həmçinin aşındırıcı, kəsici materiallar, konstruktiv materiallar, optik materiallar, katalizator daşıyıcıları və s. kimi istifadə edilə bilər. Bu gün biz əsasən kimyəvi sabitlik, yüksək temperatura davamlılıq, aşınma müqaviməti, korroziyaya davamlılıq, yüksək istilik keçiriciliyi, aşağı istilik genişlənmə əmsalı, aşağı sıxlıq və yüksək mexaniki möhkəmlik üstünlüklərinə malik olan silisium karbid keramika təqdim edirik. Onlar kimya maşınları, enerji və ətraf mühitin mühafizəsi, yarımkeçiricilər, metallurgiya, milli müdafiə və hərbi sənaye kimi sahələrdə geniş istifadə olunur.
Silisium karbid (SiC)tərkibində silisium və karbon var və əsasən iki kristal forması daxil olmaqla tipik çox tipli struktur birləşmədir: α – SiC (yüksək temperaturda sabit tip) və β – SiC (aşağı temperaturda sabit tip). Ümumilikdə 200-dən çox çox tip var ki, bunlar arasında β – SiC-nin 3C SiC və α – SiC-nin 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC və 15R SiC nümayəndələri təmsil olunur.
Şəkil SiC Çoxgövdəli Quruluş
Temperatur 1600 ℃-dən aşağı olduqda, SiC β - SiC şəklində mövcuddur və təxminən 1450 ℃ temperaturda silikon və karbonun sadə qarışığından hazırlana bilər. Temperatur 1600 ℃-dən çox olduqda, β – SiC yavaş-yavaş müxtəlif α – SiC polimorflarına çevrilir. 4H SiC asanlıqla təxminən 2000 ℃ temperaturda əmələ gəlir; Həm 6H, həm də 15R polimorfları asan formalaşması üçün 2100 ℃-dən yuxarı yüksək temperatur tələb edir; 6H SiC hətta 2200 ℃-dən çox temperaturda da çox sabit qala bilər və bu, onu sənaye tətbiqlərində geniş istifadə edir.
Saf silisium karbid rəngsiz və şəffaf kristaldır, sənaye silisium karbid isə şəffaflıq səviyyəsinin azalması ilə rəngsiz, solğun sarı, açıq yaşıl, tünd yaşıl, açıq mavi, tünd göy və hətta qara ola bilər. Aşındırıcı sənayesi silisium karbidini rənginə görə iki növə bölür: qara silisium karbid və yaşıl silisium karbid. Rəngsizdən tünd yaşıl rəngə qədər silisium karbid yaşıl silisium karbid, açıq mavidən qara silikon karbid isə qara silisium karbid kimi təsnif edilir. Qara silisium karbid və yaşıl silisium karbid hər ikisi alfa SiC altıbucaqlı kristallardır və yaşıl silisium karbid mikro tozu ümumiyyətlə silisium karbid keramika üçün xammal kimi istifadə olunur.
Müxtəlif Proseslərlə Hazırlanmış Silikon Karbid Keramikasının Performansı
Bununla belə, silisium karbid keramika aşağı qırılma möhkəmliyi və yüksək kövrəkliyin dezavantajına malikdir. Buna görə də, son illərdə silisium karbid keramika əsasında kompozit keramika, məsələn, lif (və ya bığ) möhkəmləndirilməsi, heterojen hissəciklərin dispersiyasının gücləndirilməsi və gradient funksional materiallar, ayrı-ayrı materialların möhkəmliyini və möhkəmliyini artıraraq ardıcıl olaraq ortaya çıxdı.
Yüksək performanslı struktur keramika yüksək temperaturlu material olaraq, silisium karbid keramika yüksək temperaturlu sobalarda, polad metallurgiyasında, neft-kimya, mexaniki elektronika, aerokosmik, enerji və ətraf mühitin mühafizəsi, nüvə enerjisi, avtomobil və digər sahələrdə getdikcə daha çox tətbiq olunur.
2022-ci ildə Çində silisium karbid struktur keramika bazarının həcminin 18,2 milyard yuana çatacağı gözlənilir. Tətbiq sahələrinin daha da genişlənməsi və aşağı axının böyümə ehtiyacları ilə, 2025-ci ilə qədər silikon karbid struktur keramika bazarının həcminin 29,6 milyard yuana çatacağı təxmin edilir.
Gələcəkdə, yeni enerji vasitələrinin, enerji, sənaye, rabitə və digər sahələrin artan nüfuz sürəti, eləcə də müxtəlif sahələrdə yüksək dəqiqlik, yüksək aşınma müqaviməti və yüksək etibarlılıqlı mexaniki komponentlər və ya elektron komponentlər üçün getdikcə daha sərt tələblər ilə, silikon karbid keramika məhsullarının bazar ölçüsünün genişlənəcəyi gözlənilir ki, bunlar arasında yeni enerji vasitələri və fotovoltaik inkişafın vacib sahələri var.
Silikon karbid keramika keramika sobalarında əla yüksək temperaturun mexaniki xüsusiyyətlərinə, yanğına davamlılığına və termal zərbəyə davamlılığına görə istifadə olunur. Onların arasında roller sobaları əsasən litium-ion batareyanın müsbət elektrod materiallarının, mənfi elektrod materiallarının və elektrolitlərin qurudulması, sinterlənməsi və istilik müalicəsi üçün istifadə olunur. Litium batareya müsbət və mənfi elektrod materialları yeni enerji vasitələri üçün əvəzolunmazdır. Silikon karbid keramika soba mebeli sobaların istehsal gücünü yaxşılaşdıra və enerji istehlakını əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilən sobaların əsas komponentidir.
Silikon karbid keramika məhsulları da müxtəlif avtomobil komponentlərində geniş istifadə olunur. Bundan əlavə, SiC cihazları əsasən yeni enerji daşıyıcılarının PCU-larında (güc idarəetmə qurğuları, məsələn, on-board DC/DC) və OBC-lərində (doldurma qurğuları) istifadə olunur. SiC cihazları PCU avadanlığının çəkisini və həcmini azalda, açar itkilərini azalda və cihazların iş temperaturunu və sistemin səmərəliliyini yaxşılaşdıra bilər; OBC-nin doldurulması zamanı vahidin güc səviyyəsini artırmaq, dövrə strukturunu sadələşdirmək, enerji sıxlığını yaxşılaşdırmaq və doldurma sürətini artırmaq da mümkündür. Hal-hazırda dünyanın bir çox avtomobil şirkəti silisium karbidindən bir neçə modeldə istifadə etmişdir və silisium karbidinin geniş miqyasda qəbulu bir tendensiyaya çevrilmişdir.
Silikon karbid keramika fotovoltaik elementlərin istehsal prosesində əsas daşıyıcı material kimi istifadə edildikdə, qayıq dayaqları, qayıq qutuları və boru fitinqləri kimi məhsullar yaxşı istilik sabitliyinə malikdir, yüksək temperaturda istifadə edildikdə deformasiyaya uğramır və zərərli çirkləndiricilər yaratmır. Onlar tez-tez istifadə olunan kvars qayıq dayaqlarını, qayıq qutularını və boru fitinqlərini əvəz edə bilər və əhəmiyyətli xərc üstünlüklərinə malikdir.
Bundan əlavə, fotovoltaik silisium karbid güc cihazları üçün bazar perspektivləri genişdir. SiC materialları daha aşağı müqavimət, qapı yükü və əks bərpa yükü xüsusiyyətlərinə malikdir. SiC SBD fotovoltaik çeviriciləri ilə birlikdə SiC Mosfet və ya SiC Mosfet-dən istifadə konversiya səmərəliliyini 96%-dən 99%-ə qədər artıra, enerji itkisini 50%-dən çox azalda və avadanlıq dövriyyəsinin ömrünü 50 dəfə artıra bilər.
Silisium karbid keramikasının sintezi 1890-cı illərə, silisium karbid əsasən mexaniki daşlama materialları və odadavamlı materiallar üçün istifadə edildiyi zaman izlənilə bilər. İstehsal texnologiyasının inkişafı ilə yüksək texnologiyalı SiC məhsulları geniş şəkildə inkişaf etdirildi və dünya ölkələri qabaqcıl keramikanın sənayeləşdirilməsinə daha çox diqqət yetirirlər. Ənənəvi silisium karbid keramikalarının hazırlanması artıq onları qane etmir. Yüksək texnologiyalı keramika istehsal edən müəssisələr, xüsusən də bu fenomenin daha əhəmiyyətli olduğu inkişaf etmiş ölkələrdə daha sürətlə inkişaf edir. Xarici istehsalçılar arasında əsasən 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 və s.
Çində silisium karbidinin inkişafı Avropa və Amerika kimi inkişaf etmiş ölkələrlə müqayisədə nisbətən gec olmuşdur. SiC istehsalı üçün ilk sənaye sobası 1951-ci ilin iyununda Birinci Taşlama Təkəri Zavodunda tikildiyindən, Çin silisium karbid istehsalına başladı. Yerli silikon karbid keramika istehsalçıları əsasən Shandong əyalətinin Weifang şəhərində cəmləşmişdir. Peşəkarların fikrincə, bunun səbəbi yerli kömür hasilatı müəssisələrinin iflasla üz-üzə qalması və transformasiya axtarışında olmasıdır. Bəzi şirkətlər silisium karbidinin tədqiqinə və istehsalına başlamaq üçün Almaniyadan müvafiq avadanlıq təqdim ediblər.ZPC reaksiya sinterlənmiş silisium karbidinin ən böyük istehsalçılarından biridir.
Göndərmə vaxtı: 09 noyabr 2024-cü il