През последните години полупроводниковете със силициев карбид са получили широко внимание в индустрията. Въпреки това, като високоефективен материал, силициевият карбид е само малка част от електронните устройства (диоди, захранващи устройства). Може да се използва и като абразиви, режещи материали, структурни материали, оптични материали, носещи катализатори и други. Днес ние основно въвеждаме керамика от силициев карбид, които имат предимствата на химическата стабилност, висока температурна устойчивост, устойчивост на износване, устойчивост на корозия, висока топлопроводимост, нисък коефициент на термично разширение, ниска плътност и висока механична якост. Те се използват широко в области като химически машини, енергия и опазване на околната среда, полупроводници, металургия, национална отбрана и военна индустрия.
Силициев карбид (sic)Съдържа силиций и въглерод и е типично структурно съединение с много видове, включващо предимно две кристални форми: α-sic (стабилен тип високотемпературен тип) и β-sic (стабилен тип нискотемпературен тип). Съществуват общо повече от 200 вида, сред които 3C sic на β - sic и 2h sic, 4h sic, 6h sic и 15r sic на α - sic са представителни.
Фигура SIC многоетална структура
Когато температурата е под 1600 ℃, SIC съществува под формата на β - sic и може да се приготви от обикновена смес от силиций и въглерод около 1450 ℃. Когато температурата надвишава 1600 ℃, β - sic бавно се трансформира в различни полиморфи на α - sic. 4H SIC се генерира лесно около 2000 ℃; И 6h и 15R полиморфите изискват високи температури над 2100 ℃ за лесно образуване; 6H SIC може да остане много стабилен дори при температури над 2200 ℃, което го прави широко използван в индустриалните приложения.
Чистият силициев карбид е безцветен и прозрачен кристал, докато индустриалният силициев карбид може да бъде безцветен, бледожълт, светло зелен, тъмнозелен, светло синьо, тъмно син или дори черен, с намаляващи нива на прозрачност. Абразивната индустрия категоризира силициев карбид в два вида въз основа на цвят: черен силициев карбид и зелен силиконов карбид. Безцветният до тъмнозелен силициев карбид е класифициран като зелен силиконов карбид, докато светлосин до черен силиконов карбид е класифициран като черен силиконов карбид. Черният силициев карбид и зелен силициев карбид са както алфа SIC шестоъгълни кристали, а микро прах от зеления силициев карбид обикновено се използва като суровина за керамика от силициев карбид.
Производителност на силициевата карбидна керамика, приготвена от различни процеси
Въпреки това, силициевата карбидна керамика има недостатъка на ниската здравина на счупване и високата бритота. Следователно през последните години композитната керамика, базирана на керамика от силициев карбид, като армировка на фибри (или мустака), хетерогенна дисперсия на частиците и градиентни функционални материали се появяват последователно, подобрявайки здравината и силата на отделните материали.
Като високоефективен структурен керамичен високотемпературен материал, силициевата карбидна керамика все повече се прилага във високотемпературни пещи, стоманена металургия, нефтохимикали, механична електроника, аерокосмическа, енергийна и екологична защита, ядрена енергия, автомобили и други полета.
През 2022 г. се очаква пазарният размер на силициевата карбидна структурна керамика в Китай да достигне 18,2 милиарда юана. С по -нататъшното разширяване на полетата за приложения и нуждите на растежа надолу по веригата се изчислява, че размерът на пазара на структурната керамика на силициев карбид ще достигне 29,6 милиарда юана до 2025 г.
В бъдеще с нарастващия процент на проникване на новите енергийни превозни средства, енергията, индустрията, комуникацията и други области, както и все по-строгите изисквания за високи прецизни, високо износване и механични компоненти на високата надеждност или електронните компоненти в различни области, на пазара на пазарните превозни средства се очаква да се развиват, сред които се очаква да изтичат нови енергийни превозни средства на силиконовите автомобили на силиконовите автомобили на силиконовите карбидни продукти.
Силиконовата карбидна керамика се използва в керамични пещи поради отличните си високотемпературни механични свойства, пожароустойчивост и устойчивост на термична шока. Сред тях ролковите пещи се използват главно за сушене, синтероване и топлинна обработка на литиево-йонни батерии, положителни електродни материали, отрицателни електродни материали и електролити. Положителните литиеви батерии и отрицателните електродни материали са необходими за новите енергийни превозни средства. Мебелите от керамични пещи от силициев карбид са ключов компонент на пещите, който може да подобри производствения капацитет на пещта и значително да намали консумацията на енергия.
Керамичните продукти на силициев карбид също се използват широко в различни автомобилни компоненти. В допълнение, SIC устройствата се използват главно в PCUS (блокове за контрол на захранването, като например бордовия DC/DC) и OBC (зареждащи единици) на нови енергийни превозни средства. SIC устройствата могат да намалят теглото и обема на PCU оборудване, да намалят загубите на превключвателя и да подобрят работната температура и ефективността на системата на устройствата; Възможно е също така да се увеличи нивото на мощността на устройството, да се опрости структурата на веригата, да се подобри плътността на мощността и да се увеличи скоростта на зареждане по време на зареждане на OBC. Понастоящем много автомобилни компании по света са използвали силициев карбид в множество модели, а мащабното приемане на силициев карбид се превърна в тенденция.
Когато керамиката на силициев карбид се използва като ключови материали за носители в производствения процес на фотоволтаични клетки, получените продукти като лодки, кутии с лодка и тръбни фитинги, имат добра термична стабилност, не се деформират, когато се използват при високи температури и не произвеждат вредни замърсители. Те могат да заменят често използваните кварцови опори за лодки, кутии с лодка и фитинги за тръби и имат значителни предимства на разходите.
В допълнение, пазарните перспективи за фотоволтаични устройства за захранване на силиций карбид са широки. SIC Материалите имат по -ниско съпротивление, заряд на портата и характеристики на заряда на обратното възстановяване. Използването на SIC MOSFET или SIC MOSFET, комбиниран с фотоволтаични инвертори на SIC SBD, може да увеличи ефективността на конверсия от 96%до над 99%, да намали загубата на енергия с повече от 50%и да увеличи живота на цикъла на оборудването с 50 пъти.
Синтезът на силициев карбид керамика може да се проследи до 1890 -те, когато силициев карбид се използва главно за механични шлифовъчни материали и огнеупорни материали. С развитието на производствените технологии високотехнологичните SIC продукти са широко разработени и страните по света обръщат повече внимание на индустриализацията на напредналата керамика. Те вече не са доволни от приготвянето на традиционна керамика от силициев карбид. Предприятията, произвеждащи високотехнологични керамика, се развиват по-бързо, особено в развитите страни, където това явление е по-значимо. Чуждестранните производители включват главно Saint Gobain, 3M, Ceramtec, Ibiden, Schunk, Narita Group, Toto Corporation, Coorstek, Kyocera, Aszac, Japan Jingke Ceramics Co., Ltd., Япония Special Ceramics Co., Ltd., IPS Ceramics и др.
Развитието на силициев карбид в Китай беше сравнително късно в сравнение с развитите страни като Европа и Америка. Тъй като първата индустриална пещ за производство на SIC е построена в първата фабрика за шлифовъчни колела през юни 1951 г., Китай започва да произвежда силиконов карбид. Домашните производители на керамика от силициев карбид са концентрирани главно в град Вайфанг, провинция Шандонг. Според професионалисти това е така, защото местните предприятия за добив на въглища са изправени пред фалит и търсят трансформация. Някои компании въведоха съответното оборудване от Германия, за да започнат да изследват и произвеждат силиконов карбид.ZPC е един от най -големите производители на реакция, синтерован със силициев карбид.
Време за публикация:-09-2024