Posljednjih godina silicijumske karbidske jedinice karbida dobili su široku pažnju u industriji. Međutim, kao materijal sa visokim performansama, silikonski karbid samo je mali dio elektroničkih uređaja (diode, uređaji za napajanje). Može se koristiti i kao abrazivi, materijali za rezanje, konstrukcijski materijali, optički materijali, katalizator i još mnogo toga. Danas uglavnom uvodimo od keramike od silicijuma, koji imaju prednosti hemijske stabilnosti, visokoj temperaturnom otporu, otpornost na habanje, otpornost na koroziju, visoku toplotnu provodljivost, nisku gustinu i visoku mehaničku čvrstoću i visoku mehaničku čvrstoću. Široko se koriste u poljima poput hemijskih strojeva, energetike i zaštite okoliša, poluvodiči, metalurgija, nacionalna odbrana i vojna industrija.
Silicijum karbid (sic)Sadrži silicijun i ugljik, a tipičan je višestruki konstrukcijski spoj, uglavnom, uključujući dva kristalna oblika: α - sic (stabilan tip visoke temperature) i β - sic (nisko-sic (SIC). Ukupno je više od 200 multi tipova, među kojima je 3C SIC β - SIC i 2H SIC, 4h SIC, 6h SIC i 15R SIC iz α - SIC.
Slika SIC multibody struktura
Kada je temperatura ispod 1600 ℃, SIC postoji u obliku β - sic i može se pripremiti iz jednostavne mješavine silikona i ugljika na oko 1450. godine. Kada temperatura pređe 1600 ℃, β - sic se polako pretvara u različite polimorfove α - sic. 4h SIC se lako generira na oko 2000 ℃; Oba 6h i 15R polimorfa zahtijevaju visoke temperature iznad 2100 ℃ za jednostavno formaciju; 6h SIC može ostati vrlo stabilan čak i na temperaturama većim od 2200 ℃, čineći ga široko korištenim u industrijskim aplikacijama.
Čisti silikonski karbid je bezbojni i proziran kristal, dok industrijski silicijum karbid može biti bezbojan, blijedo žuti, svijetlo zeleni, tamno zeleni, svijetloplavi, tamno plavi, ili čak crni, sa smanjenjem nivoa transparentnosti. Abrazivna industrija kategorizira silikonski karbid u dvije vrste na bazi boje: crna silikonska karbida i zeleni silikonski karbid. Bezbojno za tamno zeleni silicijum Carbide klasificiran je kao zeleni silikonski karbid, dok se svijetloplava do crnog silikonskog karbida klasificira kao crni silikonski karbid. Crni silikonski karbid i zeleni silicijum karbid su alfa sic šesterokutni kristali, a zeleni silicijum karbidni mikro prah se uglavnom koristi kao sirovina za silikon karbidnu keramiku.
Performanse keramike od silicijuma Carbide pripremljena po različitim procesima
Međutim, keramika Carbide Silicon ima nedostatak žilavosti niske lome i veliku borba. Stoga, posljednjih godina, kompozitna keramika zasnovana na armaturi silicijuma, poput vlakana (ili whiskera) pojačanja, jačanja heterogene disperzije čestica, i funkcionalnih materijala gradijent, poboljšavaju se nalik na žilavost i jačinu pojedinačnih materijala.
Kao visokokvalitetni materijal sa visokim performansama, keramika od silicijum, sve se više primjenjuju u kilometralnim kilogramima, čeličnim metalurgijama, petrohemijskim, mehaničkim elektronikom, zrakoplovnim, energetikom i zaštitom okoliša, nuklearnom energijom, automobilima i drugim poljima.
Godine 2022. očekuje se da će tržišna veličina strukturne keramike od silicijuma u Kini u Kini dostići 18,2 milijarde Yuana. Uz daljnje širenje primjene polja i potreba za rastom nizvodno, procjenjuje se da će tržišna veličina strukturne keramike od silicijuma do 2025. godine do 2025. godine dostići 29,6 milijardi Yuan-a.
U budućnosti, sa povećanjem penetracijskog vozila, energetike, industrije, komunikacije i drugih polja, kao i sve strogih zahtjeva za visoko preciznu, visokog odjela ili elektroničkih komponenti u različitim poljima, među kojima su nova energetska vozila i fotonaponaika važna razvojna područja.
Silicijumska karbidna keramika koriste se u keramičkim pećima zbog odlične mehaničke svojstva, otpornosti na vatru i toplinski udar. Među njima se valjkasti peći uglavnom koriste za sušenje, sinteriranje i toplotnu obradu litijum-jonskih baterija pozitivnih materijala za elektrodu, negativne elektrode materijala i elektrolita. Litijumske baterije Pozitivni i negativni materijali elektrode neophodni su za nova energetska vozila. Silicon Carbide Keramički nameštaj za peć je ključna komponenta peći koja može poboljšati proizvodni kapacitet peći i značajno smanjenje potrošnje energije.
Silikonski karbidni keramički proizvodi također se široko koriste u različitim automobilskim komponentama. Pored toga, SIC uređaji se uglavnom koriste u PCU-u (jedinice za kontrolu energije, poput ugrađenog DC / DC) i OBC-a (jedinice za punjenje) novih energetskih vozila. Sic uređaji mogu smanjiti težinu i jačinu PCU opreme, smanjiti gubitke prekidača i poboljšati radnu temperaturu i efikasnost sistema; Također je moguće povećati nivo jedinice, pojednostaviti strukturu kruga, poboljšati gustinu snage i povećajte brzinu punjenja tokom OBC-a za punjenje. Trenutno su mnoge kompanije za automobile širom svijeta koristile silicijum karbid u više modela, a velika usvajanja silikonskog karbida postala je trend.
Kada se Carbide Carbide koristi kao ključni nosač materijala u proizvodnom procesu fotonaponskih stanica, rezultirajuće proizvode poput brodica, kutija za brod i spojnice za cijevi imaju dobru termičku stabilnost, ne deformišu na visokim temperaturama i ne proizvode štetne zagađivače. Oni mogu zamijeniti uobičajene nosače kvarcnog broda, kutije za brodove i cijevi, a imaju značajne troškovne prednosti.
Pored toga, izgledi tržišta za fotonaponske uređaje za električnu energiju silicijuma su široki. Sic materijali imaju niži na otpornosti, naboju vrata i karakteristike napunjenosti unazad. Korištenje SiC MOSFET ili SiC MOSFET-a u kombinaciji sa fotonaponskim pretvaračima SBD-a mogu povećati efikasnost pretvorbe sa 96% na preko 99%, smanjiti gubitak energije za više od 50% i povećati život ciklusa opreme za 50%.
Sinteza keramike od silicijuma može se pratiti na 1890-ih, kada se silicijum karbid uglavnom koristi za mehaničke brusilice i vatrostalne materijale. Razvoj tehnologije proizvodnje, visokotehnološki proizvodi široko su razvijeni, a zemlje širom svijeta plaćaju više pažnje na industrijalizaciju napredne keramike. Više nisu zadovoljni pripremom tradicionalne keramike od silicijuma. Preduzeća koja proizvode visokotehnološku keramiku razvijaju se brže, posebno u razvijenim zemljama u kojima je ovaj fenomen značajniji. Strani proizvođači uglavnom uključuju saint Gobain, 3M, Ceramtec, Ibiden, Schunk, Narita Group, Toto Corporation, Coorstek, Kyocera, Aszac, Japan Jingke Ceramics Co., Ltd., IPS keramika, itd.
Razvoj silikonskog karbida u Kini relativno je kasno u usporedbi s razvijenim zemljama kao što su Evropa i Amerika. Budući da je prva industrijska peć za proizvodnju SIC-a izgrađena u prvoj tvornici kotača za brušenje u junu 1951. godine, Kina je počela proizvoditi silikonski karbid. Domaći proizvođači keramike silicijumske karbide uglavnom su koncentrirani u Weifang Cityju, provinciji Shandong. Prema profesionalcima, to je zato što se lokalna rudarska preduzeća sa bankrotom i traže transformaciju. Neke su kompanije uvele relevantnu opremu iz Njemačke za početak istraživanja i proizvodnje silikonskog karbida.ZPC je jedan od najvećih proizvođača reakcije sinterovog silinčanog karbida.
Vrijeme post: nov-09-2024