Viimastel aastatel on räni karbiidi ühendi pooljuhid selles valdkonnas laialt levinud. Kuid suure jõudlusega materjalina on räni karbiid vaid väike osa elektroonikaseadmetest (dioodid, toiteseadmed). Seda saab kasutada ka abrasiivide, lõikamismaterjalide, konstruktsioonimaterjalide, optiliste materjalide, katalüsaatori kandjate ja muuna. Täna tutvustame peamiselt räni karbiidi keraamikat, millel on eelised keemilise stabiilsuse, kõrge temperatuurikindluse, kulumiskindluse, korrosioonikindluse, kõrge soojusjuhtivuse, madala soojuspaisumise koefitsiendi, madala tiheduse ja kõrge mehaanilise tugevuse osas. Neid kasutatakse laialdaselt sellistes valdkondades nagu keemilised masinad, energia ja keskkonnakaitse, pooljuhid, metallurgia, riigikaitse ja sõjaväetööstus.
Ränikarbiid (sic)Sisaldab räni ja süsiniku ning on tüüpiline mitme tüüpi struktuurne ühend, mis sisaldab peamiselt kahte kristallvormi: α-sic (kõrge temperatuuriga stabiilne tüüp) ja β-sic (madala temperatuuriga stabiilne tüüp). Kokku on rohkem kui 200 mitmet tüüpi, mille hulgas on β -sic ja 2H sic, 4h sic, 6h sic ja 15r sic α - esinduslikud.
Joonis sic multiboodide struktuur
Kui temperatuur on alla 1600 ℃, eksisteerib SIC β kujul ja seda saab valmistada lihtsast räni ja süsiniku segust umbes 1450 ℃ juures. Kui temperatuur ületab 1600 ℃, muutub β -sic aeglaselt α -sic erinevateks polümorfideks. 4H sic on hõlpsasti genereeritav umbes 2000 ℃; Nii 6H kui ka 15R polümorfid vajavad hõlpsaks moodustamiseks kõrget temperatuuri üle 2100 ℃; 6H sic võib jääda väga stabiilseks isegi temperatuuril üle 2200 ℃, muutes selle laialdaselt kasutatavaks tööstuslikes rakendustes.
Puhas räni karbiid on värvitu ja läbipaistev kristall, samas kui tööstuslik räni karbiid võib olla värvitu, kahvatukollane, heleroheline, tumeroheline, helesinine, tumesinine või isegi must, vähenedes läbipaistvuse taset. Abrasiivtööstus liigitab räni karbiidi kahte tüüpi värvi põhjal: must räni karbiidi ja rohelise räni karbiidi. Värvitu kuni tumeroheline räni karbiidi klassifitseeritakse rohelise räni karbiidina, samas kui helesinine kuni musta räni karbiidini klassifitseeritakse musta räni karbiidina. Must räni karbiid ja roheline räni karbiidi on nii alfa -sic -kuusnurksed kristallid ja räni karbiidi keraamika toorainena kasutatakse tavaliselt rohelist räni karbiidi mikropulbrit.
Erinevate protsesside abil valmistatud räni karbiidi keraamika jõudlus
Räni karbiidi keraamika on aga vähese luumurdude tugevuse ja kõrge rabeduse puuduseks. Seetõttu on viimastel aastatel räni karbiidi keraamikal põhinevad komposiitkeraamika, näiteks kiudained (või vurru) tugevdus, heterogeensed osakeste dispersiooni tugevnemise ja gradiendi funktsionaalsed materjalid, parandades üksikute materjalide tugevust ja tugevust.
Kõrge performatiivse konstruktsiooniga keraamilise kõrgtemperatuuriga materjalina on üha enam kasutatud räni karbiidi keraamikat kõrgtemperatuurilistes ahjudes, terasest metallurgias, naftakeemiatoodetes, mehaanilistes elektroonikates, kosmose-, energia- ja keskkonnakaitses, tuumaenergias, autode ja muudes valdkondades.
Aastal 2022 jõuab Hiinas räni karbiidi struktuurkeraamika turu suurus 18,2 miljardit jüaani. Rakendusväljade edasise laienemise ja allavoolu kasvuvajaduste laienemisega on hinnanguliselt, et räni karbiidi struktuurkeraamika turu suurus ulatub 2025. aastaks 29,6 miljardit jüaani.
Tulevikus on uute energiasõidukite, energia, tööstuse, kommunikatsiooni ja muude põldude suureneva tungimiskiirusega, samuti üha rangemate nõuete üha ranged, kõrge kulumiskindluse ja kõrge usaldusväärsusega mehaaniliste komponentide või elektrooniliste komponentide jaoks erinevates valdkondades, mis on turgude suurus räni karbiidide keraamiliste toodete vahel, mis laienevad, olulisi Energy-i sõidukite vahel.
Räni karbiidi keraamikat kasutatakse keraamilistes ahjudes tänu suurepärastele kõrgtemperatuurilistele mehaanilistele omadustele, tulekindlusele ja termilisele šokikindlusele. Nende hulgas kasutatakse rulli ahjusid peamiselt liitium-ioonaku positiivsete elektroodimaterjalide, negatiivsete elektroodimaterjalide ja elektrolüütide kuivatamiseks, paagutamiseks ja kuumtöötlemiseks. Liitiumaku aku positiivsed ja negatiivsed elektroodimaterjalid on uute energiasõidukite jaoks hädavajalikud. Räni karbiidi keraamiline ahju mööbel on ahjude põhikomponent, mis võib parandada ahju tootmisvõimsust ja vähendada märkimisväärselt energiatarbimist.
Räni karbiidi keraamilisi tooteid kasutatakse laialdaselt ka erinevates autotööstuses. Lisaks kasutatakse SIC-seadmeid peamiselt PCUS-is (toitejuhtimisüksused, näiteks pardal alalisvool/alalisvool) ja uute energiasõidukite OBC-d (laadimisühikud). SIC -seadmed võivad vähendada PCU -seadmete kaalu ja mahtu, vähendada lüliti kadumist ning parandada seadmete töötemperatuuri ja süsteemi tõhusust; Samuti on võimalik suurendada ühiku võimsuse taset, lihtsustada vooluahela struktuuri, parandada võimsustihedust ja suurendada laadimiskiirust OBC laadimise ajal. Praegu on paljud autoettevõtted kogu maailmas kasutanud räni karbiidi mitmel mudelil ja räni karbiidi laiaulatuslik kasutuselevõtt on muutunud trendiks.
Kui fotogalvaaniliste rakkude tootmisprotsessis kasutatakse räni karbiidi keraamikat, on saadud toodetel nagu paaditugid, paadikarbid ja toru liitmikud hea termilise stabiilsusega, mitte deformeeruvad, kui neid kasutatakse kõrgetel temperatuuridel, ja need ei tooda kahjulikke saasteaineid. Nad võivad asendada tavaliselt kasutatavaid kvartsist paadi tugesid, paadikaste ja torude liitmikke ning neil on märkimisväärsed kulueelised.
Lisaks on fotogalvaanilise räni karbiidi energiaseadmete turu väljavaated laiad. SIC -materjalidel on madalam takistus, värava laadimine ja tagasipöördumislaengu karakteristikud. SIC MOSFETi või SIC MOSFETi kasutamine koos SIC SBD fotogalvaaniliste muunduritega võib muundamise efektiivsust suurendada 96%-lt üle 99%-ni, vähendada energiakaotust enam kui 50%ja suurendada seadmete tsükli tööiga 50 korda.
Räni karbiidi keraamika sünteesi saab jälgida 1890ndatest, kui räni karbiidi kasutati peamiselt mehaaniliste jahvatusmaterjalide ja tulekindlate materjalide jaoks. Tootmistehnoloogia arendamisega on kõrgtehnoloogilisi tooteid laialt arenenud ja riigid kogu maailmas pööravad rohkem tähelepanu edasijõudnute keraamika industrialiseerimisele. Nad ei ole enam rahul traditsioonilise räni karbiidi keraamika ettevalmistamisega. Kõrgtehnoloogia keraamikat tootvad ettevõtted arenevad kiiremini, eriti arenenud riikides, kus see nähtus on olulisem. Välismaine tootjate hulka kuuluvad peamiselt 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 jne.
Räni karbiidi areng Hiinas oli suhteliselt hilja võrreldes arenenud riikidega nagu Euroopa ja Ameerika. Alates esimesest SIC -i tööstusahi ehitati esimesse lihvimisrattavabrikusse juunis 1951, hakkas Hiina tootma räni karbiidi. Räni karbiidi keraamika kodumaised tootjad on koondunud peamiselt Shandongi provintsis Weifangi linna. Spetsialistide sõnul on selle põhjuseks see, et kohalikud söekaevandamise ettevõtted seisavad silmitsi pankroti ja taotlevad ümberkujundamist. Mõned ettevõtted on tutvustanud Saksamaa asjakohaseid seadmeid, et alustada räni karbiidi uurimist ja tootmist.ZPC on üks suurimaid reaktsioonitootjaid paagutatud räni karbiidi.
Postiaeg: november-09.-20124