Viime vuosina piikarbidiyhdisteiden puolijohteet ovat saaneet alalla laajaa huomiota. Piharbidi on kuitenkin korkean suorituskyvyn materiaalina vain pieni osa elektronisia laitteita (diodeja, voimalaitteita). Sitä voidaan käyttää myös hioma -aineina, leikkausmateriaaleina, rakenteellisina materiaaleina, optisissa materiaaleissa, katalyytin kantajina ja muissa. Nykyään esittelemme pääasiassa piiharbidikeramiikkaa, joilla on kemiallisen stabiilisuuden, korkean lämpötilan kestävyyden, kulutuskestävyyden, korroosionkestävyyden, korkean lämmönjohtavuuden, alhaisen lämmönlaajennuskerroin, alhaisen tiheyden ja korkean mekaanisen voimakkuuden edut. Niitä käytetään laajasti aloilla, kuten kemialliset koneet, energia ja ympäristönsuojelu, puolijohteet, metallurgia, kansallinen puolustus ja sotilasteollisuus.
Piharbidi (sic)Sisältää piitä ja hiiltä, ja se on tyypillinen monityyppinen rakenneyhdiste, joka sisältää pääasiassa kaksi kidemuotoa: α-sic (korkean lämpötilan stabiili) ja β-sic (matalan lämpötilan stabiili tyyppi). Kaikkialla on yli 200 monityyppiä, joista β -sic: n ja 2H: n sic: n, 4H: n sic, 6H sic ja 15R sic: n 3C -sic ovat edustavia.
Kuva sic monirakenne
Kun lämpötila on alle 1600 ℃, sic on olemassa β -sic: n muodossa ja se voidaan valmistaa yksinkertaisesta pii- ja hiilen seoksesta noin 1450 ℃. Kun lämpötila ylittää 1600 ℃, β -sic muuttuu hitaasti erilaisiksi a -sic -polymorfeiksi. 4H SIC syntyy helposti noin 2000 ℃; Sekä 6H- että 15R -polymorfit vaativat korkeita lämpötiloja yli 2100 ℃ helpon muodostumisen saavuttamiseksi; 6H SIC voi pysyä erittäin vakaana jopa lämpötiloissa, jotka ylittävät 2200 ℃, mikä käyttää sitä laajasti teollisuussovelluksissa.
Puhdas piiharbidi on väritön ja läpinäkyvä kide, kun taas teollisuusipidikarbidi voi olla väritön, vaaleankeltainen, vaaleanvihreä, tummanvihreä, vaaleansininen, tummansininen tai jopa musta, vähentyen läpinäkyvyyden tasot. Hioma -ala luokittelee piikarbidin kahteen tyyppiin, jotka perustuvat värin perusteella: musta piikarbidi ja vihreä piiharbidi. Väritöntä tai tummanvihreä piiharbidi luokitellaan vihreäksi piikarbidiksi, kun taas vaaleansinistä mustaan piikarbidiin luokitellaan mustaksi piikarbidiksi. Musta piikarbidi ja vihreä piiharbidi ovat molemmat alfa -sic -kuusikulmaisia kiteitä, ja vihreää piiharbidimikrojauhetta käytetään yleensä raaka -aineena piikarbidikeramiikkaan.
Eri prosessien valmistetun piiharbidikeramiikan suorituskyky
Piharbidikeramiikassa on kuitenkin haitta alhaisesta murtuman sitkeydestä ja suuresta hauraudesta. Siksi viime vuosina piidikarbidikeramiikkaan perustuva yhdistelmäkeramiikka, kuten kuidun (tai viiksen) vahvistuksen, heterogeenisen hiukkasten dispersion vahvistaminen ja gradientin funktionaaliset materiaalit, ovat syntyneet peräkkäin parantaen yksittäisten materiaalien sitkeyttä ja vahvuutta.
Suorituskykyisenä rakenteellisena keraamisena korkean lämpötilan materiaalina piikarbidikeramiikkaa on levitetty yhä enemmän korkean lämpötilan uuneissa, teräsmetallurgiassa, petrokemikaaleissa, mekaanisessa elektroniikassa, ilmailu-, energia- ja ympäristönsuojelussa, ydinenergiassa, autoissa ja muissa aloissa.
Vuonna 2022 Kiinan piidakarbidin rakennekeramiikan markkinoiden koon odotetaan saavuttavan 18,2 miljardia yuania. Sovelluskenttien ja loppupään kasvutarpeiden laajentumisen myötä arvioidaan, että piikarbidin rakennekeramiikan markkinoiden koko saavuttaa 29,6 miljardia yuania vuoteen 2025 mennessä.
Tulevaisuudessa uusien energiaajoneuvojen, energian, teollisuuden, viestintä- ja muiden kenttien lisääntyvän tunkeutumisnopeuden, sekä muiden alojen korkean tarkkailun, korkean kulutuskeskyyden ja korkean luotettavuuden komponenttien tai elektronisten komponenttien, yhä tiukemmat vaatimukset eri alojen markkinoiden koon, joiden piidarbidi-keraamisten tuotteiden markkinoiden koon on jatkettava, ovat uusien energiaajoneuvojen ja valoviranomaisten kehitysasioiden keskuudessa.
Piekarbidikeramiikkaa käytetään keraamisissa uuneissa niiden erinomaisten korkean lämpötilan mekaanisten ominaisuuksien, palonkestävyyden ja lämpöiskunkestävyyden vuoksi. Niiden joukossa rullauunia käytetään pääasiassa litium-ioni-akkupositiivisten elektrodimateriaalien, negatiivisten elektrodimateriaalien ja elektrolyyttien kuivumiseen, sintraamiseen ja lämmönkäsittelyyn. Litium -akun positiiviset ja negatiiviset elektrodimateriaalit ovat välttämättömiä uusille energiaajoneuvoille. Piharbidi -keraamiset uunikalusteet ovat avainkomponentti uuneissa, jotka voivat parantaa uunin tuotantokapasiteettia ja vähentää merkittävästi energiankulutusta.
Piekarbidikeraamisia tuotteita käytetään myös laajasti erilaisissa autokomponenteissa. Lisäksi SIC-laitteita käytetään pääasiassa PCU: ssa (virranhallintayksiköt, kuten laiva DC/DC) ja uusien energiaajoneuvojen OBC: t (latausyksiköt). SIC -laitteet voivat vähentää PCU -laitteiden painoa ja määrää, vähentää kytkinhäviöitä ja parantaa laitteiden työlämpötilaa ja järjestelmän tehokkuutta; Yksikön tehotasoa on myös mahdollista nostaa, yksinkertaistaa piirirakennetta, parantaa tehotiheyttä ja lisätä latausnopeutta OBC -latauksen aikana. Tällä hetkellä monet autoyritykset ympäri maailmaa ovat käyttäneet piiharbidia useissa malleissa, ja piikarbidin laajamittaisesta käyttöönotosta on tullut suuntaus.
Kun piikarbidikeramiikkaa käytetään avainkantama -aineina aurinkosähkökennojen tuotantoprosessissa, tuloksena olevilla tuotteilla, kuten venetuilla, venekasvoilla ja putkenvarusteilla on hyvä lämpöstabiilisuus, eivät muodostu, kun niitä käytetään korkeassa lämpötilassa, eivätkä ne tuota haitallisia epäpuhtauksia. Ne voivat korvata yleisesti käytetyt kvartsivene -tuet, venerasiat ja putkilaitteet, ja niillä on merkittäviä kustannusetuja.
Lisäksi aurinkosähkön piikarbidivoimalaitteiden markkinoiden näkymät ovat leveät. SIC -materiaalit ovat alhaisemmat vastus-, porttivarauksessa ja käänteisten palautumisvarausominaisuuksien suhteen. SIC MOSFET- tai sic MOSFET -sovelluksen käyttäminen yhdistettynä sic SBD -valovirtaisiin inverttereihin voi lisätä muuntamistehokkuutta 96%: sta yli 99%: iin, vähentää energian menetystä yli 50%ja pidentää laitteiden syklin käyttöikää 50 kertaa.
Piekarbidikeramiikan synteesi voidaan jäljittää 1890 -luvulle, kun piiharbidia käytettiin pääasiassa mekaanisiin hiontamateriaaleihin ja tulenkestäviin materiaaleihin. Tuotantotekniikan kehittämisen myötä korkean teknologian SIC-tuotteita on kehitetty laajasti, ja maat ympäri maailmaa kiinnittävät enemmän huomiota edistyneiden keramiikan teollistumiseen. He eivät ole enää tyytyväisiä perinteisen piikarbidikeramiikan valmistukseen. Yritykset, jotka tuottavat korkean teknologian keramiikkaa, kehittyvät nopeammin, etenkin kehittyneissä maissa, joissa tämä ilmiö on merkittävämpi. Ulkomaisia valmistajia ovat pääasiassa 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, ETC. ETC.
Piharbidin kehitys Kiinassa oli suhteellisen myöhässä verrattuna kehittyneisiin maihin, kuten Eurooppaan ja Amerikkaan. Sen jälkeen kun SIC: n ensimmäinen teollisuusuuni rakennettiin ensimmäisessä hiontapyörän tehtaalla kesäkuussa 1951, Kiina aloitti piilarbidin tuottamisen. Piiharbidikeramiikan kotimaiset valmistajat keskittyvät pääasiassa Weifangin kaupunkiin, Shandongin provinssiin. Ammattilaisten mukaan tämä johtuu siitä, että paikalliset hiilen louhintayritykset ovat konkurssissa ja pyrkivät muutokseen. Jotkut yritykset ovat ottaneet käyttöön Saksan asiaankuuluvat laitteet piikarbidin tutkimisen ja tuottamisen aloittamiseksi.ZPC on yksi suurimmista reaktion sintrattujen piilarbidin valmistajista.
Viestin aika: Nov-09-2024