Le blianta beaga anuas, tá aird fhorleathan tugtha ag leathsheoltóirí cumaisc charbaíde sileacain sa tionscal. Mar sin féin, mar ábhar ardfheidhmíochta, níl ach cuid bheag de fheistí leictreonacha (dé-óidí, gléasanna cumhachta) i gcarbaíd sileacain. Is féidir é a úsáid freisin mar scríobaigh, ábhair ghearrtha, ábhair struchtúracha, ábhair optúla, iompróirí catalaíoch, agus níos mó. Sa lá atá inniu ann, tugtar isteach criadóireacht charbaíde sileacain den chuid is mó, a bhfuil na buntáistí a bhaineann le cobhsaíocht cheimiceach, friotaíocht ardteochta, friotaíocht caitheamh, friotaíocht creimeadh, seoltacht theirmeach ard, comhéifeacht leathnú teirmeach íseal, dlús íseal, agus neart meicniúil ard acu. Úsáidtear go forleathan iad i réimsí ar nós innealra ceimiceach, cosaint fuinnimh agus comhshaoil, leathsheoltóirí, miotalóireacht, cosaint náisiúnta agus tionscal míleata.
Carbaíd sileacain (SiC)Tá sileacan agus carbón ann, agus is comhdhúil struchtúrach ilchineálach tipiciúil í, lena n-áirítear dhá fhoirm chriostail den chuid is mó: α-SiC (cineál cobhsaí ardteochta) agus β-SiC (cineál cobhsaí ísealteochta). Tá níos mó ná 200 ilchineál ann san iomlán, agus ina measc sin tá 3C SiC de β-SiC agus 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC, agus 15R SiC de α-SiC ionadaíoch.
Struchtúr Ilchorp SiC Figiúr
Nuair a bhíonn an teocht faoi bhun 1600 ℃, bíonn SiC i bhfoirm β-SiC agus is féidir é a ullmhú ó mheascán simplí de shileacan agus carbóin ag thart ar 1450 ℃. Nuair a sháraíonn an teocht 1600 ℃, athraíonn β-SiC go mall ina pholaimorfanna éagsúla de α-SiC. Gintear 4H SiC go héasca ag thart ar 2000 ℃; Éilíonn polaimorfanna 6H agus 15R teochtaí arda os cionn 2100 ℃ le go mbeidh siad furasta a fhoirmiú; is féidir le 6H SiC fanacht an-chobhsaí fiú ag teochtaí os cionn 2200 ℃, rud a fhágann go n-úsáidtear go forleathan é in iarratais thionsclaíocha.
Is criostal gan dath agus trédhearcach é cairbíd sileacain íon, ach is féidir le cairbíd sileacain tionsclaíoch a bheith gan dath, buí éadrom, glas éadrom, glas dorcha, gorm éadrom, gorm dorcha, nó fiú dubh, le leibhéil trédhearcachta ag laghdú. Déanann an tionscal scríobach cairbíd sileacain a chatagóiriú ina dhá chineál bunaithe ar dhath: cairbíd sileacain dubh agus cairbíd sileacain glas. Aicmítear cairbíd sileacain gan dath go glas dorcha mar chairbíd sileacain glas, agus aicmítear cairbíd sileacain gorm éadrom go dubh mar chairbíd sileacain dubh. Is criostail heicseagánacha alfa SiC iad cairbíd sileacain dubh agus cairbíd sileacain glas araon, agus úsáidtear micreaphúdar cairbíde sileacain glas go ginearálta mar amhábhar le haghaidh criadóireachta cairbíde sileacain.
Feidhmíocht Criadóireachta Sileacain Charbíde Ullmhaithe le Próisis Éagsúla
Mar sin féin, tá míbhuntáiste ag baint le criadóireacht sileacain charbaíde, is é sin go bhfuil diana briste íseal agus sobhristeacht ard. Dá bhrí sin, le blianta beaga anuas, tá criadóireacht chomhchodach bunaithe ar chriadóireacht sileacain charbaíde, amhail athneartú snáithíneach (nó fuip), neartú scaipthe cáithníní ilchineálacha, agus ábhair fheidhmiúla grádáin, tagtha chun cinn de réir a chéile, rud a fheabhsaíonn diana agus neart ábhar aonair.
Mar ábhar ceirmeach struchtúrach ardfheidhmíochta ardteochta, tá criadóireacht charbaíde sileacain á cur i bhfeidhm níos mó agus níos mó in áitheanna ardteochta, miotalóireacht cruach, peitriceimiceáin, leictreonaic mheicniúil, aeraspás, fuinneamh agus cosaint an chomhshaoil, fuinneamh núicléach, gluaisteáin agus réimsí eile.
In 2022, meastar go sroichfidh méid margaidh criadóireachta struchtúracha carbóide sileacain sa tSín 18.2 billiún yuan. Le leathnú breise ar réimsí feidhme agus riachtanais fáis iartheachtach, meastar go sroichfidh méid margaidh criadóireachta struchtúracha carbóide sileacain 29.6 billiún yuan faoi 2025.
Amach anseo, leis an ráta treá méadaitheach feithiclí nua fuinnimh, fuinnimh, tionscail, cumarsáide agus réimsí eile, chomh maith leis na ceanglais atá ag éirí níos déine maidir le comhpháirteanna meicniúla nó comhpháirteanna leictreonacha ardchruinneas, ardfhriotaíocht chaitheamh, agus ard-iontaofachta i réimsí éagsúla, táthar ag súil go leanfaidh méid margaidh táirgí ceirmeacha sileacain charbíde ag leathnú, agus is réimsí forbartha tábhachtacha iad feithiclí nua fuinnimh agus fótavoltaigh ina measc.
Úsáidtear criadóireacht charbaíde sileacain in áitheanna ceirmeacha mar gheall ar a n-airíonna meicniúla ardteochta den scoth, a bhfriotaíocht dóiteáin, agus a bhfriotaíocht turraing theirmeach. Ina measc, úsáidtear áitheanna rollta go príomha le haghaidh triomú, sintéiriú, agus cóireáil teasa ar ábhair leictreoid dhearfacha ceallraí litiam-ian, ábhair leictreoid dhiúltacha, agus leictrilítí. Tá ábhair leictreoid dhearfacha agus dhiúltacha ceallraí litiam riachtanach do fheithiclí fuinnimh nua. Is cuid lárnach d'áitheanna é troscán áitheanna ceirmeacha charbaíde sileacain, rud a fhéadann cumas táirgthe áitheanna a fheabhsú agus tomhaltas fuinnimh a laghdú go suntasach.
Úsáidtear táirgí ceirmeacha cairbíde sileacain go forleathan i gcomhpháirteanna éagsúla feithicleach freisin. Ina theannta sin, úsáidtear gléasanna SiC go príomha i PCUanna (aonaid rialaithe cumhachta, amhail DC/DC ar bord) agus OBCanna (aonaid luchtaithe) feithiclí nua fuinnimh. Is féidir le gléasanna SiC meáchan agus toirt trealaimh PCU a laghdú, caillteanais lasc a laghdú, agus teocht oibre agus éifeachtúlacht chórais na ngléasanna a fheabhsú; Is féidir freisin leibhéal cumhachta an aonaid a mhéadú, struchtúr an chiorcaid a shimpliú, dlús cumhachta a fheabhsú, agus luas luchtaithe a mhéadú le linn luchtú OBC. Faoi láthair, tá go leor cuideachtaí gluaisteán ar fud an domhain tar éis cairbíd sileacain a úsáid i samhlacha éagsúla, agus tá glacadh mórscála le cairbíd sileacain ina threocht.
Nuair a úsáidtear criadóireacht charbaíde sileacain mar ábhair iompróra lárnacha i bpróiseas táirgthe cealla fótavoltacha, bíonn cobhsaíocht theirmeach mhaith ag na táirgí a eascraíonn as seo amhail tacaí báid, boscaí báid, agus feistis píopaí, ní dhéanann siad dífhoirmiú nuair a úsáidtear iad ag teochtaí arda, agus ní tháirgeann siad truailleáin dhíobhálacha. Is féidir leo tacaí báid, boscaí báid, agus feistis píopaí grianchloch a úsáidtear go coitianta a athsholáthar, agus bíonn buntáistí suntasacha costais acu.
Ina theannta sin, tá ionchais mhargaidh leathan ann do ghléasanna cumhachta fótavoltach sileacain charbaíde. Tá tréithe friotaíochta, muirir geata, agus muirir aisghabhála droim ar ais níos ísle ag ábhair SiC. Is féidir le húsáid SiC Mosfet nó SiC Mosfet in éineacht le hinbhéirtéirí fótavoltach SiC SBD éifeachtúlacht chomhshó a mhéadú ó 96% go dtí os cionn 99%, caillteanas fuinnimh a laghdú níos mó ná 50%, agus saolré timthriall trealaimh a mhéadú 50 uair.
Is féidir sintéis criadóireachta sileacain charbaíde a rianú siar go dtí na 1890idí, nuair a úsáideadh carbaíd sileacain den chuid is mó le haghaidh ábhair mheilt mheicniúla agus ábhair theasfhulangacha. Le forbairt na teicneolaíochta táirgthe, tá táirgí SiC ardteicneolaíochta forbartha go forleathan, agus tá tíortha ar fud an domhain ag tabhairt airde níos mó ar thionsclaíocht criadóireachta chun cinn. Níl siad sásta a thuilleadh le hullmhú criadóireachta sileacain charbaíde traidisiúnta. Tá fiontair a tháirgeann criadóireacht ardteicneolaíochta ag forbairt níos tapúla, go háirithe i dtíortha forbartha ina bhfuil an feiniméan seo níos suntasaí. I measc na monaróirí eachtracha den chuid is mó tá 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.
Bhí forbairt charbaíd sileacain sa tSín sách mall i gcomparáid le tíortha forbartha ar nós na hEorpa agus Mheiriceá. Ó tógadh an chéad fhoirnéis thionsclaíoch le haghaidh monarú SiC ag an gCéad Mhonarcha Roth Meilt i mí an Mheithimh 1951, thosaigh an tSín ag táirgeadh charbaíd sileacain. Tá monaróirí intíre criadóireachta charbaíd sileacain dírithe den chuid is mó i gCathair Weifang, Cúige Shandong. De réir gairmithe, is amhlaidh atá toisc go bhfuil fiontair mianadóireachta guail áitiúla os comhair féimheachta agus ag iarraidh claochlú. Tá trealamh ábhartha tugtha isteach ón nGearmáin ag roinnt cuideachtaí chun tús a chur le taighde agus táirgeadh charbaíd sileacain.Tá ZPC ar cheann de na monaróirí is mó de charbaíd sileacain shintéirithe imoibríoch.
Am an phoist: 9 Samhain 2024