Posljednjih godina, poluvodiči silicijskih karbida privukli su široku pažnju u industriji. Međutim, kao materijal visokih performansi, silicijski karbid je samo mali dio elektroničkih uređaja (diode, uređaji za napajanje). Također se može koristiti kao abrazivi, rezanje materijala, strukturni materijali, optički materijali, nosači katalizatora i još mnogo toga. Danas uglavnom uvodimo keramiku silicij -karbida, koja imaju prednosti kemijske stabilnosti, visoke otpornosti na temperaturu, otpornost na habanje, otpornost na koroziju, visoku toplinsku vodljivost, nisku toplinsku koeficijent ekspanzije, nisku gustoću i visoku mehaničku čvrstoću. Naširoko se koriste u poljima kao što su kemijski strojevi, zaštita energije i zaštite okoliša, poluvodiča, metalurgije, nacionalne obrane i vojne industrije.
Silicijski karbid (sic)Sadrži silicij i ugljik, a tipičan je više tipovi strukturni spoj, uglavnom uključuje dva kristalna oblika: α-sic (stabilni tip visoke temperature) i β-sic (stabilni tip niske temperature). Ukupno postoji više od 200 multi tipova, među kojima su reprezentativni 3C sic β -sic i 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC i 15R sic α - sic.
Slika sic višebojna struktura
Kad je temperatura ispod 1600 ℃, SIC postoji u obliku β -sic i može se pripremiti iz jednostavne mješavine silicija i ugljika na oko 1450 ℃. Kad temperatura prelazi 1600 ℃, β -sic polako se pretvara u različite polimorfe α -sic. 4H SIC se lako generira oko 2000 ℃; I 6H i 15R polimorfi zahtijevaju visoke temperature iznad 2100 ℃ za lako formiranje; 6H SIC može ostati vrlo stabilan čak i na temperaturama veće od 2200 ℃, što ga čini široko korištenim u industrijskim primjenama.
Čisti silicijski karbid je bezbojni i prozirni kristal, dok industrijski silicijski karbid može biti bezbojan, blijedo žuto, svijetlo zeleno, tamnozeleno, svijetloplavo, tamnoplavo ili čak crno, sa smanjenjem razine prozirnosti. Abrazivna industrija kategorizira silicij karbid u dvije vrste temeljene na boji: crni silicijski karbid i zeleni silikonski karbid. Bezbojni do tamnozeleni silicij -karbid klasificiran je kao zeleni silicijski karbid, dok je svijetloplavi do crni silicijski karbid klasificiran kao crni silicijski karbid. Crni silicij -karbid i zeleni silicijev karbid su i alfa sic šesterokutni kristali, a zeleni silikonski karbidni mikro prah uglavnom se koristi kao sirovina za keramiku silicij -karbida.
Performanse keramike silicijuma s karbidom pripremljenim različitim procesima
Međutim, keramika silicij -karbida ima nedostatak niske žilavosti loma i velike krhkosti. Stoga su se posljednjih godina kompozitna keramika temeljila na keramici silicij -karbida, kao što su armatura vlakana (ili šapara), jačanje heterogenih disperzija čestica i gradijentnih funkcionalnih materijala, poboljšavajući žilavost i snagu pojedinih materijala.
Kao visokokvalitetni strukturni keramički materijal s visokim temperaturama, silicijski karbidni keramika sve se sve više primjenjuje u peći s visokim temperaturama, čeličnu metalurgiju, petrokemikale, mehaničku elektroniku, zrakoplovstvo, energiju i zaštitu okoliša, nuklearnu energiju i druga polja.
2022. godine očekuje se da će tržišna veličina strukturne keramike silicij -karbida u Kini doseći 18,2 milijarde juana. S daljnjim širenjem polja primjene i potreba za rastom nizvodno, procjenjuje se da će tržišna veličina strukturne keramike silicij -karbida do 2025. doseći 29,6 milijardi juana.
U budućnosti, s povećanjem prodiranja novih energetskih vozila, energije, industrije, komunikacije i drugih polja, kao i sve strožije zahtjeve za visokom otpornošću habanja i mehaničkih komponenti visoke pouzdanosti ili elektroničkih komponenti na različitim poljima, tržišna veličina silicijskih karabida, a nastavljaju se i nastavljaju se novorođenčadi, među kojima će se novih energetskih proizvoda biti i nastavljaju se novim proizvodima.
Keramika silicij-karbida koristi se u keramičkim pećima zbog izvrsnih mehaničkih svojstava visoke temperature, otpornosti na vatru i otpornosti na toplinski udar. Među njima se valjke uglavnom koriste za sušenje, sinteriranje i toplotno obradu litij-ionske baterije pozitivnih materijala za elektrode, negativnih materijala za elektrode i elektrolita. Pozitivni i negativni elektrodni materijali za litijsku bateriju neophodni su za nova energetska vozila. Namještaj od keramičkog peći od silicij -karbida ključna je komponenta peći, koja može poboljšati kapacitet proizvodnje peći i značajno smanjiti potrošnju energije.
Silicijski karbidni keramički proizvodi također se široko koriste u raznim automobilskim komponentama. Osim toga, SIC uređaji se uglavnom koriste u PCUS-u (jedinice za upravljanje napajanjem, kao što su ugrađeni DC/DC) i OBC (jedinice za punjenje) novih energetskih vozila. SIC uređaji mogu smanjiti težinu i volumen opreme PCU -a, smanjiti gubitke prekidača i poboljšati radnu temperaturu i učinkovitost uređaja; Također je moguće povećati razinu snage jedinice, pojednostaviti strukturu kruga, poboljšati gustoću snage i povećati brzinu punjenja tijekom OBC punjenja. Trenutno su mnoge automobilske tvrtke širom svijeta koristile silikonski karbid u više modela, a veliko prihvaćanje silicij-karbida postalo je trend.
Kada se keramika silicij -karbida koristi kao ključni materijali za nosače u procesu proizvodnje fotonaponskih ćelija, rezultirajući proizvodi poput nosača brodica, kutija za čamce i cijevi za cijevi imaju dobru toplinsku stabilnost, ne deformiraju se kada se koriste na visokim temperaturama i ne proizvode štetne zagađivače. Oni mogu zamijeniti najčešće korištene nosače kvarcnih brodica, kutije za čamce i cijevi i imati značajne prednosti troškova.
Osim toga, tržišni izgledi za fotonaponske uređaje za napajanje silicij -karbida su široki. SIC materijali imaju niže na karakteristikama otpora, naboja vrata i obrnutog naboja za oporavak. Korištenje SIC MOSFET ili SIC MOSFET u kombinaciji sa SIC SBD fotonaponskim pretvaračima može povećati učinkovitost pretvorbe s 96%na preko 99%, smanjiti gubitak energije za više od 50%i povećati životni vijek ciklusa opreme za 50 puta.
Sinteza keramike silicij -karbida može se pratiti do 1890 -ih, kada se silicij karbid uglavnom koristio za mehaničke mljevene materijale i vatrostalne materijale. S razvojem tehnologije proizvodnje, visokotehnološki SIC proizvodi su široko razvijeni, a zemlje širom svijeta više pažnje posvećuju industrijalizaciji napredne keramike. Oni više nisu zadovoljni pripremom tradicionalne keramike silikonskog karbida. Poduzeća koja proizvode visokotehnološku keramiku razvijaju se brže, posebno u razvijenim zemljama u kojima je ta fenomen značajnija. Strani proizvođači uglavnom uključuju Saint Gobain, 3M, Ceramtec, Ibiden, Schunk, Narita Group, Toto Corporation, Coorstek, Kyocera, Azac, Japan Jingke Ceramics Co., Ltd., Japan Special Ceramics Co., Ltd., Ltd., itd.
Razvoj silicij -karbida u Kini bio je relativno kasni u usporedbi s razvijenim zemljama poput Europe i Amerike. Otkako je u lipnju 1951. godine sagrađena prva industrijska peć za proizvodnju SiC u prvoj tvornici kotača, Kina je počela proizvoditi silicijski karbid. Domaći proizvođači keramike silicij -karbida uglavnom su koncentrirani u gradu Weifang, provincija Shandong. Prema profesionalcima, to je zato što se lokalna poduzeća za miniranje ugljena suočavaju s bankrotom i traže transformaciju. Neke su tvrtke uvele relevantnu opremu iz Njemačke kako bi započele istraživanje i proizvodnju silicij -karbida.ZPC je jedan od najvećih proizvođača reakcijskog sinteriranog silicij -karbida.
Post Vrijeme: NOV-09-2024