Dalam beberapa tahun terakhir, semikonduktor senyawa silikon karbida telah mendapat perhatian luas di industri ini. Namun, sebagai bahan kinerja tinggi, silikon karbida hanyalah sebagian kecil dari perangkat elektronik (dioda, perangkat daya). Ini juga dapat digunakan sebagai abrasive, bahan pemotongan, bahan struktural, bahan optik, pembawa katalis, dan banyak lagi. Hari ini, kami terutama memperkenalkan keramik silikon karbida, yang memiliki keunggulan stabilitas kimia, ketahanan suhu tinggi, ketahanan aus, ketahanan korosi, konduktivitas termal tinggi, koefisien ekspansi termal rendah, kepadatan rendah, dan kekuatan mekanik yang tinggi. Mereka banyak digunakan di bidang seperti mesin kimia, energi dan perlindungan lingkungan, semikonduktor, metalurgi, pertahanan nasional dan industri militer.
Silikon karbida (sic)mengandung silikon dan karbon, dan merupakan senyawa struktural multi-tipe yang khas, terutama termasuk dua bentuk kristal: α-sic (tipe stabil suhu tinggi) dan β-sic (tipe stabil suhu rendah). Ada lebih dari 200 jenis multi -jenis, di antaranya 3c sic β - sic dan 2h sic, 4h sic, 6h sic, dan 15r sic α - sic representatif.
Gambar Struktur Multibodi SIC
Ketika suhu di bawah 1600 ℃, SIC ada dalam bentuk β - sic dan dapat dibuat dari campuran sederhana silikon dan karbon pada sekitar 1450 ℃. Ketika suhu melebihi 1600 ℃, β - sic perlahan berubah menjadi berbagai polimorf α - sic. 4H SIC dengan mudah dihasilkan pada sekitar tahun 2000 ℃; Polimorf 6H dan 15R membutuhkan suhu tinggi di atas 2100 ℃ untuk pembentukan yang mudah; 6H SIC dapat tetap sangat stabil bahkan pada suhu melebihi 2200 ℃, membuatnya banyak digunakan dalam aplikasi industri.
Silikon karbida murni adalah kristal yang tidak berwarna dan transparan, sedangkan silikon karbida industri bisa berwarna -warni, kuning pucat, hijau muda, hijau tua, biru muda, biru tua, atau bahkan hitam, dengan penurunan tingkat transparansi. Industri abrasif mengkategorikan silikon karbida menjadi dua jenis berdasarkan warna: silikon karbida hitam dan silikon karbida hijau. Silikon karbida hijau yang tidak berwarna hingga gelap diklasifikasikan sebagai silikon karbida hijau, sedangkan silikon silikon biru ke hitam diklasifikasikan sebagai silikon karbida hitam. Silikon karbida hitam dan silikon hijau karbida keduanya adalah kristal heksagonal alfa sic, dan bubuk mikro silikon karbida hijau umumnya digunakan sebagai bahan baku untuk keramik silikon karbida.
Kinerja keramik silikon karbida yang disiapkan oleh proses yang berbeda
Namun, keramik silikon karbida memiliki kelemahan ketangguhan fraktur rendah dan kerapuhan tinggi. Oleh karena itu, dalam beberapa tahun terakhir, keramik gabungan berdasarkan keramik silikon karbida, seperti penguatan serat (atau kumis), penguatan dispersi partikel heterogen, dan bahan fungsional gradien, telah muncul secara berturut -turut, meningkatkan ketangguhan dan kekuatan bahan individu.
Sebagai bahan suhu tinggi keramik struktural berkinerja tinggi, keramik silikon karbida telah semakin diterapkan pada kiln suhu tinggi, metalurgi baja, petrokimia, elektronik mekanik, kedirgantaraan, energi dan perlindungan lingkungan, energi nuklir, mobil dan medan lainnya.
Pada tahun 2022, ukuran pasar keramik struktural silikon karbida di Cina diperkirakan akan mencapai 18,2 miliar yuan. Dengan perluasan lebih lanjut dari bidang aplikasi dan kebutuhan pertumbuhan hilir, diperkirakan bahwa ukuran pasar keramik struktural silikon karbida akan mencapai 29,6 miliar yuan pada tahun 2025.
Di masa depan, dengan meningkatnya tingkat penetrasi kendaraan energi baru, energi, industri, komunikasi dan bidang lainnya, serta persyaratan yang semakin ketat untuk presisi tinggi, resistensi keausan yang tinggi, dan komponen mekanik keandalan yang tinggi atau komponen elektronik di berbagai bidang, di mana produksi karacon silicon karbida diperkirakan akan terus melaksanakan, di mana energi baru.
Keramik silikon karbida digunakan dalam kiln keramik karena sifat mekanik suhu tinggi yang sangat baik, ketahanan api, dan ketahanan guncangan termal. Di antara mereka, kiln rol terutama digunakan untuk pengeringan, sintering, dan perlakuan panas dari bahan elektroda positif baterai lithium-ion, bahan elektroda negatif, dan elektrolit. Baterai lithium Bahan elektroda positif dan negatif sangat diperlukan untuk kendaraan energi baru. Perabotan kiln keramik silikon karbida adalah komponen kunci dari kiln, yang dapat meningkatkan kapasitas produksi kiln dan secara signifikan mengurangi konsumsi energi.
Produk keramik silikon karbida juga banyak digunakan dalam berbagai komponen otomotif. Selain itu, perangkat SIC terutama digunakan dalam PCU (unit kontrol daya, seperti DC/DC on-board) dan OBC (unit pengisian daya) kendaraan energi baru. Perangkat SIC dapat mengurangi berat dan volume peralatan PCU, mengurangi kehilangan sakelar, dan meningkatkan suhu kerja dan efisiensi sistem perangkat; Dimungkinkan juga untuk meningkatkan tingkat daya unit, menyederhanakan struktur sirkuit, meningkatkan kepadatan daya, dan meningkatkan kecepatan pengisian selama pengisian OBC. Saat ini, banyak perusahaan mobil di seluruh dunia telah menggunakan silikon karbida dalam berbagai model, dan adopsi skala besar silikon karbida telah menjadi tren.
Ketika keramik silikon karbida digunakan sebagai bahan pembawa utama dalam proses produksi sel fotovoltaik, produk yang dihasilkan seperti penyangga kapal, kotak kapal, dan fiting pipa memiliki stabilitas termal yang baik, tidak berubah bentuk ketika digunakan pada suhu tinggi, dan tidak menghasilkan polutan berbahaya. Mereka dapat menggantikan dukungan perahu kuarsa yang umum digunakan, kotak perahu, dan alat kelengkapan pipa, dan memiliki keunggulan biaya yang signifikan.
Selain itu, prospek pasar untuk perangkat daya silikon karbida fotovoltaik luas. Bahan SIC memiliki resistensi, muatan gerbang, dan karakteristik muatan pemulihan terbalik yang lebih rendah. Menggunakan SIC MOSFET atau SIC MOSFET yang dikombinasikan dengan inverter fotovoltaik SIC SIC dapat meningkatkan efisiensi konversi dari 96%menjadi lebih dari 99%, mengurangi kehilangan energi lebih dari 50%, dan meningkatkan umur siklus peralatan hingga 50 kali.
Sintesis keramik silikon karbida dapat ditelusuri kembali ke tahun 1890 -an, ketika silikon karbida terutama digunakan untuk bahan penggilingan mekanis dan bahan refraktori. Dengan pengembangan teknologi produksi, produk SIC berteknologi tinggi telah dikembangkan secara luas, dan negara-negara di seluruh dunia lebih memperhatikan industrialisasi keramik canggih. Mereka tidak lagi puas dengan persiapan keramik silikon karbida tradisional. Perusahaan yang memproduksi keramik berteknologi tinggi berkembang lebih cepat, terutama di negara-negara maju di mana fenomena ini lebih signifikan. Produsen asing terutama termasuk Saint Gobain, 3M, Ceramtec, Ibiden, Schunk, Narita Group, Toto Corporation, Coorstek, Kyocera, Aszac, Japan Jinge Ceramics Co., Ltd., Japan Ceramics Co., Ltd., IPS Ceramics, dll.
Pengembangan silikon karbida di Cina relatif terlambat dibandingkan dengan negara -negara maju seperti Eropa dan Amerika. Karena tungku industri pertama untuk manufaktur SIC dibangun di pabrik roda gerinda pertama pada Juni 1951, Cina mulai memproduksi silikon karbida. Produsen domestik keramik silikon karbida terutama terkonsentrasi di Kota Weifang, Provinsi Shandong. Menurut para profesional, ini karena perusahaan pertambangan batubara lokal menghadapi kebangkrutan dan mencari transformasi. Beberapa perusahaan telah memperkenalkan peralatan yang relevan dari Jerman untuk mulai meneliti dan memproduksi silikon karbida.ZPC adalah salah satu produsen terbesar reaksi silikon silikon karbida.
Waktu posting: Nov-09-2024