ZPC הוא אחד המפעלים הגדולים העיקריים בסין המייצר סיליקון קרביד מסונטר ריאקטיבי.

בשנים האחרונות, מוליכים למחצה מסיליקון קרביד זכו לתשומת לב רבה בתעשייה. עם זאת, כחומר בעל ביצועים גבוהים, סיליקון קרביד הוא רק חלק קטן ממכשירים אלקטרוניים (דיודות, התקני כוח). ניתן להשתמש בו גם כחומרי שוחקים, חומרי חיתוך, חומרים מבניים, חומרים אופטיים, נשאי זרז ועוד. כיום, אנו מציגים בעיקר קרמיקה מסיליקון קרביד, אשר לה יתרונות של יציבות כימית, עמידות בטמפרטורה גבוהה, עמידות בפני שחיקה, עמידות בפני קורוזיה, מוליכות תרמית גבוהה, מקדם התפשטות תרמית נמוך, צפיפות נמוכה וחוזק מכני גבוה. הם נמצאים בשימוש נרחב בתחומים כמו מכונות כימיות, אנרגיה והגנת הסביבה, מוליכים למחצה, מטלורגיה, הגנה לאומית ותעשייה צבאית.

סיליקון קרביד (SiC)מכיל סיליקון ופחמן, והוא תרכובת מבנית רב-סוגית טיפוסית, הכוללת בעיקר שתי צורות גבישיות: α-SiC (סוג יציב בטמפרטורה גבוהה) ו-β-SiC (סוג יציב בטמפרטורה נמוכה). ישנם יותר מ-200 רב-סוגים בסך הכל, ביניהם 3C SiC של β-SiC ו-2H SiC, 4H SiC, 6H SiC ו-15R SiC של α-SiC מייצגים.

מבנה רב-גופי SiC איור
כאשר הטמפרטורה נמוכה מ-1600 מעלות צלזיוס, SiC קיים בצורה של β-SiC וניתן להכין אותו מתערובת פשוטה של ​​סיליקון ופחמן בטמפרטורה של כ-1450 מעלות צלזיוס. כאשר הטמפרטורה עולה על 1600 מעלות צלזיוס, β-SiC הופך באיטיות לפולימורפים שונים של α-SiC. 4H SiC נוצר בקלות בטמפרטורה של כ-2000 מעלות צלזיוס; גם פולימורפים 6H וגם 15R דורשים טמפרטורות גבוהות מעל 2100 מעלות צלזיוס להיווצרות קלה; 6H SiC יכול להישאר יציב מאוד גם בטמפרטורות מעל 2200 מעלות צלזיוס, מה שהופך אותו לשימוש נרחב ביישומים תעשייתיים.
סיליקון קרביד טהור הוא גביש חסר צבע ושקוף, בעוד שסיליקון קרביד תעשייתי יכול להיות חסר צבע, צהוב חיוור, ירוק בהיר, ירוק כהה, כחול בהיר, כחול כהה או אפילו שחור, עם רמות שקיפות יורדות. תעשיית השיוף מסווגת סיליקון קרביד לשני סוגים על סמך צבע: סיליקון קרביד שחור וסיליקון קרביד ירוק. סיליקון קרביד חסר צבע עד ירוק כהה מסווג כסיליקון קרביד ירוק, בעוד שסיליקון קרביד כחול בהיר עד שחור מסווג כסיליקון קרביד שחור. סיליקון קרביד שחור וסיליקון קרביד ירוק הם שניהם גבישים משושים של אלפא SiC, ומיקרו-אבקה של סיליקון קרביד ירוק משמשת בדרך כלל כחומר גלם לקרמיקה של סיליקון קרביד.
ביצועי קרמיקה מסיליקון קרביד שהוכנה בתהליכים שונים

עם זאת, לקרמיקה מסיליקון קרביד יש חיסרון של קשיחות שבר נמוכה ושבירות גבוהה. לכן, בשנים האחרונות צצו בהדרגה קרמיקות מרוכבות המבוססות על קרמיקה מסיליקון קרביד, כגון חיזוק סיבים (או שפם), חיזוק פיזור חלקיקים הטרוגני וחומרים פונקציונליים גרדיאנטיים, אשר שיפרו את הקשיחות והחוזק של חומרים בודדים.
כחומר קרמי מבני בעל ביצועים גבוהים לטמפרטורה גבוהה, קרמיקה מסיליקון קרביד מיושמת יותר ויותר בכבשנים בטמפרטורה גבוהה, מטלורגיה של פלדה, פטרוכימיה, אלקטרוניקה מכנית, תעופה וחלל, אנרגיה והגנת סביבה, אנרגיה גרעינית, מכוניות ותחומים אחרים.

בשנת 2022, גודל השוק של קרמיקה מבנית מסיליקון קרביד בסין צפוי להגיע ל-18.2 מיליארד יואן. עם הרחבה נוספת של תחומי היישומים וצרכי ​​הצמיחה במורד הזרם, ההערכה היא שגודל השוק של קרמיקה מבנית מסיליקון קרביד יגיע ל-29.6 מיליארד יואן עד שנת 2025.

בעתיד, עם קצב החדירה הגובר של כלי רכב חדשים בתחום האנרגיה, התעשייה, התקשורת ותחומים אחרים, כמו גם הדרישות המחמירות יותר ויותר לרכיבים מכניים או רכיבים אלקטרוניים בעלי דיוק גבוה, עמידות גבוהה בפני שחיקה ואמינות גבוהה בתחומים שונים, צפוי שגודל השוק של מוצרי קרמיקה מסיליקון קרביד ימשיך להתרחב, ביניהם כלי רכב חדשים בתחום האנרגיה ופוטו-וולטאית הם תחומי פיתוח חשובים.
קרמיקה מסיליקון קרביד משמשת בכבשנים קרמיים בשל תכונותיה המכניות המצוינות בטמפרטורה גבוהה, עמידותה בפני אש ועמידותה בפני הלם תרמי. ביניהם, כבשני גליל משמשים בעיקר לייבוש, סינטור וטיפול בחום של חומרי אלקטרודה חיובית של סוללות ליתיום-יון, חומרי אלקטרודה שלילית ואלקטרוליטים. חומרי אלקטרודה חיובית ושלילית של סוללות ליתיום הם הכרחיים עבור כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה. ריהוט כבשן קרמי מסיליקון קרביד הוא מרכיב מפתח בכבשנים, שיכול לשפר את כושר הייצור של הכבשן ולהפחית משמעותית את צריכת האנרגיה.
מוצרי קרמיקה מסיליקון קרביד נמצאים בשימוש נרחב גם ברכיבי רכב שונים. בנוסף, התקני SiC משמשים בעיקר ביחידות בקרת הספק (PCU) ויחידות טעינה (OBC) של כלי רכב בעלי אנרגיה חדשה. התקני SiC יכולים להפחית את המשקל והנפח של ציוד PCU, להפחית הפסדי מתג ולשפר את טמפרטורת העבודה ואת יעילות המערכת של התקנים; ניתן גם להגדיל את רמת ההספק של היחידה, לפשט את מבנה המעגל, לשפר את צפיפות ההספק ולהגדיל את מהירות הטעינה במהלך טעינת OBC. כיום, יצרניות רכב רבות ברחבי העולם השתמשו בסיליקון קרביד בדגמים מרובים, והאימוץ בקנה מידה גדול של סיליקון קרביד הפך למגמה.
כאשר משתמשים בקרמיקה מסיליקון קרביד כחומרי נשא מרכזיים בתהליך הייצור של תאים פוטו-וולטאיים, למוצרים המתקבלים, כגון תומכי סירות, ארגזי סירות ואביזרי צנרת, יש יציבות תרמית טובה, אינם מתעוותים בעת שימוש בטמפרטורות גבוהות ואינם מייצרים מזהמים מזיקים. הם יכולים להחליף את תומכי הסירות, ארגזי הסירות ואביזרי הצנרת הנפוצים מקוורץ, ויש להם יתרונות משמעותיים מבחינת עלות.
בנוסף, סיכויי השוק של התקני כוח פוטו-וולטאיים מסיליקון קרביד רחבים. לחומרי SiC מאפייני התנגדות, מטען שער וטעינה הפוכה נמוכים יותר. שימוש ב-SiC MOSFET או SiC MOSFET בשילוב עם ממירים פוטו-וולטאיים SiC SBD יכול להגדיל את יעילות ההמרה מ-96% ליותר מ-99%, להפחית את אובדן האנרגיה ביותר מ-50% ולהגדיל את חיי מחזור הציוד פי 50.
הסינתזה של קרמיקה מסיליקון קרביד ניתן לייחס לשנות ה-1890, כאשר סיליקון קרביד שימש בעיקר לחומרי השחזה מכניים וחומרים עקשן. עם התפתחות טכנולוגיית הייצור, מוצרי SiC מתקדמים פותחו באופן נרחב, ומדינות ברחבי העולם מקדישות תשומת לב רבה יותר לתיעוש של קרמיקה מתקדמת. הן כבר אינן מסתפקות בהכנת קרמיקה מסורתית מסיליקון קרביד. מפעלים המייצרים קרמיקה מתקדמת מתפתחים מהר יותר, במיוחד במדינות מפותחות בהן תופעה זו משמעותית יותר. יצרנים זרים כוללים בעיקר את 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 ועוד.
פיתוח סיליקון קרביד בסין היה מאוחר יחסית בהשוואה למדינות מפותחות כמו אירופה ואמריקה. מאז בנייתו של תנור התעשייה הראשון לייצור סיליקון קרביד במפעל גלגלי השחזה הראשון ביוני 1951, סין החלה לייצר סיליקון קרביד. יצרנים מקומיים של קרמיקה מסיליקון קרביד מרוכזים בעיקר בעיר וויפאנג, מחוז שאנדונג. לדברי אנשי מקצוע, הסיבה לכך היא שמפעלי כריית פחם מקומיים עומדים בפני פשיטת רגל ומחפשים שינוי. חלק מהחברות הציגו ציוד רלוונטי מגרמניה כדי להתחיל לחקור וייצור סיליקון קרביד.ZPC היא אחת היצרניות הגדולות ביותר של סיליקון קרביד מסונטר ריאקטיבי.