Ing taun-taun pungkasan, semikonduktor senyawa karbida silikon wis entuk perhatian ing industri kasebut. Nanging, minangka bahan kinerja dhuwur, silikon karbida mung bagean cilik saka piranti elektronik (dioda, piranti daya). Bisa uga digunakake minangka abrasive, bahan pemotong, bahan struktural, bahan optik, operator katalis, lan liya-liyane. Saiki, utamane ngenalake keramik karbida silikon, sing duwe kaluwihan stabilitas kimia, tahan suhu dhuwur, tahan nyandhang, tahan korosi, konduktivitas termal sing dhuwur, koefisien ekspansi termal sing kurang, kapadhetan rendah, lan kekuatan mekanik sing dhuwur. Iki digunakake kanthi wiyar ing lapangan kayata mesin kimia, energi lan perlindungan lingkungan, semikonduktor, metalurgi, pertahanan nasional lan industri militer.
Silikon karbida (SiC)ngandhut silikon lan karbon, lan minangka senyawa struktural multi-jinis, utamané kalebu rong wujud kristal: α - SiC (jinis stabil suhu dhuwur) lan β - SiC (jinis stabil suhu rendah). Ana luwih saka 200 macem-macem jinis total, ing antarane yaiku 3C SiC saka β - SiC lan 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC, lan 15R SiC saka α - SiC minangka perwakilan.
Gambar SiC Struktur Multibody
Nalika suhu ngisor 1600 ℃, SiC ana ing wangun β - SiC lan bisa disiapake saka campuran prasaja saka silikon lan karbon ing watara 1450 ℃. Nalika suhu ngluwihi 1600 ℃, β - SiC alon-alon malih dadi macem-macem polimorf saka α - SiC. 4H SiC gampang digawe ing watara 2000 ℃; Polimorf 6H lan 15R mbutuhake suhu dhuwur ing ndhuwur 2100 ℃ supaya gampang dibentuk; 6H SiC bisa tetep stabil banget sanajan ing suhu ngluwihi 2200 ℃, saengga digunakake digunakake ing aplikasi industri.
Karbida silikon murni minangka kristal tanpa warna lan transparan, dene karbida silikon industri bisa ora ana warna, kuning pucet, ijo cahya, ijo peteng, biru cahya, biru peteng, utawa malah ireng, kanthi tingkat transparansi sing mudhun. Industri abrasif nggolongake silikon karbida dadi rong jinis adhedhasar warna: karbida silikon ireng lan karbida silikon ijo. Silikon karbida sing ora ana warna nganti ijo peteng diklasifikasikake minangka karbida silikon ijo, dene karbida silikon biru nganti ireng diklasifikasikake minangka karbida silikon ireng. Karbida silikon ireng lan karbida silikon ijo minangka kristal heksagonal alpha SiC, lan bubuk mikro karbida silikon ijo umume digunakake minangka bahan mentah kanggo keramik karbida silikon.
Kinerja Keramik Silicon Carbide Disiapake dening Proses sing Beda
Nanging, keramik karbida silikon duweni kekurangan saka kateguhan fraktur sing kurang lan keruwetan sing dhuwur. Mulane, ing taun-taun pungkasan, keramik komposit adhedhasar keramik karbida silikon, kayata tulangan serat (utawa kumis), penguatan dispersi partikel heterogen, lan bahan fungsional gradien, wis muncul kanthi berturut-turut, nambah kekuwatan lan kekuatan bahan individu.
Minangka bahan temperatur dhuwur keramik struktural kanthi kinerja dhuwur, keramik karbida silikon wis tambah akeh digunakake ing kiln suhu dhuwur, metalurgi baja, petrokimia, elektronik mekanik, aeroangkasa, energi lan perlindungan lingkungan, energi nuklir, mobil lan lapangan liyane.
Ing taun 2022, ukuran pasar keramik struktural silikon karbida ing China samesthine bakal tekan 18.2 milyar yuan. Kanthi ekspansi lapangan aplikasi lan kabutuhan wutah hilir, kira-kira ukuran pasar keramik struktural silikon karbida bakal tekan 29.6 milyar yuan ing taun 2025.
Ing mangsa ngarep, kanthi nambah tingkat seng nembus saka kendaraan energi anyar, energi, industri, komunikasi lan kothak liyane, uga syarat saya ketat kanggo tliti dhuwur, resistance nyandhang dhuwur, lan linuwih dhuwur komponen mechanical utawa komponen elektronik ing macem-macem kothak, ukuran pasar produk keramik silikon karbida wis samesthine kanggo terus kanggo nggedhekake, antarane kang kendaraan energi anyar lan photovoltaics wilayah pembangunan penting.
Keramik silikon karbida digunakake ing kiln keramik amarga sifat mekanik suhu dhuwur sing apik banget, tahan geni, lan tahan kejut termal. Antarane wong-wong mau, roller kilns utamané dipigunakaké kanggo pangatusan, sintering, lan perawatan panas saka bahan elektroda positif baterei lithium-ion, bahan elektroda negatif, lan elektrolit. Bahan elektroda positif lan negatif baterei litium dibutuhake kanggo kendaraan energi anyar. Furnitur kiln keramik silikon karbida minangka komponen utama kiln, sing bisa nambah kapasitas produksi kiln lan nyuda konsumsi energi.
Produk keramik silikon karbida uga akeh digunakake ing macem-macem komponen otomotif. Kajaba iku, piranti SiC utamane digunakake ing PCU (unit kontrol daya, kayata on-board DC / DC) lan OBC (unit pangisi daya) kendaraan energi anyar. Piranti SiC bisa nyuda bobot lan volume peralatan PCU, nyuda kerugian switch, lan ningkatake suhu kerja lan efisiensi sistem piranti; Sampeyan uga bisa nambah tingkat daya unit, nyederhanakake struktur sirkuit, nambah Kapadhetan daya, lan nambah kacepetan ngisi daya sajrone ngisi daya OBC. Saiki, akeh perusahaan mobil ing saindenging jagad nggunakake karbida silikon ing pirang-pirang model, lan adopsi silikon karbida kanthi skala gedhe wis dadi tren.
Nalika keramik karbida silikon digunakake minangka bahan pembawa utama ing proses produksi sel fotovoltaik, produk sing diasilake kayata ndhukung prau, kothak prau, lan fitting pipa duwe stabilitas termal sing apik, ora deform nalika digunakake ing suhu dhuwur, lan ora ngasilake polutan sing mbebayani. Padha bisa ngganti ndhukung prau kuarsa sing umum digunakake, kothak prau, lan fitting pipe, lan duwe kaluwihan biaya pinunjul.
Kajaba iku, prospek pasar piranti listrik karbida silikon fotovoltaik amba. Bahan SiC duwe resistensi sing luwih murah, biaya gerbang, lan karakteristik biaya pemulihan mbalikke. Nggunakake SiC Mosfet utawa SiC Mosfet sing digabungake karo inverter fotovoltaik SiC SBD bisa nambah efisiensi konversi saka 96% dadi luwih saka 99%, nyuda mundhut energi luwih saka 50%, lan nambah umur siklus peralatan nganti 50 kaping.
Sintesis keramik silikon karbida bisa ditelusuri ing taun 1890-an, nalika silikon karbida utamané dipigunakaké kanggo bahan penggiling mekanik lan bahan refraktori. Kanthi pangembangan teknologi produksi, produk SiC berteknologi tinggi wis dikembangake kanthi wiyar, lan negara-negara ing saindenging jagad luwih menehi perhatian marang industrialisasi keramik maju. Dheweke ora puas karo persiapan keramik karbida silikon tradisional. Perusahaan sing ngasilake keramik berteknologi tinggi berkembang luwih cepet, utamane ing negara maju sing fenomena iki luwih penting. Produsen asing utamane kalebu 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, lsp.
Pangembangan silikon karbida ing China relatif telat dibandhingake karo negara maju kayata Eropa lan Amerika. Wiwit tungku industri pisanan kanggo manufaktur SiC dibangun ing Pabrik Wheel Grinding Pisanan ing wulan Juni 1951, China wiwit ngasilake silikon karbida. Produsen domestik keramik silikon karbida utamane dikonsentrasi ing Kota Weifang, Provinsi Shandong. Miturut profesional, iki amarga perusahaan pertambangan batu bara lokal ngadhepi bangkrut lan ngupaya transformasi. Sawetara perusahaan wis ngenalake peralatan sing relevan saka Jerman kanggo miwiti riset lan ngasilake silikon karbida.ZPC minangka salah sawijining produsen paling gedhe saka reaksi sintered silikon karbida.
Wektu kirim: Nov-09-2024