ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ ស៊ីលីកុន កាប៊ីដ សមាសធាតុ semiconductors បានទទួលការចាប់អារម្មណ៍យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧស្សាហកម្មនេះ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយជាសម្ភារៈដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ស៊ីលីកុន carbide គ្រាន់តែជាផ្នែកតូចមួយនៃឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិច (diodes, ឧបករណ៍ថាមពល) ។ វាក៏អាចត្រូវបានប្រើជាសារធាតុសំណឹក សម្ភារៈកាត់ សម្ភារៈរចនាសម្ព័ន្ធ សម្ភារៈអុបទិក ឧបករណ៍បញ្ជូនកាតាលីករ និងច្រើនទៀត។ សព្វថ្ងៃនេះ យើងណែនាំជាចម្បងនូវសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុន កាបៃ ដែលមានគុណសម្បត្តិនៃស្ថេរភាពគីមី ធន់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ធន់នឹងការពាក់ ធន់នឹងច្រេះ ចរន្តកំដៅខ្ពស់ មេគុណពង្រីកកំដៅទាប ដង់ស៊ីតេទាប និងកម្លាំងមេកានិចខ្ពស់។ ពួកវាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងវិស័យដូចជា គ្រឿងម៉ាស៊ីនគីមី ថាមពល និងការការពារបរិស្ថាន គ្រឿងអេឡិចត្រូនិក លោហធាតុ វិស័យការពារជាតិ និងឧស្សាហកម្មយោធា។
ស៊ីលីកុនកាបូន (SiC)មានស៊ីលីកុន និងកាបូន ហើយជាសមាសធាតុរចនាសម្ព័ន្ធពហុប្រភេទធម្មតា ភាគច្រើនរួមមានទម្រង់គ្រីស្តាល់ពីរ៖ α – SiC (ប្រភេទស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់) និង β – SiC (ប្រភេទស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពទាប) ។ មានច្រើនប្រភេទសរុបជាង 200 ប្រភេទ ដែលក្នុងនោះ 3C SiC នៃ β – SiC និង 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC និង 15R SiC នៃ α – SiC គឺជាតំណាង។
រូបភាព SiC Multibody Structure
នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពទាបជាង 1600 ℃ SiC មាននៅក្នុងទម្រង់ β – SiC ហើយអាចត្រូវបានរៀបចំពីល្បាយសាមញ្ញនៃស៊ីលីកូន និងកាបូននៅប្រហែល 1450 ℃។ នៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពលើសពី 1600 ℃ β – SiC ផ្លាស់ប្តូរយឺតៗទៅជាប៉ូលីម័រផ្សេងៗនៃ α – SiC ។ 4H SiC ត្រូវបានបង្កើតយ៉ាងងាយស្រួលនៅប្រហែល 2000 ℃; ប៉ូលីម័រ 6H និង 15R ទាំងពីរត្រូវការសីតុណ្ហភាពខ្ពស់លើសពី 2100 ℃ ដើម្បីងាយស្រួលក្នុងការបង្កើត។ 6H SiC អាចនៅមានស្ថេរភាពខ្លាំងសូម្បីតែនៅសីតុណ្ហភាពលើសពី 2200 ℃ ដែលធ្វើឱ្យវាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងកម្មវិធីឧស្សាហកម្ម។
ស៊ីលីកុនកាបូនសុទ្ធគឺជាគ្រីស្តាល់គ្មានពណ៌ និងថ្លា ខណៈពេលដែលស៊ីលីកុនកាបូនឧស្សាហកម្មអាចគ្មានពណ៌ លឿងស្លេក បៃតងខ្ចី បៃតងចាស់ ខៀវស្រាល ខៀវងងឹត ឬសូម្បីតែខ្មៅ ជាមួយនឹងការថយចុះកម្រិតតម្លាភាព។ ឧស្សាហកម្មសំណឹកបានបែងចែកស៊ីលីកុនកាបូនជាពីរប្រភេទ ដោយផ្អែកលើពណ៌៖ ស៊ីលីកុនកាបូនឌីអុកស៊ីតខ្មៅ និងស៊ីលីកុនកាបូនពណ៌បៃតង។ ស៊ីលីកុន carbide គ្មានពណ៌ទៅពណ៌បៃតងងងឹតត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាស៊ីលីកុនកាបូនពណ៌បៃតង ខណៈដែលពណ៌ខៀវខ្ចីទៅខ្មៅស៊ីលីកុន carbide ត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ជាស៊ីលីកុន carbide ខ្មៅ។ ស៊ីលីកុន carbide ខ្មៅ និងស៊ីលីកុន carbide ពណ៌បៃតង គឺជាគ្រីស្តាល់ alpha SiC hexagonal crystals ហើយ ម្សៅ microsilicon carbide ពណ៌បៃតង ជាទូទៅត្រូវបានគេប្រើជាវត្ថុធាតុដើមសម្រាប់សេរ៉ាមិចស៊ីលីកុន។
ការអនុវត្តនៃសេរ៉ាមិច Silicon Carbide រៀបចំដោយដំណើរការផ្សេងៗគ្នា
ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ សេរ៉ាមិចស៊ីលីកុន កាបៃ មានគុណវិបត្តិនៃភាពធន់នៃការបាក់ឆ្អឹងទាប និងមានភាពផុយខ្លាំង។ ដូច្នេះហើយ ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ សមាសធាតុសេរ៉ាមិចដែលមានមូលដ្ឋានលើសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូន ដូចជាការពង្រឹងសរសៃ (ឬវីស្គី) ការពង្រឹងការបែកខ្ចាត់ខ្ចាយនៃភាគល្អិតខុសធម្មតា និងសម្ភារៈមុខងារជម្រាលបានលេចចេញជាបន្តបន្ទាប់ ដោយធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវភាពធន់ និងកម្លាំងនៃវត្ថុធាតុនីមួយៗ។
ក្នុងនាមជាសម្ភារៈសីតុណ្ហភាពខ្ពស់នៃសេរ៉ាមិចរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ស៊ីលីកុនកាបតសេរ៉ាមិចត្រូវបានគេអនុវត្តកាន់តែខ្លាំងឡើងនៅក្នុងឡដុតកម្ដៅខ្ពស់ លោហធាតុដែក គីមីឥន្ធនៈ អេឡិចត្រូនិច មេកានិច អវកាស ថាមពល និងការការពារបរិស្ថាន ថាមពលនុយក្លេអ៊ែរ យានយន្ត និងវិស័យផ្សេងៗទៀត។
នៅឆ្នាំ 2022 ទំហំទីផ្សារនៃសេរ៉ាមិចរចនាសម្ព័ន្ធស៊ីលីកុនកាបូននៅក្នុងប្រទេសចិនត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងកើនឡើងដល់ 18.2 ពាន់លានយន់។ ជាមួយនឹងការពង្រីកបន្ថែមនៃវិស័យកម្មវិធី និងតម្រូវការកំណើននៅខាងក្រោម វាត្រូវបានគេប៉ាន់ប្រមាណថាទំហំទីផ្សារនៃសេរ៉ាមិចរចនាសម្ព័ន្ធស៊ីលីកុននឹងឈានដល់ 29.6 ពាន់លានយន់នៅឆ្នាំ 2025 ។
នៅពេលអនាគត ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃអត្រាការជ្រៀតចូលនៃយានជំនិះថាមពលថ្មី ថាមពល ឧស្សាហកម្ម ទំនាក់ទំនង និងវិស័យផ្សេងទៀត ក៏ដូចជាតម្រូវការដ៏តឹងរ៉ឹងកាន់តែខ្លាំងឡើងសម្រាប់ភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ ធន់នឹងការពាក់ខ្ពស់ និងភាពជឿជាក់ខ្ពស់នៃគ្រឿងម៉ាស៊ីន ឬគ្រឿងអេឡិចត្រូនិកក្នុងវិស័យផ្សេងៗ ទំហំទីផ្សារនៃផលិតផលសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុន ខាប៊ីត ត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងបន្តពង្រីក ដែលក្នុងនោះយានជំនិះថាមពលថ្មី និង photovoltaics គឺជាផ្នែកអភិវឌ្ឍន៍ដ៏សំខាន់។
សេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូនត្រូវបានប្រើនៅក្នុងឡដុតសេរ៉ាមិចដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិចសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ធន់នឹងភ្លើង និងធន់នឹងការឆក់កម្ដៅ។ ក្នុងចំនោមពួកគេ ឡដុតរមូរត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់ការសម្ងួត ការដុត និងការព្យាបាលកំដៅនៃសមា្ភារៈអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាននៃថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុង សមា្ភារៈអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន និងអេឡិចត្រូលីត។ ថ្ម Lithium សមា្ភារៈអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាននិងអវិជ្ជមានគឺមិនអាចខ្វះបានសម្រាប់រថយន្តថាមពលថ្មី។ គ្រឿងសង្ហារឹមចង្រ្កានសេរ៉ាមិច Silicon carbide គឺជាធាតុផ្សំសំខាន់នៃឡដុត ដែលអាចបង្កើនសមត្ថភាពផលិតឡដុត និងកាត់បន្ថយការប្រើប្រាស់ថាមពលយ៉ាងច្រើន។
ផលិតផលសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូនក៏ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងគ្រឿងបន្លាស់រថយន្តផ្សេងៗ។ លើសពីនេះ ឧបករណ៍ SiC ត្រូវបានប្រើជាចម្បងនៅក្នុង PCUs (អង្គភាពគ្រប់គ្រងថាមពល ដូចជា DC/DC នៅលើយន្តហោះ) និង OBCs (អង្គភាពសាកថ្ម) នៃរថយន្តថាមពលថ្មី។ ឧបករណ៍ SiC អាចកាត់បន្ថយទម្ងន់ និងបរិមាណនៃឧបករណ៍ PCU កាត់បន្ថយការបាត់បង់កុងតាក់ និងបង្កើនសីតុណ្ហភាពការងារ និងប្រសិទ្ធភាពប្រព័ន្ធនៃឧបករណ៍។ វាក៏អាចធ្វើទៅបានផងដែរដើម្បីបង្កើនកម្រិតថាមពលឯកតា សម្រួលរចនាសម្ព័ន្ធសៀគ្វី កែលម្អដង់ស៊ីតេថាមពល និងបង្កើនល្បឿននៃការសាកថ្មអំឡុងពេលសាក OBC ។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ក្រុមហ៊ុនរថយន្តជាច្រើននៅជុំវិញពិភពលោកបានប្រើប្រាស់ស៊ីលីកុនកាបូនក្នុងរថយន្តជាច្រើនម៉ូដែល ហើយការទទួលយកស៊ីលីកុនកាបៃក្នុងទ្រង់ទ្រាយធំបានក្លាយជានិន្នាការ។
នៅពេលដែលសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូនឌីអុកស៊ីតត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាសម្ភារៈដឹកជញ្ជូនសំខាន់ៗនៅក្នុងដំណើរការផលិតកោសិកា photovoltaic ផលិតផលលទ្ធផលដូចជា ជំនួយទូក ប្រអប់ទូក និងបំពង់បង្ហូរទឹកមានស្ថេរភាពកម្ដៅល្អ មិនខូចទ្រង់ទ្រាយនៅពេលប្រើនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងមិនបង្កើតសារធាតុបំពុលដែលបង្កគ្រោះថ្នាក់។ ពួកគេអាចជំនួសឧបករណ៍ជំនួយទូករ៉ែថ្មខៀវដែលប្រើជាទូទៅ ប្រអប់ទូក និងឧបករណ៍បំពង់ ហើយមានគុណសម្បត្តិថ្លៃដើមយ៉ាងសំខាន់។
លើសពីនេះទៀតការរំពឹងទុកទីផ្សារសម្រាប់ឧបករណ៍ថាមពល photovoltaic silicon carbide គឺទូលំទូលាយ។ សមា្ភារៈ SiC មានកម្រិតទាបលើភាពធន់ បន្ទុកច្រកទ្វារ និងលក្ខណៈនៃការគិតថ្លៃឡើងវិញបញ្ច្រាស។ ការប្រើប្រាស់ SiC Mosfet ឬ SiC Mosfet រួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយ SiC SBD photovoltaic inverters អាចបង្កើនប្រសិទ្ធភាពនៃការបំប្លែងពី 96% ទៅ 99% កាត់បន្ថយការបាត់បង់ថាមពលច្រើនជាង 50% និងបង្កើនអាយុកាលឧបករណ៍ 50 ដង។
ការសំយោគនៃសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូនអាចត្រូវបានគេរកឃើញនៅទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1890 នៅពេលដែលស៊ីលីកុនកាបូនត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់សម្ភារៈកិនមេកានិក និងវត្ថុធាតុ refractory ។ ជាមួយនឹងការអភិវឌ្ឍន៍នៃបច្ចេកវិទ្យាផលិតកម្ម ផលិតផល SiC បច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់ត្រូវបានអភិវឌ្ឍយ៉ាងទូលំទូលាយ ហើយបណ្តាប្រទេសជុំវិញពិភពលោកកំពុងយកចិត្តទុកដាក់បន្ថែមទៀតចំពោះឧស្សាហូបនីយកម្មនៃសេរ៉ាមិចទំនើប។ ពួកគេលែងពេញចិត្តនឹងការរៀបចំសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបតបែបប្រពៃណីទៀតហើយ។ សហគ្រាសផលិតគ្រឿងសេរ៉ាមិចដែលមានបច្ចេកវិទ្យាខ្ពស់កំពុងមានការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងឆាប់រហ័ស ជាពិសេសនៅក្នុងប្រទេសអភិវឌ្ឍន៍ដែលបាតុភូតនេះកាន់តែសំខាន់។ ក្រុមហ៊ុនផលិតបរទេសភាគច្រើនរួមមាន 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 ជាដើម។
ការអភិវឌ្ឍន៍ស៊ីលីកុនកាបូននៅក្នុងប្រទេសចិនគឺយឺតពេលបើប្រៀបធៀបទៅនឹងប្រទេសអភិវឌ្ឍន៍ដូចជាអឺរ៉ុប និងអាមេរិក។ ចាប់តាំងពីចង្រ្កានឧស្សាហកម្មដំបូងសម្រាប់ការផលិត SiC ត្រូវបានសាងសង់នៅរោងចក្រកិនកង់ទីមួយក្នុងខែមិថុនាឆ្នាំ 1951 ប្រទេសចិនបានចាប់ផ្តើមផលិតស៊ីលីកុនកាបូន។ ក្រុមហ៊ុនផលិតក្នុងស្រុកនៃសេរ៉ាមិចស៊ីលីកុនកាបូនត្រូវបានប្រមូលផ្តុំជាចម្បងនៅក្នុងទីក្រុង Weifang ខេត្ត Shandong ។ យោងតាមអ្នកជំនាញ នេះគឺដោយសារតែសហគ្រាសជីកយករ៉ែធ្យូងថ្មក្នុងស្រុកកំពុងប្រឈមនឹងការក្ស័យធន និងកំពុងស្វែងរកការផ្លាស់ប្តូរ។ ក្រុមហ៊ុនមួយចំនួនបានណែនាំឧបករណ៍ពាក់ព័ន្ធពីប្រទេសអាឡឺម៉ង់ ដើម្បីចាប់ផ្តើមស្រាវជ្រាវ និងផលិតស៊ីលីកុនកាបូន។ZPC គឺជាក្រុមហ៊ុនផលិតដ៏ធំបំផុតមួយនៃប្រតិកម្ម sintered silicon carbide ។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ០៩-វិច្ឆិកា-២០២៤