Акыркы жылдарда кремний карбидинин кошулма жарым өткөргүчтөрү өнөр жайда кеңири мааниге ээ болду. Бирок, жогорку натыйжалуу материал катары, кремний карбиди электрондук аппараттардын (диоддор, электр аппараттары) кичинекей гана бөлүгү болуп саналат. Ал ошондой эле абразивдик, кесүүчү материалдар, конструкциялык материалдар, оптикалык материалдар, катализаторлор жана башкалар катары колдонулушу мүмкүн. Бүгүнкү күндө биз негизинен химиялык туруктуулуктун, жогорку температурага туруктуулуктун, эскирүүнүн, коррозияга каршылыктын, жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүктүн, төмөнкү жылуулук кеңейүү коэффициентинин, аз тыгыздыктын жана жогорку механикалык күчтүн артыкчылыктарына ээ кремний карбид керамикасын киргизебиз. Алар химиялык машиналар, энергетика жана айлана-чөйрөнү коргоо, жарым өткөргүчтөр, металлургия, улуттук коргонуу жана аскердик өнөр жай сыяктуу тармактарда кеңири колдонулат.
Кремний карбиди (SiC)курамында кремний жана көмүртек бар жана типтүү көп типтүү структуралык кошулма болуп саналат, негизинен эки кристалл формасын камтыйт: α – SiC (жогорку температурада туруктуу тип) жана β – SiC (төмөнкү температурада туруктуу тип). Жалпысынан 200дөн ашык көп түрү бар, алардын арасында β – SiCтин 3C SiC жана α – SiCтин 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC жана 15R SiC өкүл болуп саналат.
Сүрөт SiC көп дене түзүмү
Температура 1600 ℃ төмөн болгондо, SiC β - SiC түрүндө болот жана кремний менен көмүртектин жөнөкөй аралашмасынан болжол менен 1450 ℃де даярдалышы мүмкүн. Температура 1600 ℃ ашканда, β – SiC акырындык менен α – SiC ар кандай полиморфторуна айланат. 4H SiC 2000 ℃ тегерегинде оңой түзүлөт; 6H жана 15R полиморфтору оңой пайда болушу үчүн 2100 ℃ жогору температураны талап кылат; 6H SiC 2200 ℃ ашкан температурада да абдан туруктуу бойдон кала алат, бул өнөр жайлык колдонмолордо кеңири колдонулат.
Таза кремний карбиди түссүз жана тунук кристалл болуп саналат, ал эми өнөр жай кремний карбиди түссүз, ачык сары, ачык жашыл, кочкул жашыл, ачык көк, кочкул көк, атүгүл кара болушу мүмкүн, тунуктук деңгээли төмөндөйт. Абразивдүү өнөр жай кремний карбиди түсүнө жараша эки түргө бөлөт: кара кремний карбиди жана жашыл кремний карбиди. Түссүздөн кара жашыл кремний карбиди жашыл кремний карбиди катары классификацияланат, ал эми ачык көктөн кара кремний карбиди кара кремний карбиди катары классификацияланат. Кара кремний карбиди жана жашыл кремний карбиди альфа SiC алты бурчтуу кристаллдары болуп саналат, ал эми жашыл кремний карбиди микро порошок көбүнчө кремний карбиди керамика үчүн чийки зат катары колдонулат.
Ар кандай процесстер менен даярдалган кремний карбид керамикасынын аткарылышы
Бирок, кремний карбид керамика аз сынган бышык жана жогорку морттук кемчилиги бар. Ошондуктан, акыркы жылдары, кремний карбид керамика негизделген курама керамика, мисалы, була (же мурут) арматура, гетерогендүү бөлүкчөлөрдүн дисперсия бекемдөө жана градиент функционалдык материалдар, ырааттуу пайда болуп, жеке материалдардын катуулугун жана бекемдигин жогорулатуу.
Жогорку аткаруу структуралык керамикалык жогорку температуралуу материал катары, кремний карбид керамика барган сайын жогорку температура мештер колдонулат, болот металлургия, нефтехимия, механикалык электроника, аэрокосмостук, энергетика жана айлана-чөйрөнү коргоо, атомдук энергетика, унаалар жана башка тармактарда.
2022-жылы Кытайда кремний карбид структуралык керамикалык рыноктун көлөмү 18,2 миллиард юанга жетиши күтүлүүдө. Колдонуу талааларынын андан ары кеңейиши жана ылдыйкы өсүү муктаждыктары менен кремний карбидинин структуралык керамикасынын базар көлөмү 2025-жылга чейин 29,6 миллиард юанга жетет деп болжолдонууда.
Келечекте, жаңы энергетикалык транспорт каражаттарынын, энергетиканын, өнөр жайдын, байланыштын жана башка тармактардын кирүү ылдамдыгы, ошондой эле ар кандай тармактарда жогорку тактык, жогорку эскирүүгө туруктуулук жана жогорку ишенимдүүлүк механикалык компоненттери же электрондук компоненттери үчүн барган сайын катуу талаптарды эске алуу менен, кремний карбид керамикалык буюмдардын рыноктун көлөмү кеңейе берет, алардын арасында жаңы энергетикалык унаалар жана фотоволта өнүктүрүү багыттары.
Кремний карбид керамикасы жогорку температурадагы механикалык касиеттери, отко туруктуулугу жана термикалык соккуга туруктуулугунан улам керамикалык мештерде колдонулат. Алардын ичинен ролик мештер, негизинен, кургатуу, агломерациялоо жана литий-иондук батареянын оң электрод материалдарын, терс электрод материалдарын жана электролиттерди жылуулук менен дарылоо үчүн колдонулат. Литий батарейка оң жана терс электрод материалдары жаңы энергетикалык унаалар үчүн зарыл болуп саналат. Кремний карбид керамикалык мештин эмеректери мештердин негизги компоненти болуп саналат, ал мештин өндүрүштүк кубаттуулугун жакшыртат жана энергияны керектөөнү кыйла азайтат.
Кремний карбид керамикалык буюмдар, ошондой эле көп түрдүү унаа компоненттерин колдонулат. Кошумчалай кетсек, SiC шаймандары негизинен жаңы энергетикалык унаалардын PCUs (кубат башкаруу блоктору, мисалы, борттогу DC/DC) жана OBCs (заряддоо бирдиктери) колдонулат. SiC аппараттары ЖТП жабдыктарынын салмагын жана көлөмүн азайтып, коммутаторлордун жоготууларын азайтып, аппараттардын иштөө температурасын жана системанын натыйжалуулугун жогорулата алат; Ошондой эле OBC кубаттоо учурунда бирдиктин кубаттуулугун жогорулатуу, схеманын түзүмүн жөнөкөйлөтүү, кубаттуулуктун тыгыздыгын жакшыртуу жана кубаттоо ылдамдыгын жогорулатуу мүмкүн. Учурда дүйнө жүзү боюнча көптөгөн унаа компаниялары кремний карбидин бир нече моделдерде колдонушкан жана кремний карбидин кеңири масштабда кабыл алуу тренд болуп калды.
Кремний карбид керамикасы фотоэлектрдик клеткаларды өндүрүү процессинде негизги ташуучу материалдар катары колдонулганда, кайык таянычтары, кайык кутучалары жана түтүк арматуралары жакшы жылуулук туруктуулугуна ээ, жогорку температурада деформацияланбайт жана зыяндуу булгоочу заттарды чыгарбайт. Алар көбүнчө колдонулган кварц кайык таянычтарын, кайык кутуларын жана түтүк арматураларын алмаштыра алат жана олуттуу чыгымдуу артыкчылыктарга ээ.
Мындан тышкары, фотоэлектрдик кремний карбидинин кубаттуулук түзүлүштөрүнүн рыноктук келечеги кең. SiC материалдары каршылык, дарбаза заряды жана тескери калыбына келтирүү зарядынын мүнөздөмөлөрү боюнча төмөн. SiC Mosfet же SiC Mosfetти SiC SBD фотоэлектр инверторлору менен айкалыштырып колдонуу конверсиянын эффективдүүлүгүн 96%дан 99%ке чейин жогорулата алат, энергиянын жоготууларын 50%дан ашык азайтат жана жабдуулардын циклинин иштөө мөөнөтүн 50 эсеге көбөйтөт.
Кремний карбидинин керамикасынын синтези 1890-жылдары, кремний карбиди негизинен механикалык майдалоочу материалдар жана отко чыдамдуу материалдар үчүн колдонулган кезде байкоого болот. Өндүрүш технологиясын өнүктүрүү менен, жогорку технологиялык SiC продуктулары кеңири иштелип чыккан жана дүйнө жүзү боюнча өлкөлөр алдыңкы керамикалык өнөр жайга көбүрөөк көңүл буруп жатышат. Алар мындан ары салттуу кремний карбид керамикасын даярдоо менен канааттанбайт. Жогорку технологиялык керамикалык буюмдарды чыгарган ишканалар, өзгөчө бул көрүнүш олуттуураак болгон өнүккөн өлкөлөрдө тез өнүгүп жатат. Чет элдик өндүрүүчүлөр негизинен 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 ж.б.
Кытайда кремний карбидин иштеп чыгуу, мисалы, Europe жана Америка сыяктуу өнүккөн өлкөлөргө салыштырмалуу кеч болуп калды. Биринчи майдалоочу дөңгөлөк фабрикасында 1951-жылы июнда SiC өндүрүү үчүн биринчи өнөр жай меши курулгандан бери, Кытай кремний карбидин чыгара баштады. кремний карбид керамика ата мекендик өндүрүүчүлөр негизинен Weifang шаарында, Шаньдун провинциясында топтолгон. Адистердин айтымында, бул жергиликтүү көмүр казган ишканалар банкротко учурап, трансформацияга умтулууда. Кээ бир компаниялар кремний карбидин изилдөө жана өндүрүүнү баштоо үчүн Германиядан тиешелүү жабдууларды киргизишти.ZPC реакция агломерацияланган кремний карбидин ири өндүрүүчүлөрдүн бири болуп саналат.
Посттун убактысы: 2024-жылдын 09-ноябры