Recentibus annis, semiconductoria carburi silicii composita late in industria attentionem ceperunt. Attamen, ut materia magnae efficaciae, carburum silicii parva tantum pars instrumentorum electronicorum (diodorum, instrumentorum potentiae) est. Etiam ut abrasiva, materia secans, materia structuralis, materia optica, vector catalystorum, et alia adhiberi potest. Hodie, praecipue ceramica carburi silicii introducimus, quae commoda habent stabilitatis chemicae, resistentiae altae temperaturae, resistentiae attritionis, resistentiae corrosionis, altae conductivitatis thermalis, coefficiens expansionis thermalis humilis, densitatis humilis, et altae roboris mechanici. Late in campis ut machinis chemicis, energia et tutela environmentalis, semiconductoribus, metallurgia, defensione nationali et industria militari adhibentur.
Carburum silicii (SiC)Silicium et carbonem continet, et est typicum compositum structurale multitypicum, praecipue duas formas crystallinas comprehendens: α-SiC (typus stabilis temperaturae altae) et β-SiC (typus stabilis temperaturae humilis). Plus quam 200 multitypi in summa sunt, inter quos 3C SiC β-SiC et 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC, et 15R SiC α-SiC repraesentativa sunt.
Figura Structurae Multicorporis SiC
Cum temperatura infra 1600°C est, SiC in forma β-SiC existit et ex simplici mixtura silicii et carbonii circa 1450°C praeparari potest. Cum temperatura 1600°C excedit, β-SiC lente in varios polymorphos α-SiC transformatur. 4H SiC facile circa 2000°C generatur; polymorphi ambo, 6H et 15R, temperaturas altas supra 2100°C requirunt ad facilem formationem; 6H SiC etiam ad temperaturas excedentes 2200°C valde stabile manere potest, quo fit ut late in applicationibus industrialibus adhibeatur.
Carburum silicii purum est crystallum incolorum et pellucidum, dum carburum silicii industriale potest esse incolorum, pallide flavum, dilutum viride, dilutum viride, dilutum caeruleum, dilutum caeruleum, vel etiam nigrum, cum gradibus pelluciditatis decrescentibus. Industria abrasiva carburum silicii in duas species secundum colorem dividit: carburum silicii nigrum et carburum silicii viride. Carburum silicii incolorum ad obscurum viride ut carburum silicii viride classificatur, dum carburum silicii dilutum caeruleum ad nigrum ut carburum silicii nigrum classificatur. Carburum silicii nigrum et carburum silicii viride ambo sunt crystalli hexagonales alpha SiC, et pulvis microcarburis silicii viridis plerumque ut materia prima pro ceramicis carburi silicii adhibetur.
Efficacia Ceramicarum Carbidi Silicii Variis Processibus Praeparatarum
Ceramicae autem carburi silicii incommodum habent tenacitatis fracturae humilis et fragilitatis magnae. Quapropter, annis proximis, ceramicae compositae in ceramicis carburi silicii fundatae, ut roboratio fibrarum (vel vibrissarum), roboratio dispersionis particularum heterogenearum, et materiae functionales gradientes, successive emerserunt, tenacitatem et robur singularum materiarum augentes.
Ceramica carburi silicii, ut materia ceramica structuralis altae efficacitatis et temperaturae altae, magis magisque in furnis altae temperaturae, metallurgia chalybis, petrochemicis, electronicis mechanicis, industria aerospatiali, protectione energiae et environmentalis, energia nucleari, autocinetis aliisque campis adhibita est.
Anno 2022, magnitudo mercatus ceramicarum structuralium carburi silicii in Sinis ad 18.2 miliarda Yuan perventura esse exspectatur. Cum ulteriore expansione camporum applicationis et necessitatibus crescentibus subsequentibus, aestimatur magnitudinem mercatus ceramicarum structuralium carburi silicii ad 29.6 miliarda Yuan anno 2025 perventuram esse.
In futuro, cum crescente penetratione vehiculorum novae energiae, energiae, industriae, communicationis, aliorumque agrorum, necnon requisitis magis ac magis severis pro componentibus mechanicis vel electronicis altae praecisionis, altae resistentiae ad attritionem, et altae firmitatis in variis campis, magnitudo mercatus productorum ceramicorum carburi silicii pergere crescere expectatur, inter quae vehicula novae energiae et photovoltaica areae progressionis magni momenti sunt.
Ceramicae carburi silicii in furnis ceramicis adhibentur propter proprietates mechanicas excellentes altae temperaturae, resistentiam ignis, et resistentiam ictui thermali. Inter eas, furni cylindrici imprimis ad exsiccandum, frixandum, et tractandum calorem materiarum electrodorum positivorum et negativorum pro accumulatoribus ionum lithii adhibentur. Materiae electrodorum positivorum et negativorum pro accumulatoribus lithii necessariae sunt vehiculis novae energiae. Supellex ceramica furni carburi silicii est pars clavis furni, quae capacitatem productionis furni augere et consumptionem energiae significanter reducere potest.
Ceramicae productae e carburo silicii etiam late in variis partibus autocineticis adhibentur. Praeterea, instrumenta SiC praecipue in PCU (unitatibus moderationis potentiae, ut DC/DC in vehiculo) et OBC (unitatibus onerationis) vehiculorum novae energiae adhibentur. Instrumenta SiC pondus et volumen apparatuum PCU minuere, damna commutatorum minuere, et temperaturam operandi et efficientiam systematis instrumentorum augere possunt; etiam possibile est gradum potentiae unitatis augere, structuram circuitus simplificare, densitatem potentiae emendare, et celeritatem onerationis durante oneratione OBC augere. Hodie, multae societates autocineticae toto orbe carburum silicii in multis exemplaribus adhibuerunt, et adoptio carburi silicii late facta est moda.
Cum ceramicae carburi silicii ut materiae vectores principales in processu productionis cellularum photovoltaicarum adhibentur, producta inde orta, ut fulcra navium, capsae navium, et accessiones tuborum, bonam stabilitatem thermalem habent, non deformantur cum ad altas temperaturas adhibentur, neque polluentes noxios producunt. Sustentationes navium, capsas navium, et accessiones tuborum e quarzo communiter adhibitas substituere possunt, et commoda sumptuum significantia offerunt.
Praeterea, latae sunt mercatus prospectus instrumentorum photovoltaicorum e carburo silicii potentiae. Materiae SiC inferiores habent resistentiam, onus portae, et proprietates recuperationis oneris reversi. Usus SiC MOSFET vel SiC MOSFET cum inversoribus photovoltaicis SiC SBD coniunctus efficientiam conversionis a 96% ad plus quam 99% augere, iacturam energiae plus quam 50% reducere, et vitam cycli instrumentorum quinquagies augere potest.
Synthesis ceramicarum carburi silicii ad annos 1890 reduci potest, cum carburum silicii praecipue ad materias mechanicas triturandas et materias refractarias adhibebatur. Cum technologia productionis progressa, producta SiC technologiae provectioris late evoluta sunt, et nationes toto orbe industrializationi ceramicarum provectarum maiorem attentionem dant. Iam non contentae sunt apparatu ceramicarum carburi silicii traditionalis. Societates ceramicas technologiae provectioris producentes celerius progrediuntur, praesertim in nationibus progressis ubi hoc phaenomenon maioris momenti est. Inter fabricatores externos praecipue sunt 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, et cetera.
Progressus carburi silicii in Sinis relative serus fuit comparatus cum nationibus progressis sicut Europa et America. Ex quo prima fornax industrialis ad SiC fabricandum in Prima Officina Rotarum Triturantium mense Iunio anni 1951 constructa est, Sina carburum silicii producere coepit. Fabricatores domestici ceramicarum carburi silicii praecipue in urbe Weifang, provinciae Shandong, congregantur. Secundum peritos, hoc fit quia societates locales carbonariae bankruptas imminent et transformationem quaerunt. Nonnullae societates apparatum pertinentem ex Germania introduxerunt ut investigationem et productionem carburi silicii inciperent.ZPC est unus ex maximis fabricatoribus carburi silicii reactione sinterizati.
Tempus publicationis: IX Novembris MMXXIV