സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സംയുക്ത അർദ്ധചാലകങ്ങൾ വ്യവസായത്തിൽ വ്യാപകമായ ശ്രദ്ധ നേടിയിട്ടുണ്ട്. എന്നിരുന്നാലും, ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഒരു വസ്തുവായി, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങളുടെ (ഡയോഡുകൾ, പവർ ഉപകരണങ്ങൾ) ഒരു ചെറിയ ഭാഗം മാത്രമാണ്. ഇത് അബ്രാസീവ്സ്, കട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾ, ഘടനാപരമായ വസ്തുക്കൾ, ഒപ്റ്റിക്കൽ മെറ്റീരിയലുകൾ, കാറ്റലിസ്റ്റ് കാരിയറുകൾ, മറ്റും ആയി ഉപയോഗിക്കാം. ഇന്ന്, ഞങ്ങൾ പ്രധാനമായും സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് അവതരിപ്പിക്കുന്നു, അവയ്ക്ക് രാസ സ്ഥിരത, ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധം, വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം, നാശന പ്രതിരോധം, ഉയർന്ന താപ ചാലകത, കുറഞ്ഞ താപ വികാസ ഗുണകം, കുറഞ്ഞ സാന്ദ്രത, ഉയർന്ന മെക്കാനിക്കൽ ശക്തി എന്നിവയുടെ ഗുണങ്ങളുണ്ട്. രാസ യന്ത്രങ്ങൾ, ഊർജ്ജം, പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണം, അർദ്ധചാലകങ്ങൾ, ലോഹശാസ്ത്രം, ദേശീയ പ്രതിരോധം, സൈനിക വ്യവസായം തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ അവ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC)സിലിക്കണും കാർബണും അടങ്ങിയിരിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു സാധാരണ മൾട്ടി ടൈപ്പ് സ്ട്രക്ചറൽ സംയുക്തമാണ്, പ്രധാനമായും രണ്ട് ക്രിസ്റ്റൽ രൂപങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു: α – SiC (ഉയർന്ന താപനില സ്ഥിരതയുള്ള തരം), β – SiC (കുറഞ്ഞ താപനില സ്ഥിരതയുള്ള തരം). ആകെ 200-ലധികം മൾട്ടി ടൈപ്പുകൾ ഉണ്ട്, അവയിൽ β – SiC യുടെ 3C SiC ഉം 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC, α – SiC യുടെ 15R SiC ഉം പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
ചിത്രം SiC മൾട്ടിബോഡി ഘടന
താപനില 1600 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ താഴെയാകുമ്പോൾ, SiC β – SiC രൂപത്തിൽ നിലനിൽക്കുന്നു, ഏകദേശം 1450 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ സിലിക്കണിന്റെയും കാർബണിന്റെയും ലളിതമായ മിശ്രിതത്തിൽ നിന്ന് ഇത് തയ്യാറാക്കാം. താപനില 1600 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ കൂടുതലാകുമ്പോൾ, β – SiC പതുക്കെ α – SiC യുടെ വിവിധ പോളിമോർഫുകളായി മാറുന്നു. ഏകദേശം 2000 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ 4H SiC എളുപ്പത്തിൽ ഉത്പാദിപ്പിക്കപ്പെടുന്നു; 6H, 15R പോളിമോർഫുകൾ എന്നിവ എളുപ്പത്തിൽ രൂപപ്പെടുന്നതിന് 2100 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ കൂടുതലുള്ള ഉയർന്ന താപനില ആവശ്യമാണ്; 2200 ഡിഗ്രി സെൽഷ്യസിൽ കൂടുതലുള്ള താപനിലയിൽ പോലും 6H SiC വളരെ സ്ഥിരതയുള്ളതായി തുടരാൻ കഴിയും, ഇത് വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
ശുദ്ധമായ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് നിറമില്ലാത്തതും സുതാര്യവുമായ ഒരു ക്രിസ്റ്റലാണ്, അതേസമയം വ്യാവസായിക സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് നിറമില്ലാത്തതും, ഇളം മഞ്ഞ, ഇളം പച്ച, കടും പച്ച, ഇളം നീല, കടും നീല, അല്ലെങ്കിൽ കറുപ്പ് നിറങ്ങളാകാം, സുതാര്യത കുറയുന്നു. അബ്രാസീവ് വ്യവസായം സിലിക്കൺ കാർബൈഡിനെ നിറത്തിന്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ രണ്ട് തരങ്ങളായി തരംതിരിക്കുന്നു: കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്, പച്ച സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്. നിറമില്ലാത്തത് മുതൽ കടും പച്ച വരെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിനെ പച്ച സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എന്നും, ഇളം നീല മുതൽ കറുപ്പ് വരെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിനെ കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എന്നും തരംതിരിക്കുന്നു. കറുത്ത സിലിക്കൺ കാർബൈഡും പച്ച സിലിക്കൺ കാർബൈഡും ആൽഫ SiC ഷഡ്ഭുജ ക്രിസ്റ്റലുകളാണ്, കൂടാതെ പച്ച സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് മൈക്രോ പൗഡർ സാധാരണയായി സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിനുള്ള അസംസ്കൃത വസ്തുവായി ഉപയോഗിക്കുന്നു.
വ്യത്യസ്ത പ്രക്രിയകളിലൂടെ തയ്യാറാക്കിയ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന്റെ പ്രകടനം
എന്നിരുന്നാലും, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന് കുറഞ്ഞ ഒടിവ് കാഠിന്യവും ഉയർന്ന പൊട്ടലും എന്ന പോരായ്മയുണ്ട്. അതിനാൽ, സമീപ വർഷങ്ങളിൽ, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിനെ അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള സംയുക്ത സെറാമിക്സ്, ഫൈബർ (അല്ലെങ്കിൽ വിസ്കർ) ബലപ്പെടുത്തൽ, വൈവിധ്യമാർന്ന കണികാ വ്യാപനം ശക്തിപ്പെടുത്തൽ, ഗ്രേഡിയന്റ് ഫങ്ഷണൽ മെറ്റീരിയലുകൾ എന്നിവ തുടർച്ചയായി ഉയർന്നുവന്നിട്ടുണ്ട്, ഇത് വ്യക്തിഗത വസ്തുക്കളുടെ കാഠിന്യവും ശക്തിയും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.
ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള ഘടനാപരമായ സെറാമിക് ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വസ്തുവായി, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ചൂളകൾ, ഉരുക്ക് ലോഹശാസ്ത്രം, പെട്രോകെമിക്കൽസ്, മെക്കാനിക്കൽ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, എയ്‌റോസ്‌പേസ്, ഊർജ്ജവും പരിസ്ഥിതി സംരക്ഷണവും, ആണവോർജ്ജം, ഓട്ടോമൊബൈൽസ്, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് കൂടുതലായി പ്രയോഗിക്കപ്പെടുന്നു.
2022 ൽ, ചൈനയിലെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സ്ട്രക്ചറൽ സെറാമിക്സിന്റെ വിപണി വലുപ്പം 18.2 ബില്യൺ യുവാനിൽ എത്തുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു. ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡുകളുടെ കൂടുതൽ വികാസവും താഴ്ന്ന വളർച്ചാ ആവശ്യങ്ങളും ഉള്ളതിനാൽ, 2025 ഓടെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സ്ട്രക്ചറൽ സെറാമിക്സിന്റെ വിപണി വലുപ്പം 29.6 ബില്യൺ യുവാനിൽ എത്തുമെന്ന് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.
ഭാവിയിൽ, പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങൾ, ഊർജ്ജം, വ്യവസായം, ആശയവിനിമയം, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയുടെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന നുഴഞ്ഞുകയറ്റ നിരക്ക്, അതുപോലെ വിവിധ മേഖലകളിലെ ഉയർന്ന കൃത്യത, ഉയർന്ന വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം, ഉയർന്ന വിശ്വാസ്യത മെക്കാനിക്കൽ ഘടകങ്ങൾ അല്ലെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോണിക് ഘടകങ്ങൾ എന്നിവയ്‌ക്കുള്ള വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന കർശനമായ ആവശ്യകതകൾ എന്നിവയ്‌ക്കൊപ്പം, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങളുടെ വിപണി വലുപ്പം വികസിക്കുന്നത് തുടരുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു, അവയിൽ പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളും ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്‌ക്സുകളും പ്രധാന വികസന മേഖലകളാണ്.
മികച്ച ഉയർന്ന താപനില മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങൾ, അഗ്നി പ്രതിരോധം, താപ ആഘാത പ്രതിരോധം എന്നിവ കാരണം സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് സെറാമിക് ചൂളകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. അവയിൽ, റോളർ കിൽനുകൾ പ്രധാനമായും ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റുകൾ എന്നിവയുടെ ഉണക്കൽ, സിന്ററിംഗ്, ചൂട് ചികിത്സ എന്നിവയ്ക്കാണ് ഉപയോഗിക്കുന്നത്. പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങൾക്ക് ലിഥിയം ബാറ്ററി പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡ് വസ്തുക്കൾ ഒഴിച്ചുകൂടാനാവാത്തതാണ്. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക് കിൽൻ ഫർണിച്ചറുകൾ ചൂളകളുടെ ഒരു പ്രധാന ഘടകമാണ്, ഇത് ചൂള ഉൽപാദന ശേഷി മെച്ചപ്പെടുത്താനും ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ വിവിധ ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഘടകങ്ങളിലും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. കൂടാതെ, പുതിയ ഊർജ്ജ വാഹനങ്ങളുടെ PCU-കളിലും (ഓൺ-ബോർഡ് DC/DC പോലുള്ള പവർ കൺട്രോൾ യൂണിറ്റുകൾ) OBC-കളിലും (ചാർജിംഗ് യൂണിറ്റുകൾ) SiC ഉപകരണങ്ങൾ പ്രധാനമായും ഉപയോഗിക്കുന്നു. PCU ഉപകരണങ്ങളുടെ ഭാരവും അളവും കുറയ്ക്കാനും സ്വിച്ച് നഷ്ടങ്ങൾ കുറയ്ക്കാനും ഉപകരണങ്ങളുടെ പ്രവർത്തന താപനിലയും സിസ്റ്റം കാര്യക്ഷമതയും മെച്ചപ്പെടുത്താനും SiC ഉപകരണങ്ങൾക്ക് കഴിയും; OBC ചാർജിംഗ് സമയത്ത് യൂണിറ്റ് പവർ ലെവൽ വർദ്ധിപ്പിക്കാനും സർക്യൂട്ട് ഘടന ലളിതമാക്കാനും പവർ സാന്ദ്രത മെച്ചപ്പെടുത്താനും ചാർജിംഗ് വേഗത വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും. നിലവിൽ, ലോകമെമ്പാടുമുള്ള പല കാർ കമ്പനികളും ഒന്നിലധികം മോഡലുകളിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉപയോഗിച്ചിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ വലിയ തോതിലുള്ള സ്വീകാര്യത ഒരു പ്രവണതയായി മാറിയിരിക്കുന്നു.
ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സെല്ലുകളുടെ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് പ്രധാന കാരിയർ വസ്തുക്കളായി ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ബോട്ട് സപ്പോർട്ടുകൾ, ബോട്ട് ബോക്സുകൾ, പൈപ്പ് ഫിറ്റിംഗുകൾ തുടങ്ങിയ ഉൽപ്പന്നങ്ങൾക്ക് നല്ല താപ സ്ഥിരതയുണ്ട്, ഉയർന്ന താപനിലയിൽ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ രൂപഭേദം വരുത്തുന്നില്ല, ദോഷകരമായ മലിനീകരണം ഉണ്ടാക്കുന്നില്ല. സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ക്വാർട്സ് ബോട്ട് സപ്പോർട്ടുകൾ, ബോട്ട് ബോക്സുകൾ, പൈപ്പ് ഫിറ്റിംഗുകൾ എന്നിവ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാൻ അവയ്ക്ക് കഴിയും, കൂടാതെ കാര്യമായ ചെലവ് ഗുണങ്ങളുമുണ്ട്.
കൂടാതെ, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പവർ ഉപകരണങ്ങളുടെ വിപണി സാധ്യതകൾ വിശാലമാണ്. SiC മെറ്റീരിയലുകൾക്ക് കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധം, ഗേറ്റ് ചാർജ്, റിവേഴ്സ് റിക്കവറി ചാർജ് സവിശേഷതകൾ എന്നിവയുണ്ട്. SiC Mosfet അല്ലെങ്കിൽ SiC Mosfet എന്നിവ SiC SBD ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക് ഇൻവെർട്ടറുകളുമായി സംയോജിപ്പിച്ച് ഉപയോഗിക്കുന്നത് പരിവർത്തന കാര്യക്ഷമത 96% ൽ നിന്ന് 99% ൽ കൂടുതൽ വർദ്ധിപ്പിക്കാനും ഊർജ്ജ നഷ്ടം 50% ൽ കൂടുതൽ കുറയ്ക്കാനും ഉപകരണ ചക്ര ആയുസ്സ് 50 മടങ്ങ് വർദ്ധിപ്പിക്കാനും കഴിയും.
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന്റെ സമന്വയം 1890-കളിൽ ആരംഭിച്ചതായി കാണാം, അന്ന് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് പ്രധാനമായും മെക്കാനിക്കൽ ഗ്രൈൻഡിംഗ് മെറ്റീരിയലുകൾക്കും റിഫ്രാക്റ്ററി മെറ്റീരിയലുകൾക്കും ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു. ഉൽപ്പാദന സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികാസത്തോടെ, ഹൈടെക് SiC ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ വ്യാപകമായി വികസിപ്പിച്ചെടുത്തിട്ടുണ്ട്, കൂടാതെ ലോകമെമ്പാടുമുള്ള രാജ്യങ്ങൾ നൂതന സെറാമിക്സിന്റെ വ്യാവസായികവൽക്കരണത്തിൽ കൂടുതൽ ശ്രദ്ധ ചെലുത്തുന്നു. പരമ്പരാഗത സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സ് തയ്യാറാക്കുന്നതിൽ അവർ ഇനി തൃപ്തരല്ല. ഹൈടെക് സെറാമിക്സ് ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്ന സംരംഭങ്ങൾ കൂടുതൽ വേഗത്തിൽ വികസിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് ഈ പ്രതിഭാസം കൂടുതൽ പ്രാധാന്യമുള്ള വികസിത രാജ്യങ്ങളിൽ. വിദേശ നിർമ്മാതാക്കളിൽ പ്രധാനമായും സെന്റ് ഗോബെയിൻ, 3M, സെറാംടെക്, ഐബിഡൻ, ഷങ്ക്, നരിറ്റ ഗ്രൂപ്പ്, ടോട്ടോ കോർപ്പറേഷൻ, കൂർസ്‌ടെക്, ക്യോസെറ, അസാക്, ജപ്പാൻ ജിങ്കെ സെറാമിക്സ് കമ്പനി ലിമിറ്റഡ്, ജപ്പാൻ സ്പെഷ്യൽ സെറാമിക്സ് കമ്പനി ലിമിറ്റഡ്, ഐപിഎസ് സെറാമിക്സ് മുതലായവ ഉൾപ്പെടുന്നു.
യൂറോപ്പ്, അമേരിക്ക തുടങ്ങിയ വികസിത രാജ്യങ്ങളെ അപേക്ഷിച്ച് ചൈനയിൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ വികസനം താരതമ്യേന വൈകിയാണ് നടന്നത്. 1951 ജൂണിൽ ഫസ്റ്റ് ഗ്രൈൻഡിംഗ് വീൽ ഫാക്ടറിയിൽ SiC നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ആദ്യത്തെ വ്യാവസായിക ചൂള നിർമ്മിച്ചതുമുതൽ, ചൈന സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഉത്പാദിപ്പിക്കാൻ തുടങ്ങി. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സെറാമിക്സിന്റെ ആഭ്യന്തര നിർമ്മാതാക്കൾ പ്രധാനമായും ഷാൻഡോംഗ് പ്രവിശ്യയിലെ വെയ്ഫാങ് നഗരത്തിലാണ് കേന്ദ്രീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്. പ്രൊഫഷണലുകളുടെ അഭിപ്രായത്തിൽ, പ്രാദേശിക കൽക്കരി ഖനന സംരംഭങ്ങൾ പാപ്പരത്തത്തെ അഭിമുഖീകരിക്കുകയും പരിവർത്തനം തേടുകയും ചെയ്യുന്നതിനാലാണിത്. സിലിക്കൺ കാർബൈഡിനെക്കുറിച്ച് ഗവേഷണം നടത്താനും ഉത്പാദിപ്പിക്കാനും ചില കമ്പനികൾ ജർമ്മനിയിൽ നിന്ന് പ്രസക്തമായ ഉപകരണങ്ങൾ അവതരിപ്പിച്ചിട്ടുണ്ട്.റിയാക്ഷൻ സിന്റേർഡ് സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ ഏറ്റവും വലിയ നിർമ്മാതാക്കളിൽ ഒന്നാണ് ZPC.
പോസ്റ്റ് സമയം: നവംബർ-09-2024