झेडपीसी ही चीनमधील मुख्य मोठ्या प्रमाणात उद्योगांपैकी एक आहे जी प्रतिक्रिया सिन्टर्ड सिलिकॉन कार्बाईड तयार करते

अलिकडच्या वर्षांत, सिलिकॉन कार्बाईड कंपाऊंड सेमीकंडक्टर्सना उद्योगात व्यापक लक्ष वेधले गेले आहे. तथापि, एक उच्च-कार्यक्षमता सामग्री म्हणून, सिलिकॉन कार्बाईड इलेक्ट्रॉनिक उपकरणांचा (डायोड्स, पॉवर डिव्हाइस) फक्त एक छोटासा भाग आहे. हे अपघर्षक, कटिंग सामग्री, स्ट्रक्चरल सामग्री, ऑप्टिकल सामग्री, उत्प्रेरक वाहक आणि बरेच काही म्हणून देखील वापरले जाऊ शकते. आज, आम्ही प्रामुख्याने सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक्स सादर करतो, ज्यात रासायनिक स्थिरता, उच्च तापमान प्रतिकार, परिधान प्रतिरोध, गंज प्रतिरोध, उच्च औष्णिक चालकता, कमी थर्मल विस्तार गुणांक, कमी घनता आणि उच्च यांत्रिक सामर्थ्याचे फायदे आहेत. ते रासायनिक यंत्रणा, ऊर्जा आणि पर्यावरण संरक्षण, अर्धसंवाहक, धातुशास्त्र, राष्ट्रीय संरक्षण आणि लष्करी उद्योग यासारख्या क्षेत्रात मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात.

सिलिकॉन कार्बाइड (एसआयसी)सिलिकॉन आणि कार्बन आहे, आणि एक वैशिष्ट्यपूर्ण मल्टी प्रकार स्ट्रक्चरल कंपाऊंड आहे, मुख्यत: दोन क्रिस्टल फॉर्मसह: α-एसआयसी (उच्च-तापमान स्थिर प्रकार) आणि β-एसआयसी (कमी-तापमान स्थिर प्रकार). एकूण 200 हून अधिक मल्टी प्रकार आहेत, त्यापैकी 3 सी एसआयसी β - एसआयसी आणि 2 एच एसआयसी, 4 एच एसआयसी, 6 एच एसआयसी आणि 15 आर एसआयसी α - एसआयसी प्रतिनिधी आहेत.

आकृती sic मल्टीबॉडी रचना
जेव्हा तापमान 1600 ℃ च्या खाली असते तेव्हा एसआयसी β - एसआयसीच्या स्वरूपात अस्तित्वात असते आणि सिलिकॉन आणि कार्बनच्या साध्या मिश्रणापासून सुमारे 1450 at वर तयार केले जाऊ शकते. जेव्हा तापमान 1600 ℃ पेक्षा जास्त असेल तेव्हा β - एसआयसी हळूहळू α - sic च्या विविध पॉलिमॉर्फमध्ये रूपांतरित होते. 4 एच एसआयसी सहजपणे 2000 ℃ वर तयार होते ℃; दोन्ही 6 एच आणि 15 आर पॉलिमॉर्फ्सला 2100 पेक्षा जास्त तापमान आवश्यक आहे - सुलभ निर्मितीसाठी; 6 एच एसआयसी 2200 पेक्षा जास्त तापमानातही स्थिर राहू शकते, ज्यामुळे ते औद्योगिक अनुप्रयोगांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरले जाते.
शुद्ध सिलिकॉन कार्बाईड एक रंगहीन आणि पारदर्शक क्रिस्टल आहे, तर औद्योगिक सिलिकॉन कार्बाईड रंगहीन, फिकट गुलाबी पिवळा, हलका हिरवा, गडद हिरवा, फिकट निळा, गडद निळा किंवा अगदी काळा असू शकतो, ज्यामध्ये पारदर्शकता कमी होते. अपघर्षक उद्योग सिलिकॉन कार्बाईडला रंगाच्या आधारे दोन प्रकारांमध्ये वर्गीकृत करतो: ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाइड आणि ग्रीन सिलिकॉन कार्बाइड. रंगहीन ते गडद हिरव्या सिलिकॉन कार्बाईडचे ग्रीन सिलिकॉन कार्बाईड म्हणून वर्गीकृत केले जाते, तर फिकट निळा ते ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाईडला ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाईड म्हणून वर्गीकृत केले जाते. ब्लॅक सिलिकॉन कार्बाईड आणि ग्रीन सिलिकॉन कार्बाईड हे दोन्ही अल्फा एसआयसी हेक्सागोनल क्रिस्टल्स आहेत आणि ग्रीन सिलिकॉन कार्बाईड मायक्रो पावडर सामान्यत: सिलिकॉन कार्बाइड सिरेमिक्ससाठी कच्चा माल म्हणून वापरला जातो.
वेगवेगळ्या प्रक्रियेद्वारे तयार केलेल्या सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक्सची कामगिरी

तथापि, सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक्समध्ये कमी फ्रॅक्चर टफनेस आणि उच्च ठळकतेचे नुकसान आहे. म्हणूनच, अलिकडच्या वर्षांत, सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक्स, जसे की फायबर (किंवा व्हिस्कर) मजबुतीकरण, विषम कण फैलाव मजबूत करणे आणि ग्रेडियंट फंक्शनल मटेरियलवर आधारित संमिश्र सिरेमिक्स, वैयक्तिक सामग्रीची कठोरपणा आणि सामर्थ्य सुधारली आहेत.
उच्च-कार्यक्षमता स्ट्रक्चरल सिरेमिक उच्च-तापमान सामग्री म्हणून, सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक्स उच्च-तापमान भट्टे, स्टील मेटलर्जी, पेट्रोकेमिकल्स, मेकॅनिकल इलेक्ट्रॉनिक्स, एरोस्पेस, ऊर्जा आणि पर्यावरण संरक्षण, अणु ऊर्जा, ऑटोमोबाईल आणि इतर शेतात वाढत्या प्रमाणात लागू केले गेले आहेत.

२०२२ मध्ये, चीनमधील सिलिकॉन कार्बाईड स्ट्रक्चरल सिरेमिक्सच्या बाजारपेठेचा आकार 18.2 अब्ज युआनपर्यंत पोहोचण्याची शक्यता आहे. अर्ज फील्ड्स आणि डाउनस्ट्रीम वाढीच्या गरजा पुढील विस्तारासह, असा अंदाज आहे की 2025 पर्यंत सिलिकॉन कार्बाइड स्ट्रक्चरल सिरेमिक्सचे बाजारपेठेचे आकार 29.6 अब्ज युआनपर्यंत पोहोचतील.

भविष्यात, नवीन उर्जा वाहने, ऊर्जा, उद्योग, संप्रेषण आणि इतर क्षेत्रांच्या वाढत्या प्रवेश दरासह तसेच उच्च-परिशुद्धता, उच्च पोशाख प्रतिकार आणि विविध क्षेत्रातील उच्च विश्वसनीयता यांत्रिकी घटक किंवा इलेक्ट्रॉनिक घटकांची वाढती कठोर आवश्यकता, सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक उत्पादनांचे बाजारपेठ आकार वाढविणे अपेक्षित आहे, ज्यायोगे नवीन ऊर्जा विकसित करणे अपेक्षित आहे.
सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक्स त्यांच्या उत्कृष्ट उच्च-तापमान यांत्रिक गुणधर्म, अग्निरोधक आणि थर्मल शॉक प्रतिरोधांमुळे सिरेमिक भट्ट्यांमध्ये वापरले जातात. त्यापैकी, रोलर किल्न्स प्रामुख्याने कोरडे, सिन्टरिंग आणि लिथियम-आयन बॅटरी पॉझिटिव्ह इलेक्ट्रोड मटेरियल, नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री आणि इलेक्ट्रोलाइट्सच्या उष्णतेच्या उपचारांसाठी वापरले जातात. नवीन उर्जा वाहनांसाठी लिथियम बॅटरी पॉझिटिव्ह आणि नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री अपरिहार्य आहे. सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक किलन फर्निचर हा भट्ट्यांचा एक महत्त्वाचा घटक आहे, ज्यामुळे भट्ट उत्पादन क्षमता सुधारू शकते आणि उर्जेचा वापर लक्षणीय प्रमाणात कमी होऊ शकतो.
सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक उत्पादने विविध ऑटोमोटिव्ह घटकांमध्ये मोठ्या प्रमाणात वापरली जातात. याव्यतिरिक्त, एसआयसी डिव्हाइस मुख्यतः पीसीयूएस (पॉवर कंट्रोल युनिट्स, जसे की ऑन-बोर्ड डीसी/डीसी) आणि नवीन उर्जा वाहनांच्या ओबीसी (चार्जिंग युनिट्स) मध्ये वापरले जातात. एसआयसी डिव्हाइस पीसीयू उपकरणांचे वजन आणि मात्रा कमी करू शकतात, स्विच तोटा कमी करू शकतात आणि डिव्हाइसची कार्यरत तापमान आणि सिस्टम कार्यक्षमता सुधारू शकतात; युनिट पॉवर पातळी वाढविणे, सर्किट रचना सुलभ करणे, उर्जा घनता सुधारणे आणि ओबीसी चार्जिंग दरम्यान चार्जिंगची गती वाढविणे देखील शक्य आहे. सध्या जगभरातील बर्‍याच कार कंपन्यांनी एकाधिक मॉडेल्समध्ये सिलिकॉन कार्बाईड वापरला आहे आणि सिलिकॉन कार्बाईडचा मोठ्या प्रमाणात दत्तक घेणे ही एक ट्रेंड बनली आहे.
जेव्हा सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक्स फोटोव्होल्टिक पेशींच्या उत्पादन प्रक्रियेमध्ये मुख्य वाहक सामग्री म्हणून वापरली जातात, तेव्हा बोट सपोर्ट, बोट बॉक्स आणि पाईप फिटिंग्ज यासारख्या परिणामी उत्पादनांमध्ये उच्च तापमानात वापरल्यास विकृत होऊ शकत नाही आणि हानिकारक प्रदूषक तयार होत नाहीत. ते सामान्यतः वापरल्या जाणार्‍या क्वार्ट्ज बोट सपोर्ट, बोट बॉक्स आणि पाईप फिटिंग्ज बदलू शकतात आणि खर्चाचे महत्त्वपूर्ण फायदे आहेत.
याव्यतिरिक्त, फोटोव्होल्टिक सिलिकॉन कार्बाइड पॉवर डिव्हाइसची बाजारपेठ विस्तृत आहे. एसआयसी मटेरियलमध्ये प्रतिकार, गेट चार्ज आणि रिव्हर्स रिकव्हरी चार्ज वैशिष्ट्यांवर कमी आहे. एसआयसी एसबीडी फोटोव्होल्टिक इन्व्हर्टरसह एकत्रित एसआयसी मॉफेट किंवा एसआयसी मॉफेटचा वापर केल्याने रूपांतरण कार्यक्षमता 96%वरून 99%वरून 99%वर वाढू शकते, उर्जेचे नुकसान 50%पेक्षा कमी होऊ शकते आणि उपकरणांच्या चक्र जीवनात 50 पट वाढू शकते.
सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिकचे संश्लेषण १90 90 ० च्या दशकात शोधले जाऊ शकते, जेव्हा सिलिकॉन कार्बाईडचा वापर मुख्यतः यांत्रिक ग्राइंडिंग मटेरियल आणि रेफ्रेक्टरी सामग्रीसाठी केला जात असे. उत्पादन तंत्रज्ञानाच्या विकासासह, उच्च-टेक एसआयसी उत्पादने मोठ्या प्रमाणात विकसित केली गेली आहेत आणि जगभरातील देश प्रगत सिरेमिक्सच्या औद्योगिकीकरणाकडे अधिक लक्ष देत आहेत. पारंपारिक सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक्सच्या तयारीवर ते यापुढे समाधानी नाहीत. उच्च-टेक सिरेमिक्स तयार करणारे उपक्रम अधिक वेगाने विकसित होत आहेत, विशेषत: विकसित देशांमध्ये जेथे ही घटना अधिक महत्त्वपूर्ण आहे. परदेशी उत्पादकांमध्ये प्रामुख्याने सेंट गोबेन, 3 एम, सिरेमटेक, आयबिडेन, शंक, नारिता ग्रुप, टोटो कॉर्पोरेशन, कोर्स्टेक, क्योसेरा, अस्झाक, जपान जिंगके सिरेमिक्स कंपनी, लि., जपान स्पेशल सिरेमिक्स कंपनी, लि.
युरोप आणि अमेरिका सारख्या विकसित देशांच्या तुलनेत चीनमध्ये सिलिकॉन कार्बाईडचा विकास तुलनेने उशीरा झाला. जून १ 195 1१ मध्ये पहिल्या ग्राइंडिंग व्हील फॅक्टरीमध्ये मॅन्युफॅक्चरिंगसाठी प्रथम औद्योगिक भट्टी बांधली गेली असल्याने चीनने सिलिकॉन कार्बाईड तयार करण्यास सुरवात केली. सिलिकॉन कार्बाईड सिरेमिक्सचे घरगुती उत्पादक प्रामुख्याने वेफांग सिटी, शेंडोंग प्रांतात केंद्रित आहेत. व्यावसायिकांच्या मते, हे असे आहे कारण स्थानिक कोळसा खाण उद्योगांना दिवाळखोरीचा सामना करावा लागत आहे आणि परिवर्तन शोधत आहेत. काही कंपन्यांनी सिलिकॉन कार्बाईडवर संशोधन आणि उत्पादन सुरू करण्यासाठी जर्मनीकडून संबंधित उपकरणे सादर केली आहेत.झेडपीसी रिएक्शन सिन्टर्ड सिलिकॉन कार्बाईडची सर्वात मोठी निर्माता आहे.