In de afgelopen jaren hebben siliciumcarbide -samengestelde halfgeleiders wijdverbreide aandacht gekregen in de industrie. Als een hoog prestatiemateriaal is siliciumcarbide echter slechts een klein deel van elektronische apparaten (diodes, vermogensapparaten). Het kan ook worden gebruikt als schuurmiddelen, snijmaterialen, structurele materialen, optische materialen, katalysatordragers en meer. Tegenwoordig introduceren we voornamelijk siliciumcarbide -keramiek, die de voordelen hebben van chemische stabiliteit, weerstand van hoge temperatuur, slijtvastheid, corrosieweerstand, hoge thermische geleidbaarheid, lage thermische expansiecoëfficiënt, lage dichtheid en hoge mechanische sterkte. Ze worden veel gebruikt op gebieden zoals chemische machines, energie en milieubescherming, halfgeleiders, metallurgie, nationale defensie en militaire industrie.
Siliconencarbide (sic)Bevat silicium en koolstof, en is een typische structurele verbinding met meerdere types, voornamelijk inclusief twee kristalvormen: α-SiC (stabiel type hoge temperatuur) en β-SIC (stabiel type lage temperatuur). Er zijn in totaal meer dan 200 multi -typen, waaronder de 3c sic van β - sic en de 2H sic, 4h sic, 6h sic en 15r sic van α - sic representatief zijn.
Figuur SIC Multibody -structuur
Wanneer de temperatuur lager is dan 1600 ℃, bestaat SIC in de vorm van β - sic en kan worden bereid uit een eenvoudig mengsel van silicium en koolstof rond 1450 ℃. Wanneer de temperatuur meer dan 1600 ℃ overschrijdt, verandert β - SIC langzaam in verschillende polymorfen van α - sic. 4H sic wordt gemakkelijk gegenereerd rond 2000 ℃; Zowel 6H- als 15R -polymorfen vereisen hoge temperaturen boven 2100 ℃ voor gemakkelijke vorming; 6H sic kan zeer stabiel blijven, zelfs bij temperaturen van meer dan 2200 ℃, waardoor het op grote schaal wordt gebruikt in industriële toepassingen.
Puur siliciumcarbide is een kleurloos en transparant kristal, terwijl industrieel siliciumcarbide kleurloos, lichtgeel, lichtgroen, donkergroen, lichtblauw, donkerblauw of zelfs zwart kan zijn, met afnemende transparantieniveaus. De schurende industrie categoriseert siliciumcarbide in twee soorten op basis van kleur: zwart siliciumcarbide en groen siliciumcarbide. Kleurloos tot donkergroen siliciumcarbide wordt geclassificeerd als groen siliciumcarbide, terwijl lichtblauw tot zwart siliciumcarbide wordt geclassificeerd als zwart siliciumcarbide. Zwart siliciumcarbide en groene siliciumcarbide zijn beide alpha sic hexagonale kristallen, en groen siliciumcarbide microloeder wordt in het algemeen gebruikt als grondstof voor siliciumcarbidekeramiek.
Prestaties van siliciumcarbide -keramiek bereid door verschillende processen
Siliciumcarbide -keramiek heeft echter het nadeel van lage breuk taaiheid en hoge brosheid. Daarom zijn in de afgelopen jaren composiet keramiek op basis van siliciumcarbide -keramiek, zoals vezels (of snorhaar) versterking, heterogene deeltjesversterking en gradiëntfunctionele materialen, achtereenvolgens ontstaan, waardoor de taaiheid en sterkte van individuele materialen worden verbeterd.
Als een krachtige structureel keramisch keramisch materiaal met hoge temperatuur, zijn siliciumcarbidekeramiek in toenemende mate toegepast in ovens op hoge temperatuur, staalmetallurgie, petrochemicaliën, mechanische elektronica, ruimtevaart, energie- en milieubescherming, kernenergie, auto's en andere velden.
In 2022 zal de marktomvang van siliciumcarbide structureel keramiek in China naar verwachting 18,2 miljard yuan bereiken. Met verdere uitbreiding van applicatievelden en stroomafwaartse groeisbehoeften, wordt geschat dat de marktomvang van het structurele keramiek van siliciumcarbide tegen 2025 29,6 miljard yuan zal bereiken.
In de toekomst, met de toenemende penetratiesnelheid van nieuwe energievoertuigen, energie, industrie, communicatie en andere gebieden, evenals de steeds strikte vereisten voor hoge precisie, hoge slijtvastheid en mechanische componenten met hoge betrouwbaarheid of elektronische componenten in verschillende gebieden, zijn de marktomvang van silicium carbide keramische producten die doorgaan met het uitbreiden van nieuwe energieauto's en fotovoltaics zijn belangrijke ontwikkelingsgebieden.
Siliciumcarbide-keramiek wordt gebruikt in keramische ovens vanwege hun uitstekende mechanische eigenschappen op hoge temperatuur, brandweerstand en thermische schokweerstand. Onder hen worden rollens voornamelijk gebruikt voor het drogen, sinteren en warmtebehandeling van lithium-ionbatterij Positieve elektrodematerialen, negatieve elektrodenmaterialen en elektrolyten. Lithiumbatterij Positieve en negatieve elektrodematerialen zijn onmisbaar voor nieuwe energievoertuigen. Silicium carbide keramische ovenmeubels is een belangrijk onderdeel van ovens, die de productiecapaciteit van de oven kan verbeteren en het energieverbruik aanzienlijk kan verminderen.
Keramische producten van siliciumcarbide worden ook veel gebruikt in verschillende auto -componenten. Bovendien worden SIC-apparaten voornamelijk gebruikt in PCUS (stroomregelingsonderdelen, zoals ingebouwde DC/DC) en OBC's (laadunits) van nieuwe energievoertuigen. SIC -apparaten kunnen het gewicht en het volume van PCU -apparatuur verminderen, schakelverliezen verminderen en de werktemperatuur en systeemefficiëntie van apparaten verbeteren; Het is ook mogelijk om het vermogensniveau van het apparaat te verhogen, de circuitstructuur te vereenvoudigen, de vermogensdichtheid te verbeteren en de laadsnelheid tijdens het opladen van OBC te verhogen. Op dit moment hebben veel autobedrijven over de hele wereld siliciumcarbide gebruikt in meerdere modellen, en de grootschalige acceptatie van siliciumcarbide is een trend geworden.
Wanneer siliciumcarbide keramiek wordt gebruikt als belangrijke dragersematerialen in het productieproces van fotovoltaïsche cellen, hebben de resulterende producten zoals bootsteunen, bootboxen en pijpfittingen een goede thermische stabiliteit, niet vervormen bij gebruik bij hoge temperaturen en produceren ze geen schadelijke verontreinigende stoffen. Ze kunnen de veelgebruikte kwartsbootsteunen, bootboxen en pijpfittingen vervangen en aanzienlijke kostenvoordelen hebben.
Bovendien zijn de marktperspectieven voor fotovoltaïsche siliciumcarbide -energie -apparaten breed. SIC -materialen hebben een lagere weerstand, poortlading en omgekeerde herstellaadkarakteristieken. Het gebruik van SIC MOSFET of SIC MOSFET gecombineerd met SIC SBD -fotovoltaïsche omvormers kan de conversie -efficiëntie verhogen van 96%tot meer dan 99%, het energieverlies met meer dan 50%verminderen en de apparatuurcyclus 50 keer vergroten.
De synthese van siliciumcarbide -keramiek kan worden herleid tot de jaren 1890, wanneer siliciumcarbide voornamelijk werd gebruikt voor mechanische slijpmaterialen en refractaire materialen. Met de ontwikkeling van productietechnologie zijn hightech SIC-producten op grote schaal ontwikkeld en landen over de hele wereld besteden meer aandacht aan de industrialisatie van geavanceerd keramiek. Ze zijn niet langer tevreden met het bereiden van traditioneel siliciumcarbide -keramiek. Ondernemingen die hightech keramiek produceren, ontwikkelen zich sneller, vooral in ontwikkelde landen waar dit fenomeen groter is. Buitenlandse fabrikanten omvatten voornamelijk Saint Gobain, 3M, Ceramtec, Ibiden, Schunk, Narita Group, Toto Corporation, Coorstek, Kyocera, Aszac, Japan Jingke Ceramics Co., Ltd., Japan Special Ceramics Co., Ltd., Ltd., IPS Ceramics, enz.
De ontwikkeling van siliciumcarbide in China was relatief laat in vergelijking met ontwikkelde landen zoals Europa en Amerika. Sinds de eerste industriële oven voor de productie van SIC werd gebouwd in de eerste slijpwielfabriek in juni 1951, begon China siliciumcarbide te produceren. Binnenlandse fabrikanten van siliciumcarbide -keramiek zijn voornamelijk geconcentreerd in de provincie Shandong, de provincie Shandong. Volgens professionals komt dit omdat lokale kolenmijnbedrijven failliet gaan en transformatie zoeken. Sommige bedrijven hebben relevante apparatuur uit Duitsland geïntroduceerd om te beginnen met het onderzoeken en produceren van siliciumcarbide.ZPC is een van de grootste fabrikanten van reacties gesinterd siliciumcarbide.
Posttijd: nov-09-2024