În ultimii ani, semiconductorii compuși din carbură de siliciu au primit o atenție largă în industrie. Cu toate acestea, ca material de înaltă performanță, carbura de siliciu este doar o mică parte din dispozitivele electronice (diode, dispozitive electrice). Poate fi, de asemenea, utilizat ca abrazivi, materiale de tăiere, materiale structurale, materiale optice, purtători de catalizatori și multe altele. Astăzi, introducem în principal ceramică de carbură de siliciu, care au avantajele stabilității chimice, rezistenței la temperatură ridicată, rezistenței la uzură, rezistenței la coroziune, conductivității termice ridicate, coeficientului de expansiune termică scăzută, densității mici și rezistenței mecanice ridicate. Sunt utilizate pe scară largă în domenii precum utilaje chimice, protecție energetică și a mediului, semiconductori, metalurgie, apărare națională și industrie militară.
Carbură de siliciu (sic)Conține siliciu și carbon și este un compus structural tipic cu mai multe tipuri, incluzând în principal două forme de cristal: α-sic (tip stabil la temperatură înaltă) și β-sic (tip stabil la temperatură joasă). Există mai mult de 200 de tipuri multiple în total, printre care 3C sic de β - sic și 2H sic, 4H sic, 6H sic și 15r sic de α - sic sunt reprezentative.
Figura STRA STRUCTURĂ Multibody
Când temperatura este sub 1600 ℃, SIC există sub formă de β - sic și poate fi preparat dintr -un amestec simplu de siliciu și carbon la aproximativ 1450 ℃. Când temperatura depășește 1600 ℃, β - sic se transformă încet în diverse polimorfe de α - sic. 4H sic este generat cu ușurință la aproximativ 2000 ℃; Atât polimorfele 6H cât și 15R necesită temperaturi ridicate peste 2100 ℃ pentru o formare ușoară; 6H sic poate rămâne foarte stabilă chiar și la temperaturi care depășesc 2200 ℃, ceea ce îl face utilizat pe scară largă în aplicațiile industriale.
Carbură de siliciu pur este un cristal incolor și transparent, în timp ce carbura de siliciu industrial poate fi incoloră, galben pal, verde deschis, verde închis, albastru deschis, albastru închis sau chiar negru, cu niveluri de transparență scăzute. Industria abrazivă clasifică carbura de siliciu în două tipuri bazate pe culoare: carbură de siliciu negru și carbură de siliciu verde. Carbură incoloră de siliciu verde închis este clasificată ca carbură de siliciu verde, în timp ce albastru deschis până la carbură de siliciu negru este clasificat ca carbură de siliciu negru. Carbură de siliciu negru și carbură de siliciu verde sunt atât cristale hexagonale alfa sic, iar micro -pulberea de carbură de siliciu verde este utilizată în general ca materie primă pentru ceramica din carbură de siliciu.
Performanța ceramicii din carbură de siliciu pregătită prin diferite procese
Cu toate acestea, ceramica din carbură de siliciu are dezavantajul durității scăzute a fracturilor și a unei fragmente ridicate. Prin urmare, în ultimii ani, ceramica compozită bazată pe ceramică din carbură de siliciu, cum ar fi armarea cu fibre (sau bici), consolidarea dispersiei particulelor eterogene și materialele funcționale gradient, au apărut succesiv, îmbunătățind duritatea și rezistența materialelor individuale.
Ca un material de temperatură ceramică structurală de înaltă performanță, ceramica carburilor de siliciu au fost aplicate din ce în ce mai mult în cuptoarele cu temperaturi înalte, metalurgie din oțel, petrochimice, electronice mecanice, aerospațiale, protecție energetică și mediu, energie nucleară, automobile și alte câmpuri.
În 2022, dimensiunea pieței ceramicii structurale din carbură de siliciu din China este de așteptat să ajungă la 18,2 miliarde de yuani. Cu o extindere suplimentară a câmpurilor de aplicație și a nevoilor de creștere în aval, se estimează că dimensiunea pieței ceramicii structurale din carbură de siliciu va ajunge la 29,6 miliarde de yuani până în 2025.
În viitor, odată cu creșterea ratei de penetrare a noilor vehicule energetice, a energiei, a industriei, a comunicării și a altor domenii, precum și a cerințelor din ce în ce mai stricte pentru componente mecanice de înaltă precizie, de înaltă uzură și componente mecanice de înaltă fiabilitate sau componente electronice în diverse domenii, se estimează că dimensiunea pieței de carbură de siliciu sunt de așteptat să continue să se extindă, printre noi vehicule energetice și fotovoltaice.
Ceramica din carbură de siliciu sunt utilizate în cuptoarele ceramice datorită proprietăților lor mecanice excelente de temperatură ridicată, rezistenței la foc și rezistenței la șocuri termice. Printre ele, cuptoarele cu role sunt utilizate în principal pentru uscare, sinterizare și tratarea termică a materialelor cu electrod pozitiv cu baterie cu litiu, materiale cu electrod negativ și electroliți. Materialele cu electrozi pozitivi și negativi cu bateria de litiu sunt indispensabile pentru noile vehicule energetice. Mobilierul de cuptor ceramic din carbură de siliciu este o componentă cheie a cuptoarelor, care poate îmbunătăți capacitatea de producție a cuptorului și poate reduce semnificativ consumul de energie.
Produsele ceramice din carbură de siliciu sunt, de asemenea, utilizate pe scară largă în diverse componente auto. În plus, dispozitivele SIC sunt utilizate în principal în PCU (unități de control al puterii, cum ar fi DC/DC de la bord) și OBC-uri (unități de încărcare) ale noilor vehicule energetice. Dispozitivele SIC pot reduce greutatea și volumul echipamentelor PCU, pot reduce pierderile de comutatoare și pot îmbunătăți temperatura de lucru și eficiența sistemului de dispozitive; De asemenea, este posibilă creșterea nivelului de putere a unității, simplificarea structurii circuitului, îmbunătățirea densității puterii și creșterea vitezei de încărcare în timpul încărcării OBC. În prezent, multe companii auto din întreaga lume au folosit carbură de siliciu în mai multe modele, iar adoptarea pe scară largă a carburii de siliciu a devenit o tendință.
Atunci când ceramica din carbură de siliciu sunt utilizate ca materiale cheie ale purtătorului în procesul de producție a celulelor fotovoltaice, produsele rezultate, cum ar fi suporturile pentru bărci, cutiile pentru bărci și armăturile de conducte au o stabilitate termică bună, nu se deformează atunci când sunt utilizate la temperaturi ridicate și nu produc poluanți nocivi. Acestea pot înlocui suporturile de cuarț utilizate în mod obișnuit, cutii de bărci și armături de țeavă și au avantaje semnificative ale costurilor.
În plus, perspectivele de piață pentru dispozitivele de alimentare cu carbură de siliciu fotovoltaic sunt largi. Materialele SIC au caracteristici mai mici de rezistență, încărcare a porții și de recuperare inversă. Utilizarea SIC MOSFET sau SIC MOSFET combinată cu invertoarele fotovoltaice SIC SBD poate crește eficiența conversiei de la 96%la peste 99%, poate reduce pierderea de energie cu mai mult de 50%și crește durata de viață a echipamentului de 50 de ori.
Sinteza ceramicii din carbură de siliciu poate fi urmărită în anii 1890, când carbura de siliciu a fost utilizată în principal pentru materialele de măcinare mecanică și materialele refractare. Odată cu dezvoltarea tehnologiei de producție, produsele SIC de înaltă tehnologie au fost dezvoltate pe scară largă, iar țările din întreaga lume acordă mai multă atenție industrializării ceramicii avansate. Nu mai sunt mulțumiți de pregătirea ceramicii tradiționale de carbură de siliciu. Întreprinderile care produc ceramică de înaltă tehnologie se dezvoltă mai rapid, în special în țările dezvoltate, unde acest fenomen este mai semnificativ. Producătorii străini includ în principal Saint Gobain, 3M, Ceramtec, Ibiden, Schunk, Narita Group, Toto Corporation, Coorstek, Kyocera, Aszac, Japonia Jingke Ceramics Co., Ltd., Japonia Special Ceramics Co., Ltd., IPS Ceramics, etc.
Dezvoltarea carburii de siliciu în China a fost relativ târziu în comparație cu țările dezvoltate precum Europa și America. De când a fost construit primul cuptor industrial pentru fabricarea SIC la prima fabrică de roți de măcinare în iunie 1951, China a început să producă carbură de siliciu. Producătorii casnici de ceramică din carbură de siliciu sunt concentrați în principal în orașul Weifang, provincia Shandong. Potrivit profesioniștilor, acest lucru se datorează faptului că întreprinderile locale de minerit de cărbune se confruntă cu falimentul și caută transformarea. Unele companii au introdus echipamente relevante din Germania pentru a începe cercetarea și producerea de carbură de siliciu.ZPC este unul dintre cei mai mari producători de carbură de siliciu sinterizat de reacție.
Timpul post: 09-2024 nov