මෑත වසරවලදී, සිලිකන් කාබයිඩ් සංයෝග අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තය තුළ පුළුල් අවධානයක් ලබා ඇත. කෙසේ වෙතත්, ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ද්‍රව්‍යයක් ලෙස, සිලිකන් කාබයිඩ් යනු ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල (ඩයෝඩ, බල උපාංග) කුඩා කොටසක් පමණි. එය උල්ෙල්ඛ, කැපුම් ද්‍රව්‍ය, ව්‍යුහාත්මක ද්‍රව්‍ය, දෘශ්‍ය ද්‍රව්‍ය, උත්ප්‍රේරක වාහක සහ තවත් බොහෝ දේ ලෙසද භාවිතා කළ හැකිය. අද, අපි ප්‍රධාන වශයෙන් සිලිකන් කාබයිඩ් පිඟන් මැටි හඳුන්වා දෙන අතර, ඒවායේ රසායනික ස්ථායිතාව, ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්‍රතිරෝධය, ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය, විඛාදන ප්‍රතිරෝධය, ඉහළ තාප සන්නායකතාවය, අඩු තාප ප්‍රසාරණ සංගුණකය, අඩු ඝනත්වය සහ ඉහළ යාන්ත්‍රික ශක්තිය යන වාසි ඇත. ඒවා රසායනික යන්ත්‍රෝපකරණ, බලශක්ති සහ පාරිසරික ආරක්ෂාව, අර්ධ සන්නායක, ලෝහ විද්‍යාව, ජාතික ආරක්ෂක සහ හමුදා කර්මාන්තය වැනි ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වේ.
සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC)සිලිකන් සහ කාබන් අඩංගු වන අතර, එය සාමාන්‍ය බහු වර්ගයේ ව්‍යුහාත්මක සංයෝගයකි, ප්‍රධාන වශයෙන් ස්ඵටික ආකාර දෙකක් ඇතුළත් වේ: α – SiC (ඉහළ-උෂ්ණත්ව ස්ථායී වර්ගය) සහ β – SiC (අඩු-උෂ්ණත්ව ස්ථායී වර්ගය). සමස්තයක් වශයෙන් බහු වර්ග 200 කට වඩා ඇති අතර, ඒ අතර β – SiC හි 3C SiC සහ 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC සහ α – SiC හි 15R SiC නියෝජනය වේ.
රූපය SiC බහු ශරීර ව්‍යුහය
උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 1600 ට අඩු විට, SiC β – SiC ආකාරයෙන් පවතින අතර සෙල්සියස් අංශක 1450 ක් පමණ වන විට සිලිකන් සහ කාබන් සරල මිශ්‍රණයකින් සකස් කළ හැකිය. උෂ්ණත්වය සෙල්සියස් අංශක 1600 ඉක්මවන විට, β – SiC සෙමෙන් α – SiC හි විවිධ බහුරූපී බවට පරිවර්තනය වේ. 4H SiC පහසුවෙන් සෙල්සියස් අංශක 2000 ක් පමණ වන විට ජනනය වේ; 6H සහ 15R බහුරූපී දෙකම පහසුවෙන් සෑදීම සඳහා සෙල්සියස් අංශක 2100 ට වැඩි ඉහළ උෂ්ණත්වයක් අවශ්‍ය වේ; සෙල්සියස් අංශක 2200 ඉක්මවන උෂ්ණත්වවලදී පවා 6H SiC ඉතා ස්ථායීව පැවතිය හැකි අතර, එය කාර්මික යෙදීම්වල බහුලව භාවිතා වේ.
පිරිසිදු සිලිකන් කාබයිඩ් යනු අවර්ණ සහ විනිවිද පෙනෙන ස්ඵටිකයකි, කාර්මික සිලිකන් කාබයිඩ් අවර්ණ, සුදුමැලි කහ, ලා කොළ, තද කොළ, ලා නිල්, තද නිල් හෝ කළු විය හැකි අතර විනිවිදභාවය අඩු වන මට්ටම් සමඟ. උල්ෙල්ඛ කර්මාන්තය සිලිකන් කාබයිඩ් වර්ණය මත පදනම්ව වර්ග දෙකකට වර්ගීකරණය කරයි: කළු සිලිකන් කාබයිඩ් සහ කොළ සිලිකන් කාබයිඩ්. අවර්ණ සිට තද කොළ සිලිකන් කාබයිඩ් කොළ සිලිකන් කාබයිඩ් ලෙස වර්ගීකරණය කර ඇති අතර ලා නිල් සිට කළු සිලිකන් කාබයිඩ් කළු සිලිකන් කාබයිඩ් ලෙස වර්ගීකරණය කර ඇත. කළු සිලිකන් කාබයිඩ් සහ කොළ සිලිකන් කාබයිඩ් යන දෙකම ඇල්ෆා SiC ෂඩාස්‍රාකාර ස්ඵටික වන අතර කොළ සිලිකන් කාබයිඩ් ක්ෂුද්‍ර කුඩු සාමාන්‍යයෙන් සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් සඳහා අමුද්‍රව්‍ය ලෙස භාවිතා කරයි.
විවිධ ක්‍රියාවලීන් මගින් සකස් කරන ලද සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් වල ක්‍රියාකාරිත්වය
කෙසේ වෙතත්, සිලිකන් කාබයිඩ් පිඟන් මැටිවල අවාසිය නම් අඩු අස්ථි බිඳීමේ තද බව සහ ඉහළ බිඳෙනසුලු බවයි. එමනිසා, මෑත වසරවලදී, සිලිකන් කාබයිඩ් පිඟන් මැටි මත පදනම් වූ සංයුක්ත පිඟන් මැටි, එනම් තන්තු (හෝ උඩු රැවුල) ශක්තිමත් කිරීම, විෂමජාතීය අංශු විසරණය ශක්තිමත් කිරීම සහ අනුක්‍රමික ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍ය, තනි ද්‍රව්‍යවල තද බව සහ ශක්තිය වැඩි දියුණු කරමින් අනුපිළිවෙලින් මතු වී ඇත.
ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ව්‍යුහාත්මක සෙරමික් අධි-උෂ්ණත්ව ද්‍රව්‍යයක් ලෙස, සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් ඉහළ-උෂ්ණත්ව උඳුන්, වානේ ලෝහ විද්‍යාව, ඛනිජ රසායනික ද්‍රව්‍ය, යාන්ත්‍රික ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ, අභ්‍යවකාශ, බලශක්ති සහ පාරිසරික ආරක්ෂාව, න්‍යෂ්ටික බලශක්තිය, මෝටර් රථ සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්‍රවල වැඩි වැඩියෙන් යොදනු ලැබේ.
2022 දී චීනයේ සිලිකන් කාබයිඩ් ව්‍යුහාත්මක සෙරමික් වෙළඳපල ප්‍රමාණය යුවාන් බිලියන 18.2 දක්වා ළඟා වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ.යෙදුම් ක්ෂේත්‍ර තවදුරටත් පුළුල් වීම සහ පහළට යන වර්ධන අවශ්‍යතා සමඟ, 2025 වන විට සිලිකන් කාබයිඩ් ව්‍යුහාත්මක සෙරමික් වෙළඳපල ප්‍රමාණය යුවාන් බිලියන 29.6 දක්වා ළඟා වනු ඇතැයි ගණන් බලා ඇත.
අනාගතයේදී, නව බලශක්ති වාහන, බලශක්තිය, කර්මාන්ත, සන්නිවේදනය සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්‍රවල වැඩිවන විනිවිද යාමේ අනුපාතය මෙන්ම විවිධ ක්ෂේත්‍රවල ඉහළ නිරවද්‍යතාවය, ඉහළ ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය සහ ඉහළ විශ්වසනීයත්වය සහිත යාන්ත්‍රික සංරචක හෝ ඉලෙක්ට්‍රොනික සංරචක සඳහා වැඩි වැඩියෙන් දැඩි අවශ්‍යතා සමඟ, සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් නිෂ්පාදනවල වෙළඳපල ප්‍රමාණය අඛණ්ඩව පුළුල් වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කරන අතර, ඒ අතර නව බලශක්ති වාහන සහ ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා වැදගත් සංවර්ධන ක්ෂේත්‍ර වේ.
සිලිකන් කාබයිඩ් පිඟන් මැටි
සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් නිෂ්පාදන විවිධ මෝටර් රථ සංරචකවල ද බහුලව භාවිතා වේ. ඊට අමතරව, SiC උපාංග ප්‍රධාන වශයෙන් නව බලශක්ති වාහනවල PCU (බල පාලන ඒකක, පුවරුවේ DC/DC වැනි) සහ OBC (ආරෝපණ ඒකක) වල භාවිතා වේ. SiC උපාංගවලට PCU උපකරණවල බර සහ පරිමාව අඩු කිරීමට, ස්විච් පාඩු අඩු කිරීමට සහ උපාංගවල ක්‍රියාකාරී උෂ්ණත්වය සහ පද්ධති කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීමට හැකිය; OBC ආරෝපණය කිරීමේදී ඒකක බල මට්ටම වැඩි කිරීමට, පරිපථ ව්‍යුහය සරල කිරීමට, බල ඝනත්වය වැඩි දියුණු කිරීමට සහ ආරෝපණ වේගය වැඩි කිරීමට ද හැකිය. වර්තමානයේ, ලොව පුරා බොහෝ මෝටර් රථ සමාගම් බහු මාදිලිවල සිලිකන් කාබයිඩ් භාවිතා කර ඇති අතර, සිලිකන් කාබයිඩ් විශාල පරිමාණයෙන් භාවිතා කිරීම ප්‍රවණතාවක් බවට පත්ව ඇත.
ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා සෛල නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලියේදී සිලිකන් කාබයිඩ් පිඟන් මැටි ප්‍රධාන වාහක ද්‍රව්‍ය ලෙස භාවිතා කරන විට, බෝට්ටු ආධාරක, බෝට්ටු පෙට්ටි සහ පයිප්ප සවි කිරීම් වැනි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන නිෂ්පාදන හොඳ තාප ස්ථායීතාවයක් ඇති අතර, ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී භාවිතා කරන විට විරූපණය නොවන අතර හානිකර දූෂක නිපදවන්නේ නැත. ඒවාට බහුලව භාවිතා වන ක්වාර්ට්ස් බෝට්ටු ආධාරක, බෝට්ටු පෙට්ටි සහ පයිප්ප සවි කිරීම් ප්‍රතිස්ථාපනය කළ හැකි අතර සැලකිය යුතු පිරිවැය වාසි ඇත.
මීට අමතරව, ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා සිලිකන් කාබයිඩ් බල උපාංග සඳහා වෙළඳපල අපේක්ෂාවන් පුළුල් ය. SiC ද්‍රව්‍යවල ප්‍රතිරෝධය, ගේට්ටු ආරෝපණය සහ ප්‍රතිලෝම ප්‍රතිසාධන ආරෝපණ ලක්ෂණ අඩුය. SiC Mosfet හෝ SiC Mosfet SBD ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා ඉන්වර්ටර් සමඟ ඒකාබද්ධව භාවිතා කිරීමෙන් පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාව 96% සිට 99% දක්වා වැඩි කළ හැකි අතර, බලශක්ති අලාභය 50% ට වඩා අඩු කළ හැකි අතර, උපකරණ චක්‍ර ආයු කාලය 50 ගුණයකින් වැඩි කළ හැකිය.
සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් සංස්ලේෂණය 1890 ගණන්වල සිට සොයාගත හැකි අතර, සිලිකන් කාබයිඩ් ප්‍රධාන වශයෙන් යාන්ත්‍රික ඇඹරුම් ද්‍රව්‍ය සහ පරාවර්තක ද්‍රව්‍ය සඳහා භාවිතා කරන ලදී. නිෂ්පාදන තාක්‍ෂණයේ දියුණුවත් සමඟ, අධි තාක්‍ෂණික SiC නිෂ්පාදන පුළුල් ලෙස සංවර්ධනය වී ඇති අතර, ලොව පුරා රටවල් දියුණු සෙරමික් කාර්මිකකරණය කෙරෙහි වැඩි අවධානයක් යොමු කරයි. සාම්ප්‍රදායික සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් සකස් කිරීම ගැන ඔවුන් තවදුරටත් සෑහීමකට පත් නොවේ. අධි තාක්‍ෂණික සෙරමික් නිෂ්පාදනය කරන ව්‍යවසායන් වඩාත් වේගයෙන් සංවර්ධනය වෙමින් පවතී, විශේෂයෙන් මෙම සංසිද්ධිය වඩාත් වැදගත් වන දියුණු රටවල. විදේශීය නිෂ්පාදකයින්ට ප්‍රධාන වශයෙන් Saint Gobain, 3M, CeramTec, IBIDEN, Schunk, Narita Group, Toto Corporation, CoorsTek, Kyocera, Aszac, Japan Jingke Ceramics Co., Ltd., Japan Special Ceramics Co., Ltd., IPS සෙරමික් යනාදිය ඇතුළත් වේ.
යුරෝපය සහ ඇමරිකාව වැනි දියුණු රටවලට සාපේක්ෂව චීනයේ සිලිකන් කාබයිඩ් සංවර්ධනය සාපේක්ෂව ප්‍රමාද විය. SiC නිෂ්පාදනය සඳහා පළමු කාර්මික උදුන 1951 ජුනි මාසයේදී පළමු ඇඹරුම් රෝද කර්මාන්ත ශාලාවේදී ඉදිකරන ලද බැවින්, චීනය සිලිකන් කාබයිඩ් නිෂ්පාදනය ආරම්භ කළේය. සිලිකන් කාබයිඩ් පිඟන් මැටි දේශීය නිෂ්පාදකයින් ප්‍රධාන වශයෙන් ෂැන්ඩොං පළාතේ වයිෆැන්ග් නගරයේ සංකේන්ද්‍රණය වී ඇත. වෘත්තිකයන්ට අනුව, මෙයට හේතුව දේශීය ගල් අඟුරු කැණීම් ව්‍යවසායන් බංකොලොත්භාවයට මුහුණ දී පරිවර්තනයක් අපේක්ෂා කිරීමයි. සිලිකන් කාබයිඩ් පර්යේෂණ කිරීම සහ නිෂ්පාදනය කිරීම ආරම්භ කිරීම සඳහා සමහර සමාගම් ජර්මනියෙන් අදාළ උපකරණ හඳුන්වා දී ඇත.ZPC යනු ප්‍රතික්‍රියා සින්ටර් කරන ලද සිලිකන් කාබයිඩ් නිෂ්පාදනයේ විශාලතම නිෂ්පාදකයෙකි.
පළ කිරීමේ කාලය: නොවැම්බර්-09-2024