V posledných rokoch sa v priemysle venovali rozsiahla pozornosť polovodičom zlúčeniny kremíkových karbidov. Avšak ako vysokovýkonný materiál je karbid kremíka iba malá časť elektronických zariadení (diódy, výkonové zariadenia). Môže sa tiež použiť ako brúsivy, rezné materiály, konštrukčné materiály, optické materiály, nosiče katalyzátorov a ďalšie. Dnes predstavujeme hlavne keramiku karbidu kremíka, ktorá má výhody chemickej stability, vysokej teplotnej odolnosti, odporu opotrebovania, odolnosti proti korózii, vysokej tepelnej vodivosti, nízkej tepelnej expanznej koeficientu, nízkej hustoty a vysokej mechanickej pevnosti. Všeobecne sa používajú v oblastiach, ako sú chemické stroje, ochrana energie a životného prostredia, polovodiče, metalurgia, národná obrana a vojenský priemysel.
Kremíkový karbid (sic)Obsahuje kremík a uhlík a je typická viac-typová štrukturálna zlúčenina, ktorá zahŕňa hlavne dve kryštalické formy: a-sic (vysokoteplotný stabilný typ) a p-sic (nízkoteplotný stabilný typ). Celkovo existuje viac ako 200 viac typov, medzi ktorými sú reprezentatívne 3C SIC β - SIC a 2H SIC, 4H SIC, 6H SIC a 15R SIC a - SIC.
Obrázok SIC Multibody Structure
Ak je teplota pod 1600 ℃, existuje SIC vo forme β - sic a môže sa pripraviť z jednoduchej zmesi kremíka a uhlíka okolo 1450 °. Keď teplota presahuje 1600 ℃, p - SIC sa pomaly transformuje na rôzne polymorfy a - sic. 4H SIC sa ľahko generuje okolo roku 2000 ℃; Polymorfy 6H a 15R vyžadujú vysoké teploty nad 2100 ℃ na ľahkú tvorbu; 6H SIC môže zostať veľmi stabilný aj pri teplotách presahujúcich 2200 ℃, vďaka čomu je široko používaný v priemyselných aplikáciách.
Čistý karbid kremíka je bezfarebný a priehľadný kryštál, zatiaľ čo priemyselný karbid kremíka môže byť bezfarebný, bledožltý, svetlo zelený, tmavo zelený, svetlo modrý, tmavomodrý alebo dokonca čierny, so zníženou úrovňou priehľadnosti. Abrazívny priemysel kategorizuje karbid kremíka do dvoch typov na základe farby: čierny karbid kremíka a zelený karbid kremíka. Bezfarebný až tmavo zelený karbid kremíka je klasifikovaný ako zelený karbid kremíka, zatiaľ čo svetlo modrý až čierny kremíkový karbid je klasifikovaný ako čierny karbid kremíka. Čierny kremíkový karbid a zelený karbid kremíka sú alfa sic hexagonálne kryštály a mikropodniky karbidu zeleného kremíka sa zvyčajne používajú ako surovina na kremíkovú karbidovú keramiku.
Výkon kremíkovej karbidovej keramiky pripravenej rôznymi procesmi
Keramika karbidu kremíka má však nevýhodu húževnatosti s nízkou zlomeninou a vysokej krehkosti. Preto sa v posledných rokoch kompozitná keramika založená na kremíkovej karbidovej keramike, ako je zosilnenie vlákniny (alebo fúzy), heterogénne posilňovanie disperzných častíc a funkčné materiály gradientu, postupne, zlepšovanie húževnatosti a pevnosti jednotlivých materiálov.
Ako vysokovýkonný štrukturálny keramický materiál s vysokým teplotou, kremíková karbidová keramika sa čoraz viac uplatňuje vo vysokoteplotných peci, oceľový metalurgia, petrochemické látky, mechanická elektronika, letectvo, ochrana energie a životného prostredia, jadrové energie, automaty a iné oblasti.
V roku 2022 sa očakáva, že veľkosť trhu štrukturálnej keramiky kremíka v Číne dosiahne 18,2 miliardy juanov. Pri ďalšom rozširovaní aplikačných polí a potrieb rastu po prúde sa odhaduje, že veľkosť trhu štrukturálnej keramiky kremíka dosiahne do roku 2025 29,6 miliárd juanov.
V budúcnosti, so zvyšujúcou sa prienikovou mierou nových energetických vozidiel, energie, priemyslu, komunikácie a iných oblastí, ako aj čoraz prísne požiadavky na vysokú presnosť, vysokú odolnosť proti opotrebeniu a vysoké spoľahlivé mechanické komponenty alebo elektronické komponenty v rôznych oblastiach sa očakáva, že veľkosť kremíkových karbidových výrobkov na trhu sú dôležitými vývojovými oblasťami.
Keramika karbidu kremíka sa používa v keramických peci kvôli ich vynikajúcim mechanickým vlastnostiam s vysokou teplotou, odporom požiaru a odolnosti proti tepelnému šoku. Medzi nimi sa valcové pece používajú hlavne na sušenie, spekanie a tepelné spracovanie lítium-iónových materiálov pozitívnych na elektródu, negatívne elektródové materiály a elektrolyty. Lítiová batéria Pozitívne a záporné elektródové materiály sú nevyhnutné pre nové energetické vozidlá. Nábytok z keramického pece kremíka kremíka je kľúčovou súčasťou pecí, ktoré môžu zlepšiť výrobnú kapacitu pece a výrazne znížiť spotrebu energie.
Keramické výrobky z kremíka sa tiež široko používajú v rôznych automobilových komponentoch. Okrem toho sa zariadenia SIC používajú hlavne v PCUS (jednotky riadenia výkonu, ako napríklad palubné DC/DC) a OBC (nabíjacie jednotky) nových energetických vozidiel. Zariadenia SIC môžu znížiť hmotnosť a objem zariadení PCU, znížiť straty prepínača a zlepšiť pracovnú teplotu a účinnosť systému zariadení; Je tiež možné zvýšiť úroveň výkonu jednotky, zjednodušiť štruktúru obvodu, zlepšiť hustotu energie a zvýšiť rýchlosť nabíjania počas nabíjania OBC. V súčasnosti mnoho automobilových spoločností na celom svete používalo karbid kremíka vo viacerých modeloch a rozsiahle prijatie karbidu kremíka sa stalo trendom.
Ak sa kremíková keramika kremíka používa ako kľúčové materiály nosiča vo výrobnom procese fotovoltaických buniek, výsledné výrobky, ako sú podpery lodí, boxy na lodiach a potrubia, majú dobrú tepelnú stabilitu, pri použití pri vysokých teplotách sa nezdá a nevytvárajú škodlivé znečisťujúce látky. Môžu nahradiť bežne používané podpery Quartz Boat, člnové škatule a potrubné armatúry a majú značné nákladové výhody.
Vyhliadky na trhu pre fotovoltaické silikónové napájacie zariadenia na karbidy sú navyše široké. Materiály SIC majú nižšie odpor, náboj brány a charakteristiky náboja spätného vymáhania. Použitie SIC MOSFET alebo SIC MOSFET v kombinácii s invertormi SBD SBD môže zvýšiť účinnosť konverzie z 96%na viac ako 99%, znížiť stratu energie o viac ako 50%a zvýšiť životnosť cyklu zariadenia o 50 -krát.
Syntézu kremíkovej karbidovej keramiky sa dá vysledovať až do 90. rokov 20. storočia, keď sa karbid kremíka použil hlavne pre mechanické mletie a žiaruvzdorné materiály. Vďaka rozvoju výrobnej technológie sa high-tech produkty SIC široko rozvíjali a krajiny z celého sveta venujú väčšiu pozornosť industrializácii pokročilej keramiky. Už nie sú spokojní s prípravou tradičnej kremíkovej karbidovej keramiky. Podniky vyrábajúce špičkové keramiky sa rozvíjajú rýchlejšie, najmä v rozvinutých krajinách, v ktorých je tento jav významnejší. Medzi zahraničných výrobcov patria hlavne Saint Gobain, 3M, Ceramtec, Ibiden, Schunk, Narita Group, toto Corporation, Coorstek, Kyocera, ASZzac, Japan Jingke Ceramics Co., Ltd., Japonsko Special Ceramics Co., Ltd., keramika IPS atď.
Vývoj karbidu kremíka v Číne bol relatívne neskoro v porovnaní s rozvinutými krajinami ako Európa a Amerika. Od prvej priemyselnej pece na výrobu SIC bola postavená v prvej továrni na brúsenie kolies v júni 1951, Čína začala vyrábať karbid kremíka. Domáci výrobcovia kremíkovej keramiky kremíka sa sústreďujú hlavne v provincii Weifang City v provincii Shandong. Podľa profesionálov je to tak preto, že miestne podniky na ťažbu uhlia čelia bankrotu a hľadajú transformáciu. Niektoré spoločnosti zaviedli z Nemecka relevantné vybavenie na začatie výskumu a výroby karbidu kremíka.ZPC je jedným z najväčších výrobcu reakcie spekaného karbidu kremíka.
Čas príspevku: november-09-2024