Vitet e fundit, gjysmëpërçuesit e kompleksit të karbidit të silikonit kanë marrë vëmendje të gjerë në industri. Sidoqoftë, si një material me performancë të lartë, karbidi i silikonit është vetëm një pjesë e vogël e pajisjeve elektronike (dioda, pajisje të energjisë). Mund të përdoret gjithashtu si gërryes, materiale prerjeje, materiale strukturore, materiale optike, transportues katalizatorësh dhe më shumë. Sot, ne kryesisht prezantojmë qeramikën e karbidit të silikonit, të cilat kanë avantazhet e stabilitetit kimik, rezistencën e lartë të temperaturës, rezistencën e konsumit, rezistencën ndaj korrozionit, përçueshmërinë e lartë termike, koeficientin e ulët të zgjerimit termik, densitetin e ulët dhe forcën e lartë mekanike. Ato përdoren gjerësisht në fusha të tilla si makineritë kimike, energjia dhe mbrojtja e mjedisit, gjysmëpërçuesit, metalurgjia, mbrojtja kombëtare dhe industria ushtarake.
Silicon Carbide (SIC)Përmban silikoni dhe karboni, dhe është një përbërës tipik strukturor shumë i tipit, kryesisht duke përfshirë dy forma kristal: α-sic (lloji i qëndrueshëm me temperaturë të lartë) dhe β-sic (lloji i qëndrueshëm me temperaturë të ulët). Në total ka më shumë se 200 lloje shumë, ndër të cilat 3C sic të β - sic dhe 2H sic, 4H siC, 6H siC dhe 15R sic të α - siC janë përfaqësues.
Figura SIC Struktura multibody
Kur temperatura është nën 1600 ℃, SIC ekziston në formën e β - sic dhe mund të përgatitet nga një përzierje e thjeshtë e silikonit dhe karbonit në rreth 1450. Kur temperatura tejkalon 1600 ℃, β - sic ngadalë shndërrohet në polimorfe të ndryshme të α - sic. 4H SIC gjenerohet lehtësisht në rreth 2000 ℃; Të dy polimorfet 6H dhe 15R kërkojnë temperatura të larta mbi 2100 ℃ për formimin e lehtë; 6H sic mund të mbetet shumë i qëndrueshëm edhe në temperaturat që tejkalojnë 2200 ℃, duke e bërë atë të përdoret gjerësisht në aplikimet industriale.
Karbid i pastër silikoni është një kristal i pangjyrë dhe transparent, ndërsa karbidi silikoni industrial mund të jetë i pangjyrë, i verdhë i zbehtë, jeshil i lehtë, jeshil i errët, blu e lehtë, blu e errët, apo edhe e zezë, me ulje të niveleve të transparencës. Industria gërryese kategorizon karbidin e silikonit në dy lloje të bazuara në ngjyrën: karbidin e silikonit të zi dhe karbidin e silikonit të gjelbër. Karbid i silikonit pa ngjyrë të gjelbër në të errët, klasifikohet si karbid i silikonit jeshil, ndërsa karbidi i lehtë i kaltër në të zezë silikoni klasifikohet si karbid i zi silikoni. Karbid i zi silikoni dhe karbid i silikonit të gjelbër janë të dy kristale gjashtëkëndore alfa sic, dhe mikro pluhur karbide silikoni i gjelbër zakonisht përdoret si lëndë e parë për qeramikën e karbidit silikoni.
Performanca e qeramikës së karbidit të silikonit të përgatitur nga procese të ndryshme
Sidoqoftë, qeramika e karbidit të silikonit ka disavantazhin e ashpërsisë së frakturës së ulët dhe brishtësisë së lartë. Prandaj, vitet e fundit, qeramika e përbërë e bazuar në qeramikën e karbidit silikoni, të tilla si përforcimi i fibrave (ose mustaqeve), forcimi i shpërndarjes së grimcave heterogjene dhe materialet funksionale të gradientit, janë shfaqur me sukses, duke përmirësuar ashpërsinë dhe forcën e materialeve individuale.
Si një material strukturor me temperaturë të lartë strukturore të temperaturës së lartë, qeramika e karbidit silikoni është aplikuar gjithnjë e më shumë në furrat me temperaturë të lartë, metallurgji të çelikut, petrokimikë, elektronikë mekanike, hapësirë ajrore, energji dhe mbrojtje mjedisore, energji bërthamore, automobila dhe fusha të tjera.
Në vitin 2022, madhësia e tregut të qeramikës strukturore të karbidit të silikonit në Kinë pritet të arrijë në 18.2 miliardë juanë. Me zgjerimin e mëtutjeshëm të fushave të aplikimit dhe nevojave të rritjes në rrjedhën e poshtme, vlerësohet se madhësia e tregut të qeramikës strukturore të karbidit silikoni do të arrijë në 29.6 miliardë juanë deri në vitin 2025.
Në të ardhmen, me rritjen e shkallës së depërtimit të automjeteve të reja të energjisë, energjisë, industrisë, komunikimit dhe fushave të tjera, si dhe kërkesave gjithnjë e më të rrepta për precizion të lartë, rezistencë të lartë të konsumit, dhe me besueshmëri të lartë komponentët mekanikë ose përbërësit elektronikë në fusha të ndryshme, madhësia e tregut të produkteve qeramike silikoni pritet të vazhdojë të zgjerojë, në të cilat automjetet e reja të energjisë dhe fotovolikët në fusha të rëndësishme zhvillimore.
Qeramika e karbidit të silikonit përdoret në furrat qeramike për shkak të vetive të shkëlqyera mekanike të temperaturës së lartë, rezistencës ndaj zjarrit dhe rezistencës së shokut termik. Midis tyre, furrat e rrotullave përdoren kryesisht për tharjen, shkrirjen dhe trajtimin e nxehtësisë së materialeve të elektrodës pozitive të baterisë litium-jon, materialeve të elektrodave negative dhe elektrolitet. Bateria litium Materialet e elektrodës pozitive dhe negative janë të domosdoshme për automjete të reja energjetike. Mobiljet e furrave qeramike të karbidit të silikonit janë një përbërës kryesor i furrave, të cilat mund të përmirësojnë kapacitetin e prodhimit të furrave dhe të zvogëlojnë ndjeshëm konsumin e energjisë.
Produktet qeramike të karbidit silikoni përdoren gjithashtu gjerësisht në përbërës të ndryshëm automobilistik. Për më tepër, pajisjet SIC përdoren kryesisht në PCUS (njësitë e kontrollit të energjisë, të tilla si DC/DC në bord) dhe OBC (njësi karikimi) të automjeteve të reja të energjisë. Pajisjet SIC mund të zvogëlojnë peshën dhe vëllimin e pajisjeve PCU, të zvogëlojnë humbjet e ndërprerës dhe të përmirësojnë temperaturën e punës dhe efikasitetin e sistemit të pajisjeve; Shtë gjithashtu e mundur të rritet niveli i fuqisë së njësisë, të thjeshtojë strukturën e qarkut, të përmirësojë densitetin e energjisë dhe të rrisë shpejtësinë e karikimit gjatë karikimit të OBC. Aktualisht, shumë kompani makinash në të gjithë botën kanë përdorur karbid silikoni në modele të shumta, dhe adoptimi në shkallë të gjerë i karbidit të silikonit është bërë një prirje.
Kur qeramika e karbidit silikoni përdoret si materiale kryesore bartëse në procesin e prodhimit të qelizave fotovoltaike, produktet që rezultojnë si mbështetësit e varkave, kutitë e varkave dhe pajisjet e tubave kanë stabilitet të mirë termik, nuk deformojnë kur përdoren në temperatura të larta dhe nuk prodhojnë ndotës të dëmshëm. Ata mund të zëvendësojnë mbështetjet e varkave kuarci të përdorur zakonisht, kutitë e varkave dhe pajisjet e tubave, dhe të kenë avantazhe të konsiderueshme të kostos.
Për më tepër, perspektivat e tregut për pajisjet e energjisë karbide silikoni fotovoltaik janë të gjera. Materialet SIC kanë më të ulët në rezistencën, ngarkimin e portës dhe karakteristikat e ngarkimit të rikuperimit të kundërt. Përdorimi i SIC MOSFET ose SIC MOSFET i kombinuar me invertorët fotovoltaikë të SBD SBD mund të rrisë efikasitetin e konvertimit nga 96%në mbi 99%, të zvogëlojë humbjen e energjisë me më shumë se 50%, dhe të rrisë jetën e ciklit të pajisjeve me 50 herë.
Sinteza e qeramikës së karbidit silikoni mund të gjurmohet në vitet 1890, kur karbidi silikoni u përdor kryesisht për materiale bluarëse mekanike dhe materiale zjarrduruese. Me zhvillimin e teknologjisë së prodhimit, produktet e teknologjisë së lartë janë zhvilluar gjerësisht, dhe vendet në mbarë botën po i kushtojnë më shumë vëmendje industrializimit të qeramikës së përparuar. Ata nuk janë më të kënaqur me përgatitjen e qeramikës tradicionale të karbidit të silikonit. Ndërmarrjet që prodhojnë qeramikë të teknologjisë së lartë po zhvillohen më shpejt, veçanërisht në vendet e zhvilluara ku ky fenomen është më i rëndësishëm. Prodhuesit e huaj përfshijnë kryesisht Saint Gobain, 3M, Ceramtec, Ibiden, Schunk, Narita Group, Toto Corporation, Coorstek, Kyocera, Aszac, Japan Jingke Ceramics Co, Ltd, Japoni Speciale Ceramics Co., Ltd., IPS Ceramics, etj.
Zhvillimi i karbidit të silikonit në Kinë ishte relativisht vonë në krahasim me vendet e zhvilluara si Evropa dhe Amerika. Që nga furra e parë industriale për prodhimin e SIC u ndërtua në fabrikën e parë të rrotave të bluarjes në qershor 1951, Kina filloi të prodhojë karbid silikoni. Prodhuesit vendas të qeramikës karbide silikoni janë përqendruar kryesisht në qytetin Weifang, Provinca Shandong. Sipas profesionistëve, kjo për shkak se ndërmarrjet lokale të minierave të qymyrit po përballen me falimentim dhe kërkojnë transformim. Disa kompani kanë prezantuar pajisje përkatëse nga Gjermania për të filluar hulumtimin dhe prodhimin e karbidit të silikonit.ZPC është një nga prodhuesit më të mëdhenj të karbidit të silikonit të sintetizuar të reagimit.
Koha e Postimit: Nëntor-09-2024