Dina taun-taun ayeuna, semikonduktor sanyawa silikon karbida parantos nampi perhatian lega di industri. Sanajan kitu, salaku bahan-kinerja tinggi, silikon carbide ngan sabagian leutik alat éléktronik (dioda, alat kakuatan). Ogé bisa dipaké salaku abrasives, bahan motong, bahan struktural, bahan optik, operator katalis, sareng nu sanesna. Dinten ayeuna, kami utamina ngenalkeun keramik silikon karbida, anu gaduh kaunggulan stabilitas kimia, résistansi suhu luhur, résistansi ngagem, résistansi korosi, konduktivitas termal anu luhur, koefisien ékspansi termal rendah, dénsitas rendah, sareng kakuatan mékanis anu luhur. Éta téh loba dipaké dina widang kayaning mesin kimiawi, énergi jeung perlindungan lingkungan, semikonduktor, metallurgy, pertahanan nasional jeung industri militér.
Silikon karbida (SiC)ngandung silikon jeung karbon, sarta mangrupakeun sanyawa struktural multi tipe has, utamana kaasup dua bentuk kristal: α - SiC (tipe stabil suhu luhur) jeung β - SiC (tipe stabil suhu low). Jumlahna aya leuwih ti 200 multi jenis, diantarana 3C SiC tina β - SiC sareng 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC, sareng 15R SiC tina α - SiC mangrupikeun perwakilan.
Gambar SiC Struktur Multibody
Lamun hawa handap 1600 ℃, SiC aya dina bentuk β - SiC sarta bisa disiapkeun tina campuran basajan silikon jeung karbon di sabudeureun 1450 ℃. Lamun hawa ngaleuwihan 1600 ℃, β - SiC lalaunan robah jadi rupa polymorphs of α - SiC. 4H SiC gampang dihasilkeun dina sabudeureun 2000 ℃; Duanana polymorphs 6H jeung 15R merlukeun suhu luhur luhureun 2100 ℃ pikeun formasi gampang; 6H SiC bisa tetep stabil pisan sanajan dina suhu ngaleuwihan 2200 ℃, sahingga loba dipaké dina aplikasi industri.
Silikon karbida murni nyaéta kristal anu teu warnaan sareng transparan, sedengkeun karbida silikon industri tiasa henteu warnaan, konéng bulak, héjo ngora, héjo poék, biru muda, biru poék, atanapi bahkan hideung, kalayan tingkat transparansi anu turun. Industri abrasive ngagolongkeun silikon karbida kana dua jinis dumasar kana warna: karbida silikon hideung sareng karbida silikon héjo. Silikon carbide henteu warnaan kana héjo poék digolongkeun kana silikon karbida héjo, sedengkeun karbida silikon bulao dugi ka hideung digolongkeun salaku karbida silikon hideung. Hideung silikon carbide jeung héjo silikon carbide duanana alfa SiC kristal héksagonal, sarta héjo silikon carbide bubuk mikro umumna dipaké salaku bahan baku pikeun silikon carbide keramik.
Kinerja Keramik Silicon Carbide Disiapkeun ku Prosés Béda
Tapi, silikon carbide keramik boga kalemahan tina kateguhan narekahan low jeung brittleness tinggi. Ku alatan éta, dina taun panganyarna, keramik komposit dumasar kana silikon carbide keramik, kayaning serat (atawa kumis) tulangan, strengthening dispersi partikel hétérogén, sarta bahan hanca gradién, geus mecenghul successively, ngaronjatkeun kateguhan jeung kakuatan bahan individu.
Salaku bahan keramik struktural-suhu tinggi-kinerja tinggi, keramik karbida silikon geus beuki dilarapkeun dina kilns-suhu luhur, metallurgy baja, petrokimia, éléktronika mékanis, aerospace, énergi jeung perlindungan lingkungan, énergi nuklir, mobil jeung widang lianna.
Dina 2022, ukuran pasar keramik struktural silikon karbida di Cina diperkirakeun ngahontal 18.2 milyar yuan. Kalayan ékspansi salajengna tina widang aplikasi sareng kabutuhan kamekaran hilir, diperkirakeun yén ukuran pasar keramik struktural silikon karbida bakal ngahontal 29.6 milyar yuan ku 2025.
Dina mangsa nu bakal datang, kalawan ngaronjatna laju penetrasi kandaraan énergi anyar, tanaga, industri, komunikasi jeung widang lianna, kitu ogé sarat beuki ketat pikeun precision tinggi, résistansi maké tinggi, sarta reliabiliti tinggi komponén mékanis atawa komponén éléktronik dina sagala rupa widang, ukuran pasar produk keramik silikon carbide diperkirakeun terus dilegakeun, diantara nu kandaraan énergi anyar jeung photovoltaics mangrupakeun wewengkon ngembangkeun penting.
Keramik silikon karbida dianggo dina kiln keramik kusabab sipat mékanis suhu luhur anu saé, résistansi seuneu, sareng résistansi shock termal. Di antarana, roller kilns utamana dipaké pikeun drying, sintering, sarta perlakuan panas bahan éléktroda positif batré litium-ion, bahan éléktroda négatip, sarta éléktrolit. Batré litium bahan éléktroda positip sareng négatip penting pisan pikeun kendaraan énergi énggal. Perabot kiln keramik silikon karbida mangrupikeun komponén konci kiln, anu tiasa ningkatkeun kapasitas produksi kiln sareng ngirangan konsumsi énergi sacara signifikan.
Produk keramik silikon karbida ogé seueur dianggo dina sababaraha komponén otomotif. Sajaba ti éta, alat SiC utamana dipaké dina PCUs (unit kontrol kakuatan, kayaning on-board DC / DC) jeung OBCs (unit ngecas) kandaraan énergi anyar. Alat SiC tiasa ngirangan beurat sareng volume alat PCU, ngirangan karugian switch, sareng ningkatkeun suhu kerja sareng efisiensi sistem alat; Éta ogé mungkin pikeun ningkatkeun tingkat kakuatan unit, nyederhanakeun struktur sirkuit, ningkatkeun kapadetan kakuatan, sareng ningkatkeun laju ngecas nalika ngecas OBC. Ayeuna, seueur perusahaan mobil di sakumna dunya parantos nganggo silikon karbida dina sababaraha modél, sareng nyoko skala ageung karbida silikon parantos janten tren.
Nalika keramik silikon carbide dipaké salaku bahan pamawa konci dina prosés produksi sél photovoltaic, produk anu dihasilkeun kayaning ngarojong kapal, buleud kapal, sarta fittings pipe boga stabilitas termal alus, teu deform lamun dipaké dina suhu luhur, sarta teu ngahasilkeun polutan ngabahayakeun. Éta tiasa ngagentos pangrojong parahu quartz anu biasa dianggo, kotak kapal, sareng kelengkapan pipa, sareng gaduh kaunggulan biaya anu signifikan.
Salaku tambahan, prospek pasar alat listrik karbida silikon fotovoltaik lega. Bahan SiC gaduh résistansi, muatan gerbang, sareng ciri muatan pamulihan sabalikna. Ngagunakeun SiC Mosfet atanapi SiC Mosfet digabungkeun jeung SiC SBD inverters photovoltaic bisa ningkatkeun efisiensi konvérsi ti 96% nepi ka leuwih 99%, ngurangan leungitna énergi ku leuwih ti 50%, sarta ngaronjatkeun kahirupan siklus alat ku 50 kali.
Sintésis keramik silikon carbide bisa disusud deui ka 1890s, nalika silikon carbide ieu utamana dipaké pikeun bahan grinding mékanis jeung bahan refractory. Kalayan ngembangkeun téknologi produksi, produk SiC téknologi luhur parantos dikembangkeun sacara lega, sareng nagara-nagara di sakumna dunya langkung nengetan industrialisasi keramik canggih. Aranjeunna henteu deui wareg sareng persiapan keramik karbida silikon tradisional. Perusahaan anu ngahasilkeun keramik téknologi luhur ngembang langkung gancang, khususna di nagara maju dimana fenomena ieu langkung signifikan. Pabrikan asing utamina kalebet Saint Gobain, 3M, CeramTec, IBIDEN, Schunk, Narita Group, Toto Corporation, CoorsTek, Kyocera, Aszac, Japan Jingke Ceramics Co., Ltd., Japan Special Ceramics Co., Ltd., IPS Ceramics, jsb.
Pangembangan silikon karbida di Cina kawilang telat dibandingkeun sareng nagara-nagara maju sapertos Eropa sareng Amérika. Kusabab tungku industri munggaran pikeun manufaktur SiC diwangun di Pabrik Grinding Wheel munggaran dina Juni 1951, Cina mimiti ngahasilkeun silikon karbida. Pabrikan domestik keramik silikon carbide utamana konsentrasi di Kota Weifang, Propinsi Shandong. Numutkeun para profesional, ieu kusabab perusahaan pertambangan batubara lokal nuju bangkrut sareng milarian transformasi. Sababaraha perusahaan parantos ngenalkeun alat anu relevan ti Jerman pikeun ngamimitian nalungtik sareng ngahasilkeun silikon karbida.ZPC mangrupakeun salah sahiji produsén pangbadagna réaksi sintered silikon carbide.
waktos pos: Nov-09-2024