சமீபத்திய ஆண்டுகளில், சிலிக்கான் கார்பைடு கலவை குறைக்கடத்திகள் தொழில்துறையில் பரவலான கவனத்தைப் பெற்றுள்ளன. இருப்பினும், உயர் செயல்திறன் கொண்ட பொருளாக, சிலிக்கான் கார்பைடு மின்னணு சாதனங்களில் (டையோட்கள், சக்தி சாதனங்கள்) ஒரு சிறிய பகுதி மட்டுமே. இது சிராய்ப்புகள், வெட்டும் பொருட்கள், கட்டமைப்பு பொருட்கள், ஒளியியல் பொருட்கள், வினையூக்கி கேரியர்கள் மற்றும் பலவற்றாகவும் பயன்படுத்தப்படலாம். இன்று, நாம் முக்கியமாக சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்களை அறிமுகப்படுத்துகிறோம், அவை வேதியியல் நிலைத்தன்மை, அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பு, உடைகள் எதிர்ப்பு, அரிப்பு எதிர்ப்பு, அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன், குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகம், குறைந்த அடர்த்தி மற்றும் அதிக இயந்திர வலிமை போன்ற நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன. அவை வேதியியல் இயந்திரங்கள், ஆற்றல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு, குறைக்கடத்திகள், உலோகம், தேசிய பாதுகாப்பு மற்றும் இராணுவத் தொழில் போன்ற துறைகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC)சிலிக்கான் மற்றும் கார்பனைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் இது ஒரு பொதுவான பல வகை கட்டமைப்பு கலவை ஆகும், இதில் முக்கியமாக இரண்டு படிக வடிவங்கள் அடங்கும்: α – SiC (உயர்-வெப்பநிலை நிலையான வகை) மற்றும் β – SiC (குறைந்த-வெப்பநிலை நிலையான வகை). மொத்தம் 200 க்கும் மேற்பட்ட பல வகைகள் உள்ளன, அவற்றில் β – SiC இன் 3C SiC மற்றும் 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC மற்றும் α – SiC இன் 15R SiC ஆகியவை பிரதிநிதித்துவப்படுத்துகின்றன.
படம் SiC மல்டிபாடி அமைப்பு
வெப்பநிலை 1600 ℃ க்கும் குறைவாக இருக்கும்போது, SiC β – SiC வடிவத்தில் உள்ளது மற்றும் சிலிக்கான் மற்றும் கார்பனின் எளிய கலவையிலிருந்து சுமார் 1450 ℃ இல் தயாரிக்கப்படலாம். வெப்பநிலை 1600 ℃ ஐ தாண்டும்போது, β – SiC மெதுவாக α – SiC இன் பல்வேறு பாலிமார்ப்களாக மாறுகிறது. 4H SiC சுமார் 2000 ℃ இல் எளிதில் உருவாக்கப்படுகிறது; 6H மற்றும் 15R பாலிமார்ப்கள் இரண்டும் எளிதாக உருவாக்க 2100 ℃ க்கும் அதிகமான அதிக வெப்பநிலை தேவைப்படுகிறது; 6H SiC 2200 ℃ ஐ விட அதிகமான வெப்பநிலையில் கூட மிகவும் நிலையாக இருக்க முடியும், இது தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
தூய சிலிக்கான் கார்பைடு நிறமற்ற மற்றும் வெளிப்படையான படிகமாகும், அதே நேரத்தில் தொழில்துறை சிலிக்கான் கார்பைடு நிறமற்றதாக, வெளிர் மஞ்சள், வெளிர் பச்சை, அடர் பச்சை, வெளிர் நீலம், அடர் நீலம் அல்லது கருப்பு நிறமாகவும் இருக்கலாம், வெளிப்படைத்தன்மை அளவுகள் குறைகின்றன. சிராய்ப்புத் தொழில் சிலிக்கான் கார்பைடை நிறத்தின் அடிப்படையில் இரண்டு வகைகளாக வகைப்படுத்துகிறது: கருப்பு சிலிக்கான் கார்பைடு மற்றும் பச்சை சிலிக்கான் கார்பைடு. நிறமற்றது முதல் அடர் பச்சை வரையிலான சிலிக்கான் கார்பைடு பச்சை சிலிக்கான் கார்பைடு என்றும், வெளிர் நீலம் முதல் கருப்பு வரையிலான சிலிக்கான் கார்பைடு கருப்பு சிலிக்கான் கார்பைடு என்றும் வகைப்படுத்தப்படுகிறது. கருப்பு சிலிக்கான் கார்பைடு மற்றும் பச்சை சிலிக்கான் கார்பைடு இரண்டும் ஆல்பா SiC அறுகோண படிகங்கள், மேலும் பச்சை சிலிக்கான் கார்பைடு மைக்ரோ பவுடர் பொதுவாக சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்களுக்கான மூலப்பொருளாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது.
வெவ்வேறு செயல்முறைகளால் தயாரிக்கப்பட்ட சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்களின் செயல்திறன்
இருப்பினும், சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்கள் குறைந்த எலும்பு முறிவு கடினத்தன்மை மற்றும் அதிக உடையக்கூடிய தன்மை ஆகியவற்றின் குறைபாட்டைக் கொண்டுள்ளன. எனவே, சமீபத்திய ஆண்டுகளில், ஃபைபர் (அல்லது விஸ்கர்) வலுவூட்டல், பன்முகத்தன்மை கொண்ட துகள் பரவல் வலுப்படுத்துதல் மற்றும் சாய்வு செயல்பாட்டு பொருட்கள் போன்ற சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்களை அடிப்படையாகக் கொண்ட கலப்பு மட்பாண்டங்கள் தொடர்ச்சியாக வெளிவந்துள்ளன, இது தனிப்பட்ட பொருட்களின் கடினத்தன்மை மற்றும் வலிமையை மேம்படுத்துகிறது.
உயர் செயல்திறன் கொண்ட கட்டமைப்பு பீங்கான் உயர் வெப்பநிலை பொருளாக, சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்கள் உயர் வெப்பநிலை சூளைகள், எஃகு உலோகம், பெட்ரோ கெமிக்கல்ஸ், இயந்திர மின்னணுவியல், விண்வெளி, ஆற்றல் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பாதுகாப்பு, அணுசக்தி, ஆட்டோமொபைல்கள் மற்றும் பிற துறைகளில் அதிகளவில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.
2022 ஆம் ஆண்டில், சீனாவில் சிலிக்கான் கார்பைடு கட்டமைப்பு மட்பாண்டங்களின் சந்தை அளவு 18.2 பில்லியன் யுவானை எட்டும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது.பயன்பாட்டுத் துறைகளின் மேலும் விரிவாக்கம் மற்றும் கீழ்நிலை வளர்ச்சித் தேவைகளுடன், சிலிக்கான் கார்பைடு கட்டமைப்பு மட்பாண்டங்களின் சந்தை அளவு 2025 ஆம் ஆண்டளவில் 29.6 பில்லியன் யுவானை எட்டும் என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.
எதிர்காலத்தில், புதிய ஆற்றல் வாகனங்கள், ஆற்றல், தொழில், தகவல் தொடர்பு மற்றும் பிற துறைகளின் ஊடுருவல் விகிதம் அதிகரித்து வருவதோடு, பல்வேறு துறைகளில் உயர் துல்லியம், அதிக உடைகள் எதிர்ப்பு மற்றும் அதிக நம்பகத்தன்மை இயந்திர கூறுகள் அல்லது மின்னணு கூறுகளுக்கான கடுமையான தேவைகள் அதிகரித்து வருவதால், சிலிக்கான் கார்பைடு பீங்கான் பொருட்களின் சந்தை அளவு தொடர்ந்து விரிவடையும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, அவற்றில் புதிய ஆற்றல் வாகனங்கள் மற்றும் ஒளிமின்னழுத்தங்கள் முக்கியமான வளர்ச்சிப் பகுதிகளாகும்.
சிலிக்கான் கார்பைடு பீங்கான்கள் அவற்றின் சிறந்த உயர் வெப்பநிலை இயந்திர பண்புகள், தீ எதிர்ப்பு மற்றும் வெப்ப அதிர்ச்சி எதிர்ப்பு காரணமாக பீங்கான் சூளைகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. அவற்றில், ரோலர் சூளைகள் முக்கியமாக லித்தியம்-அயன் பேட்டரி நேர்மறை மின்முனை பொருட்கள், எதிர்மறை மின்முனை பொருட்கள் மற்றும் எலக்ட்ரோலைட்டுகளை உலர்த்துதல், சின்டரிங் செய்தல் மற்றும் வெப்ப சிகிச்சைக்கு பயன்படுத்தப்படுகின்றன. லித்தியம் பேட்டரி நேர்மறை மற்றும் எதிர்மறை மின்முனை பொருட்கள் புதிய ஆற்றல் வாகனங்களுக்கு இன்றியமையாதவை. சிலிக்கான் கார்பைடு பீங்கான் சூளை தளபாடங்கள் சூளைகளின் முக்கிய அங்கமாகும், இது சூளை உற்பத்தி திறனை மேம்படுத்தலாம் மற்றும் ஆற்றல் நுகர்வை கணிசமாகக் குறைக்கலாம்.
சிலிக்கான் கார்பைடு பீங்கான் தயாரிப்புகளும் பல்வேறு வாகன கூறுகளில் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. கூடுதலாக, SiC சாதனங்கள் முக்கியமாக புதிய ஆற்றல் வாகனங்களின் PCUகள் (ஆன்-போர்டு DC/DC போன்ற மின் கட்டுப்பாட்டு அலகுகள்) மற்றும் OBCகள் (சார்ஜிங் அலகுகள்) ஆகியவற்றில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. SiC சாதனங்கள் PCU உபகரணங்களின் எடை மற்றும் அளவைக் குறைக்கலாம், சுவிட்ச் இழப்புகளைக் குறைக்கலாம் மற்றும் சாதனங்களின் இயக்க வெப்பநிலை மற்றும் அமைப்பு செயல்திறனை மேம்படுத்தலாம்; OBC சார்ஜிங்கின் போது யூனிட் பவர் அளவை அதிகரிக்கவும், சுற்று கட்டமைப்பை எளிமைப்படுத்தவும், மின் அடர்த்தியை மேம்படுத்தவும், சார்ஜிங் வேகத்தை அதிகரிக்கவும் முடியும். தற்போது, உலகெங்கிலும் உள்ள பல கார் நிறுவனங்கள் பல மாடல்களில் சிலிக்கான் கார்பைடைப் பயன்படுத்துகின்றன, மேலும் சிலிக்கான் கார்பைடை பெரிய அளவில் ஏற்றுக்கொள்வது ஒரு போக்காக மாறியுள்ளது.
ஒளிமின்னழுத்த மின்கலங்களின் உற்பத்தி செயல்பாட்டில் சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்கள் முக்கிய கேரியர் பொருட்களாகப் பயன்படுத்தப்படும்போது, படகு ஆதரவுகள், படகுப் பெட்டிகள் மற்றும் குழாய் பொருத்துதல்கள் போன்ற விளைபொருட்கள் நல்ல வெப்ப நிலைத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, அதிக வெப்பநிலையில் பயன்படுத்தும்போது சிதைவதில்லை, மேலும் தீங்கு விளைவிக்கும் மாசுபாடுகளை உருவாக்காது. அவை பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் குவார்ட்ஸ் படகு ஆதரவுகள், படகுப் பெட்டிகள் மற்றும் குழாய் பொருத்துதல்களை மாற்றும், மேலும் குறிப்பிடத்தக்க செலவு நன்மைகளைக் கொண்டுள்ளன.
கூடுதலாக, ஃபோட்டோவோல்டாயிக் சிலிக்கான் கார்பைடு மின் சாதனங்களுக்கான சந்தை வாய்ப்புகள் பரந்த அளவில் உள்ளன. SiC பொருட்கள் குறைந்த எதிர்ப்பு, கேட் சார்ஜ் மற்றும் தலைகீழ் மீட்பு சார்ஜ் பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. SiC Mosfet அல்லது SiC Mosfet ஐ SiC SBD ஃபோட்டோவோல்டாயிக் இன்வெர்ட்டர்களுடன் இணைந்து பயன்படுத்துவது மாற்ற செயல்திறனை 96% இலிருந்து 99% க்கும் அதிகமாக அதிகரிக்கலாம், ஆற்றல் இழப்பை 50% க்கும் அதிகமாகக் குறைக்கலாம் மற்றும் உபகரண சுழற்சி ஆயுளை 50 மடங்கு அதிகரிக்கலாம்.
சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்களின் தொகுப்பு 1890 களில் இருந்து தொடங்குகிறது, அப்போது சிலிக்கான் கார்பைடு முக்கியமாக இயந்திர அரைக்கும் பொருட்கள் மற்றும் பயனற்ற பொருட்களுக்குப் பயன்படுத்தப்பட்டது. உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தின் வளர்ச்சியுடன், உயர் தொழில்நுட்ப SiC தயாரிப்புகள் பரவலாக உருவாக்கப்பட்டுள்ளன, மேலும் உலகெங்கிலும் உள்ள நாடுகள் மேம்பட்ட மட்பாண்டங்களின் தொழில்மயமாக்கலுக்கு அதிக கவனம் செலுத்தி வருகின்றன. பாரம்பரிய சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்களை தயாரிப்பதில் அவர்கள் இனி திருப்தி அடையவில்லை. உயர் தொழில்நுட்ப மட்பாண்டங்களை உற்பத்தி செய்யும் நிறுவனங்கள், குறிப்பாக இந்த நிகழ்வு மிகவும் முக்கியத்துவம் வாய்ந்த வளர்ந்த நாடுகளில், மிக வேகமாக வளர்ந்து வருகின்றன. வெளிநாட்டு உற்பத்தியாளர்களில் முக்கியமாக செயிண்ட் கோபேன், 3M, செராம்டெக், ஐபிடென், ஷங்க், நரிட்டா குரூப், டோட்டோ கார்ப்பரேஷன், கூர்ஸ்டெக், கியோசெரா, அசாக், ஜப்பான் ஜிங்கே செராமிக்ஸ் கோ., லிமிடெட், ஜப்பான் ஸ்பெஷல் செராமிக்ஸ் கோ., லிமிடெட், ஐபிஎஸ் செராமிக்ஸ் போன்றவை அடங்கும்.
ஐரோப்பா மற்றும் அமெரிக்கா போன்ற வளர்ந்த நாடுகளுடன் ஒப்பிடும்போது சீனாவில் சிலிக்கான் கார்பைடின் வளர்ச்சி ஒப்பீட்டளவில் தாமதமானது. SiC உற்பத்திக்கான முதல் தொழில்துறை உலை ஜூன் 1951 இல் முதல் அரைக்கும் சக்கர தொழிற்சாலையில் கட்டப்பட்டதிலிருந்து, சீனா சிலிக்கான் கார்பைடை உற்பத்தி செய்யத் தொடங்கியது. சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்களின் உள்நாட்டு உற்பத்தியாளர்கள் முக்கியமாக ஷான்டாங் மாகாணத்தின் வெய்ஃபாங் நகரில் குவிந்துள்ளனர். நிபுணர்களின் கூற்றுப்படி, உள்ளூர் நிலக்கரி சுரங்க நிறுவனங்கள் திவால்நிலையை எதிர்கொண்டு மாற்றத்தை நாடுகின்றன என்பதே இதற்குக் காரணம். சில நிறுவனங்கள் சிலிக்கான் கார்பைடை ஆராய்ச்சி செய்து உற்பத்தி செய்ய ஜெர்மனியில் இருந்து பொருத்தமான உபகரணங்களை அறிமுகப்படுத்தியுள்ளன.ZPC என்பது வினை வெப்பப்படுத்திய சிலிக்கான் கார்பைடை உற்பத்தி செய்யும் மிகப்பெரிய நிறுவனங்களில் ஒன்றாகும்.
இடுகை நேரம்: நவம்பர்-09-2024