ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, సిలికాన్ కార్బైడ్ సమ్మేళన సెమీకండక్టర్లు పరిశ్రమలో విస్తృత దృష్టిని ఆకర్షించాయి. అయితే, అధిక-పనితీరు గల పదార్థంగా, సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో (డయోడ్‌లు, పవర్ పరికరాలు) ఒక చిన్న భాగం మాత్రమే. దీనిని అబ్రాసివ్‌లు, కటింగ్ మెటీరియల్స్, స్ట్రక్చరల్ మెటీరియల్స్, ఆప్టికల్ మెటీరియల్స్, ఉత్ప్రేరక వాహకాలు మరియు మరిన్నింటిగా కూడా ఉపయోగించవచ్చు. నేడు, మేము ప్రధానంగా సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్‌లను పరిచయం చేస్తున్నాము, ఇవి రసాయన స్థిరత్వం, అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత, దుస్తులు నిరోధకత, తుప్పు నిరోధకత, అధిక ఉష్ణ వాహకత, తక్కువ ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం, తక్కువ సాంద్రత మరియు అధిక యాంత్రిక బలం వంటి ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి. రసాయన యంత్రాలు, శక్తి మరియు పర్యావరణ పరిరక్షణ, సెమీకండక్టర్లు, లోహశాస్త్రం, జాతీయ రక్షణ మరియు సైనిక పరిశ్రమ వంటి రంగాలలో వీటిని విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్నారు.
సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC)సిలికాన్ మరియు కార్బన్‌లను కలిగి ఉంటుంది మరియు ఇది ఒక సాధారణ బహుళ-రకం నిర్మాణ సమ్మేళనం, ప్రధానంగా రెండు స్ఫటిక రూపాలను కలిగి ఉంటుంది: α – SiC (అధిక-ఉష్ణోగ్రత స్థిర రకం) మరియు β – SiC (తక్కువ-ఉష్ణోగ్రత స్థిర రకం). మొత్తం 200 కంటే ఎక్కువ బహుళ రకాలు ఉన్నాయి, వీటిలో β – SiC యొక్క 3C SiC మరియు 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC మరియు α – SiC యొక్క 15R SiC ప్రాతినిధ్యం వహిస్తాయి.
ఫిగర్ SiC మల్టీబాడీ స్ట్రక్చర్
ఉష్ణోగ్రత 1600 ℃ కంటే తక్కువగా ఉన్నప్పుడు, SiC β – SiC రూపంలో ఉంటుంది మరియు దీనిని సిలికాన్ మరియు కార్బన్ యొక్క సాధారణ మిశ్రమం నుండి 1450 ℃ వద్ద తయారు చేయవచ్చు. ఉష్ణోగ్రత 1600 ℃ దాటినప్పుడు, β – SiC నెమ్మదిగా α – SiC యొక్క వివిధ పాలిమార్ఫ్‌లుగా రూపాంతరం చెందుతుంది. 4H SiC సులభంగా 2000 ℃ వద్ద ఉత్పత్తి అవుతుంది; 6H మరియు 15R పాలిమార్ఫ్‌లు రెండూ సులభంగా ఏర్పడటానికి 2100 ℃ కంటే ఎక్కువ అధిక ఉష్ణోగ్రతలు అవసరం; 6H SiC 2200 ℃ కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రతల వద్ద కూడా చాలా స్థిరంగా ఉంటుంది, ఇది పారిశ్రామిక అనువర్తనాల్లో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.
స్వచ్ఛమైన సిలికాన్ కార్బైడ్ రంగులేని మరియు పారదర్శక స్ఫటికం, అయితే పారిశ్రామిక సిలికాన్ కార్బైడ్ రంగులేనిది, లేత పసుపు, లేత ఆకుపచ్చ, ముదురు ఆకుపచ్చ, లేత నీలం, ముదురు నీలం లేదా నలుపు రంగులో ఉండవచ్చు, పారదర్శకత స్థాయిలు తగ్గుతాయి. రాపిడి పరిశ్రమ సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను రంగు ఆధారంగా రెండు రకాలుగా వర్గీకరిస్తుంది: నలుపు సిలికాన్ కార్బైడ్ మరియు ఆకుపచ్చ సిలికాన్ కార్బైడ్. రంగులేని నుండి ముదురు ఆకుపచ్చ సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను ఆకుపచ్చ సిలికాన్ కార్బైడ్‌గా వర్గీకరించగా, లేత నీలం నుండి నలుపు సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను నల్ల సిలికాన్ కార్బైడ్‌గా వర్గీకరించింది. నల్ల సిలికాన్ కార్బైడ్ మరియు ఆకుపచ్చ సిలికాన్ కార్బైడ్ రెండూ ఆల్ఫా SiC షట్కోణ స్ఫటికాలు మరియు ఆకుపచ్చ సిలికాన్ కార్బైడ్ మైక్రో పౌడర్‌ను సాధారణంగా సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్‌కు ముడి పదార్థంగా ఉపయోగిస్తారు.
వివిధ ప్రక్రియల ద్వారా తయారు చేయబడిన సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ పనితీరు
అయితే, సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ తక్కువ పగులు దృఢత్వం మరియు అధిక పెళుసుదనం అనే ప్రతికూలతను కలిగి ఉన్నాయి. అందువల్ల, ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, ఫైబర్ (లేదా విస్కర్) రీన్‌ఫోర్స్‌మెంట్, హెటెరోజెరోజియో పార్టికల్ డిస్పర్షన్ స్ట్రెంటింగ్ మరియు గ్రేడియంట్ ఫంక్షనల్ మెటీరియల్స్ వంటి సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్‌పై ఆధారపడిన మిశ్రమ సిరామిక్స్ వరుసగా ఉద్భవించాయి, ఇవి వ్యక్తిగత పదార్థాల దృఢత్వం మరియు బలాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.
అధిక-పనితీరు గల స్ట్రక్చరల్ సిరామిక్ హై-టెంపరేచర్ మెటీరియల్‌గా, సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ అధిక-ఉష్ణోగ్రత బట్టీలు, ఉక్కు లోహశాస్త్రం, పెట్రోకెమికల్స్, మెకానికల్ ఎలక్ట్రానిక్స్, ఏరోస్పేస్, శక్తి మరియు పర్యావరణ పరిరక్షణ, అణుశక్తి, ఆటోమొబైల్స్ మరియు ఇతర రంగాలలో ఎక్కువగా వర్తించబడుతున్నాయి.
2022లో, చైనాలో సిలికాన్ కార్బైడ్ స్ట్రక్చరల్ సిరామిక్స్ మార్కెట్ పరిమాణం 18.2 బిలియన్ యువాన్లకు చేరుకుంటుందని అంచనా. అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌ల మరింత విస్తరణ మరియు దిగువ వృద్ధి అవసరాలతో, సిలికాన్ కార్బైడ్ స్ట్రక్చరల్ సిరామిక్స్ మార్కెట్ పరిమాణం 2025 నాటికి 29.6 బిలియన్ యువాన్లకు చేరుకుంటుందని అంచనా.
భవిష్యత్తులో, కొత్త శక్తి వాహనాలు, శక్తి, పరిశ్రమ, కమ్యూనికేషన్ మరియు ఇతర రంగాల వ్యాప్తి రేటు పెరుగుతుండటం, అలాగే వివిధ రంగాలలో అధిక-ఖచ్చితత్వం, అధిక దుస్తులు నిరోధకత మరియు అధిక విశ్వసనీయత యాంత్రిక భాగాలు లేదా ఎలక్ట్రానిక్ భాగాల కోసం పెరుగుతున్న కఠినమైన అవసరాలతో, సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ ఉత్పత్తుల మార్కెట్ పరిమాణం విస్తరిస్తూనే ఉంటుందని భావిస్తున్నారు, వీటిలో కొత్త శక్తి వాహనాలు మరియు ఫోటోవోల్టాయిక్స్ ముఖ్యమైన అభివృద్ధి ప్రాంతాలు.
సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ వాటి అద్భుతమైన అధిక-ఉష్ణోగ్రత యాంత్రిక లక్షణాలు, అగ్ని నిరోధకత మరియు ఉష్ణ షాక్ నిరోధకత కారణంగా సిరామిక్ బట్టీలలో ఉపయోగించబడతాయి. వాటిలో, రోలర్ బట్టీలను ప్రధానంగా లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీ పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు, ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు మరియు ఎలక్ట్రోలైట్‌లను ఎండబెట్టడం, సింటరింగ్ చేయడం మరియు వేడి చికిత్స కోసం ఉపయోగిస్తారు. లిథియం బ్యాటరీ పాజిటివ్ మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్ పదార్థాలు కొత్త శక్తి వాహనాలకు ఎంతో అవసరం. సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ బట్టీ ఫర్నిచర్ బట్టీలలో కీలకమైన భాగం, ఇది బట్టీ ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది మరియు శక్తి వినియోగాన్ని గణనీయంగా తగ్గిస్తుంది.
సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్ ఉత్పత్తులు వివిధ ఆటోమోటివ్ భాగాలలో కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. అదనంగా, SiC పరికరాలను ప్రధానంగా కొత్త శక్తి వాహనాల PCUలు (ఆన్-బోర్డ్ DC/DC వంటి విద్యుత్ నియంత్రణ యూనిట్లు) మరియు OBCలు (ఛార్జింగ్ యూనిట్లు)లో ఉపయోగిస్తారు. SiC పరికరాలు PCU పరికరాల బరువు మరియు వాల్యూమ్‌ను తగ్గించగలవు, స్విచ్ నష్టాలను తగ్గించగలవు మరియు పరికరాల పని ఉష్ణోగ్రత మరియు సిస్టమ్ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి; OBC ఛార్జింగ్ సమయంలో యూనిట్ పవర్ స్థాయిని పెంచడం, సర్క్యూట్ నిర్మాణాన్ని సరళీకృతం చేయడం, విద్యుత్ సాంద్రతను మెరుగుపరచడం మరియు ఛార్జింగ్ వేగాన్ని పెంచడం కూడా సాధ్యమే. ప్రస్తుతం, ప్రపంచవ్యాప్తంగా అనేక కార్ కంపెనీలు బహుళ మోడళ్లలో సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను ఉపయోగించాయి మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను పెద్ద ఎత్తున స్వీకరించడం ఒక ట్రెండ్‌గా మారింది.
ఫోటోవోల్టాయిక్ సెల్స్ ఉత్పత్తి ప్రక్రియలో సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్‌ను కీలకమైన క్యారియర్ మెటీరియల్‌గా ఉపయోగించినప్పుడు, బోట్ సపోర్ట్‌లు, బోట్ బాక్స్‌లు మరియు పైప్ ఫిట్టింగ్‌లు వంటి ఉత్పత్తులు మంచి ఉష్ణ స్థిరత్వాన్ని కలిగి ఉంటాయి, అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద ఉపయోగించినప్పుడు వైకల్యం చెందవు మరియు హానికరమైన కాలుష్య కారకాలను ఉత్పత్తి చేయవు. అవి సాధారణంగా ఉపయోగించే క్వార్ట్జ్ బోట్ సపోర్ట్‌లు, బోట్ బాక్స్‌లు మరియు పైప్ ఫిట్టింగ్‌లను భర్తీ చేయగలవు మరియు గణనీయమైన ఖర్చు ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటాయి.
అదనంగా, ఫోటోవోల్టాయిక్ సిలికాన్ కార్బైడ్ పవర్ పరికరాలకు మార్కెట్ అవకాశాలు విస్తృతంగా ఉన్నాయి. SiC పదార్థాలు తక్కువ నిరోధకత, గేట్ ఛార్జ్ మరియు రివర్స్ రికవరీ ఛార్జ్ లక్షణాలను కలిగి ఉంటాయి. SiC Mosfet లేదా SiC Mosfet ను SiC SBD ఫోటోవోల్టాయిక్ ఇన్వర్టర్లతో కలిపి ఉపయోగించడం వలన మార్పిడి సామర్థ్యం 96% నుండి 99% కంటే ఎక్కువగా పెరుగుతుంది, శక్తి నష్టాన్ని 50% కంటే ఎక్కువగా తగ్గిస్తుంది మరియు పరికరాల చక్ర జీవితాన్ని 50 రెట్లు పెంచుతుంది.
సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ యొక్క సంశ్లేషణ 1890ల నాటిది, ఆ కాలంలో సిలికాన్ కార్బైడ్ ప్రధానంగా యాంత్రిక గ్రైండింగ్ పదార్థాలు మరియు వక్రీభవన పదార్థాలకు ఉపయోగించబడింది. ఉత్పత్తి సాంకేతికత అభివృద్ధితో, హై-టెక్ SiC ఉత్పత్తులు విస్తృతంగా అభివృద్ధి చేయబడ్డాయి మరియు ప్రపంచవ్యాప్తంగా ఉన్న దేశాలు అధునాతన సిరామిక్స్ యొక్క పారిశ్రామికీకరణపై ఎక్కువ శ్రద్ధ చూపుతున్నాయి. సాంప్రదాయ సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ తయారీతో వారు ఇకపై సంతృప్తి చెందడం లేదు. హై-టెక్ సిరామిక్స్ ఉత్పత్తి చేసే సంస్థలు మరింత వేగంగా అభివృద్ధి చెందుతున్నాయి, ముఖ్యంగా ఈ దృగ్విషయం మరింత ముఖ్యమైనదిగా ఉన్న అభివృద్ధి చెందిన దేశాలలో. విదేశీ తయారీదారులలో ప్రధానంగా సెయింట్ గోబైన్, 3M, సెరామ్‌టెక్, ఐబిడెన్, షుంక్, నరిటా గ్రూప్, టోటో కార్పొరేషన్, కూర్స్‌టెక్, క్యోసెరా, అజాక్, జపాన్ జింగ్కే సిరామిక్స్ కో., లిమిటెడ్, జపాన్ స్పెషల్ సిరామిక్స్ కో., లిమిటెడ్, ఐపిఎస్ సిరామిక్స్ మొదలైనవి ఉన్నాయి.
యూరప్ మరియు అమెరికా వంటి అభివృద్ధి చెందిన దేశాలతో పోలిస్తే చైనాలో సిలికాన్ కార్బైడ్ అభివృద్ధి చాలా ఆలస్యంగా జరిగింది. జూన్ 1951లో ఫస్ట్ గ్రైండింగ్ వీల్ ఫ్యాక్టరీలో SiC తయారీకి మొదటి పారిశ్రామిక కొలిమిని నిర్మించినప్పటి నుండి, చైనా సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను ఉత్పత్తి చేయడం ప్రారంభించింది. సిలికాన్ కార్బైడ్ సిరామిక్స్ యొక్క దేశీయ తయారీదారులు ప్రధానంగా షాన్‌డాంగ్ ప్రావిన్స్‌లోని వైఫాంగ్ నగరంలో కేంద్రీకృతమై ఉన్నారు. నిపుణుల అభిప్రాయం ప్రకారం, స్థానిక బొగ్గు మైనింగ్ సంస్థలు దివాలా తీయడం మరియు పరివర్తన కోరుకోవడం దీనికి కారణం. కొన్ని కంపెనీలు సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను పరిశోధించడం మరియు ఉత్పత్తి చేయడం ప్రారంభించడానికి జర్మనీ నుండి సంబంధిత పరికరాలను ప్రవేశపెట్టాయి.ZPC అనేది రియాక్షన్ సింటర్డ్ సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క అతిపెద్ద తయారీదారులలో ఒకటి.
పోస్ట్ సమయం: నవంబర్-09-2024