حالیہ برسوں میں، سلکان کاربائیڈ کمپاؤنڈ سیمی کنڈکٹرز نے صنعت میں بڑے پیمانے پر توجہ حاصل کی ہے۔ تاہم، ایک اعلیٰ کارکردگی والے مواد کے طور پر، سلکان کاربائیڈ الیکٹرانک آلات (ڈائیوڈس، پاور ڈیوائسز) کا صرف ایک چھوٹا سا حصہ ہے۔ اسے کھرچنے والے، کاٹنے والے مواد، ساختی مواد، نظری مواد، اتپریرک کیریئرز اور مزید کے طور پر بھی استعمال کیا جا سکتا ہے۔ آج، ہم بنیادی طور پر سلکان کاربائیڈ سیرامکس متعارف کراتے ہیں، جس میں کیمیائی استحکام، اعلی درجہ حرارت کی مزاحمت، پہننے کی مزاحمت، سنکنرن مزاحمت، اعلی تھرمل چالکتا، کم تھرمل توسیعی گتانک، کم کثافت، اور اعلی مکینیکل طاقت کے فوائد ہیں۔ وہ کیمیائی مشینری، توانائی اور ماحولیاتی تحفظ، سیمی کنڈکٹرز، دھات کاری، قومی دفاع اور فوجی صنعت جیسے شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔
سلکان کاربائیڈ (SiC)سلکان اور کاربن پر مشتمل ہے، اور یہ ایک عام کثیر قسم کا ساختی مرکب ہے، جس میں بنیادی طور پر دو کرسٹل شکلیں شامل ہیں: α – SiC (اعلی درجہ حرارت کی مستحکم قسم) اور β – SiC (کم درجہ حرارت کی مستحکم قسم)۔ مجموعی طور پر 200 سے زیادہ کثیر اقسام ہیں، جن میں β – SiC کی 3C SiC اور 2H SiC، 4H SiC، 6H SiC، اور α – SiC کی 15R SiC نمائندہ ہیں۔
Figure SiC ملٹی باڈی سٹرکچر
جب درجہ حرارت 1600 ℃ سے کم ہوتا ہے، تو SiC β – SiC کی شکل میں موجود ہوتا ہے اور اسے تقریباً 1450 ℃ پر سلکان اور کاربن کے سادہ مرکب سے تیار کیا جا سکتا ہے۔ جب درجہ حرارت 1600 ℃ سے زیادہ ہو جاتا ہے، β – SiC آہستہ آہستہ α – SiC کے مختلف پولیمورفس میں تبدیل ہو جاتا ہے۔ 4H SiC تقریباً 2000 ℃ پر آسانی سے پیدا ہوتا ہے۔ 6H اور 15R پولیمورف دونوں کو آسان بنانے کے لیے 2100 ℃ سے زیادہ درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے۔ 6H SiC 2200 ℃ سے زیادہ درجہ حرارت پر بھی بہت مستحکم رہ سکتا ہے، جس سے یہ صنعتی ایپلی کیشنز میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتا ہے۔
خالص سلکان کاربائیڈ ایک بے رنگ اور شفاف کرسٹل ہے، جبکہ صنعتی سلکان کاربائیڈ بے رنگ، ہلکا پیلا، ہلکا سبز، گہرا سبز، ہلکا نیلا، گہرا نیلا، یا سیاہ بھی ہو سکتا ہے، شفافیت کی سطح میں کمی کے ساتھ۔ کھرچنے والی صنعت سلکان کاربائیڈ کو رنگ کی بنیاد پر دو اقسام میں تقسیم کرتی ہے: سیاہ سلکان کاربائیڈ اور سبز سلکان کاربائیڈ۔ بے رنگ سے گہرے سبز سلکان کاربائیڈ کو سبز سلکان کاربائیڈ کے طور پر درجہ بندی کیا جاتا ہے، جبکہ ہلکے نیلے سے سیاہ سلکان کاربائیڈ کو سیاہ سلکان کاربائیڈ کے طور پر درجہ بندی کیا جاتا ہے۔ بلیک سلکان کاربائیڈ اور گرین سلکان کاربائیڈ دونوں الفا سی سی ہیکساگونل کرسٹل ہیں، اور گرین سلکان کاربائیڈ مائیکرو پاؤڈر عام طور پر سلکان کاربائیڈ سیرامکس کے خام مال کے طور پر استعمال ہوتا ہے۔
مختلف عملوں سے تیار کردہ سلیکون کاربائیڈ سیرامکس کی کارکردگی
تاہم، سلکان کاربائیڈ سیرامکس میں فریکچر کی کم سختی اور زیادہ ٹوٹ پھوٹ کا نقصان ہے۔ لہذا، حالیہ برسوں میں، سلکان کاربائیڈ سیرامکس پر مبنی جامع سیرامکس، جیسے فائبر (یا سرگوشی) کو تقویت، متفاوت ذرہ بازی کو مضبوط بنانے، اور تدریجی فنکشنل مواد، یکے بعد دیگرے ابھرے ہیں، جس سے انفرادی مواد کی سختی اور طاقت میں بہتری آئی ہے۔
اعلی کارکردگی والے ساختی سیرامک اعلی درجہ حرارت کے مواد کے طور پر، سلکان کاربائیڈ سیرامکس کو اعلی درجہ حرارت والے بھٹیوں، اسٹیل میٹالرجی، پیٹرو کیمیکل، مکینیکل الیکٹرانکس، ایرو اسپیس، توانائی اور ماحولیاتی تحفظ، جوہری توانائی، آٹوموبائل اور دیگر شعبوں میں تیزی سے لاگو کیا گیا ہے۔
2022 میں، چین میں سلکان کاربائیڈ ساختی سیرامکس کی مارکیٹ کا حجم 18.2 بلین یوآن تک پہنچنے کی امید ہے۔ ایپلیکیشن فیلڈز کی مزید توسیع اور بہاو کی ترقی کی ضروریات کے ساتھ، یہ اندازہ لگایا گیا ہے کہ سلکان کاربائیڈ ساختی سیرامکس کی مارکیٹ کا سائز 2025 تک 29.6 بلین یوآن تک پہنچ جائے گا۔
مستقبل میں، نئی انرجی گاڑیوں، توانائی، صنعت، مواصلات اور دیگر شعبوں کی بڑھتی ہوئی رسائی کی شرح کے ساتھ ساتھ مختلف شعبوں میں اعلیٰ درستگی، اعلی لباس مزاحمت، اور اعلیٰ قابل اعتماد مکینیکل پرزہ جات یا الیکٹرانک پرزوں کی بڑھتی ہوئی سخت تقاضوں کے ساتھ، سلیکون کاربائیڈ سیرامک مصنوعات کی مارکیٹ کا سائز توقع ہے کہ نئی توانائی کے شعبوں میں وسعت اور توانائی کے شعبوں کے درمیان فوٹو گرافی اور ترقی کے اہم شعبوں میں۔
سلکان کاربائیڈ سیرامکس سیرامک بھٹیوں میں ان کی بہترین اعلی درجہ حرارت کی مکینیکل خصوصیات، آگ کی مزاحمت، اور تھرمل جھٹکا مزاحمت کی وجہ سے استعمال ہوتے ہیں۔ ان میں سے، رولر بھٹے بنیادی طور پر لتیم آئن بیٹری کے مثبت الیکٹروڈ مواد، منفی الیکٹروڈ مواد، اور الیکٹرولائٹس کو خشک کرنے، سنٹرنگ اور گرمی کے علاج کے لیے استعمال ہوتے ہیں۔ لیتھیم بیٹری مثبت اور منفی الیکٹروڈ مواد نئی توانائی والی گاڑیوں کے لیے ناگزیر ہیں۔ سلکان کاربائیڈ سیرامک بھٹے کا فرنیچر بھٹوں کا ایک اہم جزو ہے، جو بھٹے کی پیداواری صلاحیت کو بہتر بنا سکتا ہے اور توانائی کی کھپت کو نمایاں طور پر کم کر سکتا ہے۔
سلکان کاربائیڈ سیرامک مصنوعات بھی مختلف آٹوموٹو اجزاء میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتی ہیں۔ اس کے علاوہ، SiC ڈیوائسز بنیادی طور پر PCUs (پاور کنٹرول یونٹس، جیسے کہ آن بورڈ DC/DC) اور OBCs (چارجنگ یونٹس) نئی انرجی گاڑیوں میں استعمال ہوتی ہیں۔ SiC آلات PCU آلات کے وزن اور حجم کو کم کر سکتے ہیں، سوئچ کے نقصانات کو کم کر سکتے ہیں، اور آلات کے کام کرنے والے درجہ حرارت اور سسٹم کی کارکردگی کو بہتر بنا سکتے ہیں۔ او بی سی چارجنگ کے دوران یونٹ پاور لیول کو بڑھانا، سرکٹ کی ساخت کو آسان بنانا، بجلی کی کثافت کو بہتر بنانا اور چارجنگ کی رفتار میں اضافہ کرنا بھی ممکن ہے۔ اس وقت، دنیا بھر میں بہت سی کار کمپنیوں نے ایک سے زیادہ ماڈلز میں سلکان کاربائیڈ کا استعمال کیا ہے، اور سلکان کاربائیڈ کو بڑے پیمانے پر اپنانا ایک رجحان بن گیا ہے۔
جب سلکان کاربائیڈ سیرامکس کو فوٹو وولٹک سیلز کی پیداوار کے عمل میں کلیدی کیریئر مواد کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے، تو نتیجے میں آنے والی مصنوعات جیسے بوٹ سپورٹ، بوٹ بکس، اور پائپ فٹنگز میں تھرمل استحکام اچھا ہوتا ہے، زیادہ درجہ حرارت پر استعمال ہونے پر خراب نہیں ہوتے، اور نقصان دہ آلودگی پیدا نہیں کرتے۔ وہ عام طور پر استعمال ہونے والے کوارٹج بوٹ سپورٹ، بوٹ بکس، اور پائپ کی متعلقہ اشیاء کو تبدیل کر سکتے ہیں، اور قیمت کے اہم فوائد ہیں۔
اس کے علاوہ، فوٹو وولٹک سلکان کاربائیڈ پاور ڈیوائسز کے لیے مارکیٹ کے امکانات وسیع ہیں۔ SiC مواد میں مزاحمت، گیٹ چارج، اور ریورس ریکوری چارج کی خصوصیات کم ہوتی ہیں۔ SiC Mosfet یا SiC Mosfet کو SiC SBD فوٹوولٹک انورٹرز کے ساتھ ملا کر تبادلوں کی کارکردگی کو 96% سے 99% تک بڑھا سکتا ہے، توانائی کے نقصان کو 50% سے زیادہ کم کر سکتا ہے، اور آلات کی سائیکل کی زندگی میں 50 گنا اضافہ کر سکتا ہے۔
سلکان کاربائیڈ سیرامکس کی ترکیب کا پتہ 1890 کی دہائی سے لگایا جا سکتا ہے، جب سلکان کاربائیڈ بنیادی طور پر مکینیکل پیسنے والے مواد اور ریفریکٹری مواد کے لیے استعمال ہوتا تھا۔ پروڈکشن ٹیکنالوجی کی ترقی کے ساتھ، ہائی ٹیک SiC مصنوعات کو بڑے پیمانے پر تیار کیا گیا ہے، اور دنیا بھر کے ممالک جدید سیرامکس کی صنعت کاری پر زیادہ توجہ دے رہے ہیں۔ وہ اب روایتی سلکان کاربائیڈ سیرامکس کی تیاری سے مطمئن نہیں ہیں۔ ہائی ٹیک سیرامکس تیار کرنے والے ادارے زیادہ تیزی سے ترقی کر رہے ہیں، خاص طور پر ترقی یافتہ ممالک میں جہاں یہ رجحان زیادہ اہم ہے۔ غیر ملکی مینوفیکچررز میں بنیادی طور پر 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, وغیرہ شامل ہیں۔
یورپ اور امریکہ جیسے ترقی یافتہ ممالک کے مقابلے چین میں سلکان کاربائیڈ کی ترقی نسبتاً دیر سے تھی۔ چونکہ جون 1951 میں پہلی پیسنے والی وہیل فیکٹری میں ایس آئی سی کی تیاری کے لیے پہلی صنعتی بھٹی بنائی گئی تھی، اس لیے چین نے سلکان کاربائیڈ تیار کرنا شروع کیا۔ سلکان کاربائیڈ سیرامکس کے گھریلو مینوفیکچررز بنیادی طور پر شیڈونگ صوبے کے ویفانگ شہر میں مرکوز ہیں۔ پیشہ ور افراد کے مطابق، اس کی وجہ یہ ہے کہ کوئلے کی کان کنی کے مقامی اداروں کو دیوالیہ پن کا سامنا ہے اور وہ تبدیلی کی تلاش میں ہیں۔ کچھ کمپنیوں نے سلکان کاربائیڈ کی تحقیق اور پیداوار شروع کرنے کے لیے جرمنی سے متعلقہ آلات متعارف کرائے ہیں۔ZPC ری ایکشن sintered سلکان کاربائیڈ کے سب سے بڑے مینوفیکچررز میں سے ایک ہے۔
پوسٹ ٹائم: نومبر-09-2024