Bruk av silisiumkarbid i elektronikk og ildfaste materialer

Silisiumkarbid, ofte kalt silisiumkarbid, forekommer naturlig som edelstenen moissanitt. Siden 1893 har det blitt masseprodusert som slipemiddel, og dets halvledende egenskaper gjør det verdifullt i mange elektroniske applikasjoner.

Kalsiumkarbonatets skarpe, kantede partikler gjør det til et utmerket slipemiddel for steinsliping og perlesliping, og det er dessuten rimelig og gjenbrukbart.

Slipende

SiC brukes i ulike slipematerialer som slipeskiver, sandpapir og slipemidler, og er det viktigste valget i moderne lapidarium på grunn av sin hardhet og holdbarhet. SiC kan også brukes til å fremstille ildfaste steiner og ovnsforinger for produksjon av ikke-jernholdige metaller, mens dets syre- og alkaliresistens gjør det til et uvurderlig materiale i kjemisk industri.

Sintret keramikk laget av dette materialet kan sintres for å danne harde og elastiske materialer som brukes i bruksområder som krever høy utholdenhet, for eksempel bilbremser og clutcher, keramiske plater i skuddsikre vester, poleringsmiddel for fiberoptiske ender før skjøting, poleringsmiddel på fiberender før skjøting samt komponenter som finnes i moderne elektriske biler for å muliggjøre DC-hurtiglading og forbedre termisk effektivitet samt kraftelektroniske enheter på grunn av korrosjonsbestandighet og høytemperaturegenskaper.

Ildfast

Ildfaste materialer brukes i krevende industriapplikasjoner som krever robuste, beskyttende foringer, for eksempel i ovner, kjemisk prosessutstyr osv. Ildfaste produkter gir sterke mekaniske strukturer, korrosjonsbeskyttelse, varmeisolerende egenskaper samt sterke mekaniske strukturer for å forebygge korrosjon.

Silisiumkarbid er ideelt for bruk i ildfaste applikasjoner på grunn av sin motstandskraft mot både kjemikalier og høye temperaturer, og tåler temperaturer opp til 1800 grader Fahrenheit uten å bukke under for kjemiske angrep fra syrer eller baser, noe som gjør det til det perfekte materialvalget.

ATHOR består av 15 doktorgradskandidater fra ulike fagfelt som vil få opplæring i banebrytende ingeniørteknologier og eksperimentelle teknikker for hydrogenmiljøer. Deres ekspertise innen livssyklusanalyse, synkrotronteknologi og digitale tvillinger vil gjøre det mulig for dem å skape mer robuste og pålitelige ildfaste produkter for industrielle partnere, noe som vil resultere i betydelige energibesparelser og bidra til å nå målene om karbonnøytralitet, samtidig som tilgjengeligheten til industrielt utstyr økes og produktiviteten forbedres.

Elektronikk

Halvledere av silisiumkarbid brukes ofte til å forsterke, bytte og konvertere elektriske signaler. Den krystallinske strukturen gjør det mulig å dope med urenheter som aluminium, gallium og nitrogen for å lage halvlederenheter av P- eller N-type, noe som gjør at de kan fungere ved mye høyere temperaturer, spenninger og frekvenser enn tradisjonelle silisiumhalvledere.

SiC-halvledernes høyere nedbrytningsspenning gjør at kraftelektroniske brytere laget med dem kan være mindre, noe som gjør dem ideelle for bruksområder som involverer høyspenningsmiljøer som ladesystemer for elbiler eller høyspenningsmiljøer som må håndtere høyspenningsmiljøer.

SiC-transistorer tåler vanligvis 10 ganger sterkere elektriske felt enn tilsvarende silisiumhalvledere, noe som fører til betydelig redusert risiko for uberegnelig ledningsadferd og potensielt katastrofale feil, i tillegg til mindre strømtap. Alle disse fordelene gjør SiC-halvledere ideelle for høyspenningsapplikasjoner som ladere til elbiler, vekselrettere for solenergi og sensorsystemer.

Bilindustrien

Silisiumkarbid (SiC) har raskt blitt et av de fremste materialene for bruk i omformersystemer for elbiler (EV). SiC har en overlegen driftstemperatur på opptil 300 °C sammenlignet med silisiumets 175 °C-grense, noe som gir større effektivitet, pålitelighet og rekkevidde når det brukes i elbiler.

SiC er en ikke-oksidkeramikk som på grunn av sin hardhet brukes i mekanisk og termisk krevende applikasjoner, i ildfaste materialer på grunn av sin motstandskraft mot høy varme og støt, og i elektronikk for bruk i enheter som opererer ved enten høye temperaturer eller spenninger eller begge deler. SiC er etter borkarbid og diamant et av de hardeste kjente naturlige stoffene.

Karborundumkorn kan også brukes i karborundumtrykk - en kunstform der blekk fanget mellom strukturerte aluminiumsplater skaper malte merker på papir. American Elements tilbyr SiC-kvalitet når det er aktuelt, for eksempel Mil Spec, ACS Reagent Grade og USP EP/BP-spesifikasjoner for disse bruksområdene.