Silisyum Karbür Kullanım Alanları

Silisyum karbür (SiC) sayısız kullanım alanına sahip son derece sert bir malzemedir. SiC'ye otomobiller için yüksek performanslı "seramik" fren disklerinde veya hatta kurşun geçirmez yelekler için seramik plakalar olarak rastlayabilirsiniz.

Moissanite nadir bulunan bir mineral olarak doğal yollarla oluşur, ancak 1893'ten beri aşındırıcı olarak kullanılmak üzere toz halinde seri olarak üretilmektedir. Ayrıca, aşırı sıcaklıklar ve voltaj koşulları altında çalışan yarı iletken elektroniklerde temel bir bileşen olarak kullanılmaktadır.

Yüksek sıcaklık refrakterleri

Silisyum karbür refrakterler olağanüstü mukavemet, korozyon direnci ve termal şok kararlılığına sahip yüksek performanslı malzemelerdir. Tuğla veya astar formunda mevcut olan silisyum karbür refrakterler, erimiş tuzlar ve asidik cüruf üretimi gibi yüksek sıcaklık uygulamaları gibi uygulamalarda kullanılır; özel özellikleri, 15000 C'ye kadar olan sıcaklıklarda yumuşamaya karşı dirençleridir (siyah silisyum karbür [SiC] bu refrakterler için kullanılan hammaddedir).

Genellikle SiC kimyasal formülü ile anılan Silisyum Karbür, nadir mineral mozanit olarak doğal olarak oluşan silikon ve karbondan oluşan son derece sert, sentetik olarak üretilen kristal bir bileşiktir; ancak seri üretim 1893 yılında endüstride ve roket motorlarında aşındırıcı ve aşınmaya dayanıklı parçalar olarak kullanılmak üzere başlamıştır; ayrıca ışık yayan diyotlarda (LED) yarı iletken bir substrat görevi görür.

Kil ile bağlanmış silisyum karbür refrakterler yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanım için ideal bir seçimdir, çünkü bağlama işlemi asitlere ve diğer aşındırıcı malzemelere karşı direnç gösterirken yüksek sıcaklıklarda yapısal bütünlük sağlar. Ayrıca, nispeten ucuz olan bu refrakterlerin zaman içinde son derece dayanıklı olduğu kanıtlanmıştır; genellikle buhar korozyon testleri kullanılarak test edilir (bu tür aşırı basınçlar ve sıcaklıklar altında ne kadar iyi performans gösterdiklerini görmek için 500 saat boyunca buhara maruz bırakılmadan önce test numunelerinin fotoğraflanması, tartılması ve ölçülmesi).

Aşınmaya dayanıklı parçalar

Silisyum karbür, aşınmaya dirençli bir dizi uygulama için kullanılabilir. Üstün mukavemeti, sertliği, dayanıklılığı, kimyasal saldırılara karşı direnci ve sıcaklık direnci nedeniyle silisyum karbür, çelik ve metalürjik alaşım aşınmasıyla mücadele etmek için mükemmel bir malzemedir ve çelik haddehanelerde, kum pompalarında, hidrosiklonlarda, kırıcılarda veya silindir gömlek tüplerinde metal silindirlerin veya parçaların değiştirilmesi için uygundur.

Akımsız kaplama başka bir avantaj daha sunar; bu, geleneksel nikel kaplama işlemlerine özgü tutarsızlıklar yaratmadan daha tutarlı bir şekilde uygulanmasına olanak tanır, keskin köşelerin ve girintilerin kenar birikmesi olmadan keskin kalmasını sağlarken, geçiş delikleri neredeyse her geometrik konfigürasyonda bozulmadan ve değişmeden kalır.

Silisyum karbür, üstün sıcaklık direnci ve benzersiz atomik yapısı ile elektronik cihaz malzemeleri arasında öne çıkmakta ve elektronik cihaz üretimi için çok uygun hale getiren olağanüstü yarı iletken özellikler sunmaktadır. Sıcaklık değişimlerine karşı direnci, yarı iletken üretiminde kullanılan silisyumdan 10 kata kadar daha fazladır, ayrıca termal şok direnci ve çok yüksek basınçlara dayanabilir. Silisyum karbür, yüksek voltaj jeneratörleri ve hibrit ve elektrikli araç şarj sistemleri için yerleşik şarj cihazları için güç yarı iletkenlerinde önemli bir bileşen olarak yaygın bir şekilde kullanılmakta ve pahalı ancak çevreye zararlı lityum pillerin yerine kullanılmaktadır.

Yarı iletken cihazlar

Saf haliyle silisyum karbür bir elektrik yalıtkanı gibi davranır; ancak safsızlıklar veya katkı maddeleri ile değiştirildiğinde, elektrik iletkenliği, serbest akımın akmasına izin vermeyen ancak onu itmeyen yarı-iletken özellikler sergileyecek şekilde değişir. Bu yarı iletkenlik özellikleri, silisyum karbürü elektrik devrelerindeki sinyalleri yükselten, değiştiren veya dönüştüren elektronik cihazlar oluşturmak için uygun hale getirir.

Silisyum karbür cihazlar, geleneksel yarı iletkenlere göre daha yüksek sıcaklıklarda ve frekanslarda çalışabilmelerini sağlayan geniş bir bant aralığına sahip olmalarından faydalanarak endüstriyel bağlamlar için uygun hale gelir ve silikon muadillerine kıyasla önemli güç verimliliği kazanımları sağlar.

Silisyum karbür güç cihazları, enerji kayıplarını azaltmak ve yük taşıma verimliliğini artırmak için raylı taşıma sistemlerinde yaygın olarak kullanılırken, verimliliği ve güvenilirliği artırmak için güneş invertörlerinde ve enerji depolama cihazlarında da kullanılmaktadır.

Silisyum karbür pazar dinamikleri, yeni uygulamalar genişlemesini ve talebini artırdığı için sürekli gelişmektedir. Uygulamalar arasında güç elektroniği endüstrisi, otomotiv ve havacılık yer almaktadır. Hızlı şarj istasyonlarının yanı sıra artan elektrikli araç ve 5G altyapı talebi nedeniyle güç elektroniği için silisyum karbür pazarının 2021 yılına kadar 27%'nin üzerinde büyümesi öngörülmektedir; sonuç olarak, bunları destekleyecek verimli güç cihazları sağlamak için kapasite artırımı ve yeni teknolojilere yatırım yapılmalıdır.

Kimyasal işleme

Silisyum karbür (SiC), Mohs sertlik derecesi 9 olan ve neredeyse elmas kadar sert olan, son derece sert, sentetik olarak üretilmiş bir silikon ve karbon bileşiğidir. SiC, kumlama ve taşlama gibi aşındırıcı işleme süreçlerinden endüstriyel fırınlar için aşınmaya dayanıklı parçalara, ışık yayan diyot üretim alt tabakaları ve ışık yayan diyotlar (LED) için aşınmaya dayanıklı parçalara kadar çeşitli uygulamalarda kullanılabilir.

Refrakterler, kurşun geçirmez yeleklerde bulunanlar gibi kompozit malzemelerde de kullanılabilir. Güçleri ve dayanıklılıkları, yüksek hızlı mermi darbelerine dayanmalarını sağlarken, düşük nötron kesit oranı radyasyon hasarından korur.

Reaksiyon bağlama ve sinterleme SiC oluşturmak için kullanılabilir ve her ikisi de nihai malzemede farklı mikro yapılar üretir. Reaksiyonla bağlanan SiC, SiC ve karbon karışımlarından oluşan kompaktlara sıvı silikon sızdırılarak üretilir; bu sıvı silikon karbonla reaksiyona girerek daha fazla SiC partikülü oluşturur ve ardından ilk partikülleri bağlar. Sinterlenmiş SiC, oksit olmayan sinterleme yardımcılarıyla karıştırılmış ve katılaşma gerçekleşene kadar yüksek sıcaklıklarda ısıtılmış saf SiC tozu kullanılarak da üretilebilir.

American Elements, refrakter, havacılık, otomotiv, kimyasal gıda endüstrilerinin yanı sıra diğer birçok sektördeki uygulamalar için uygun olan birinci sınıf erimiş silika ve karbür taneleri ve tozlarından oluşan geniş bir ürün yelpazesi sunmaktadır. Gelişmiş kırma, öğütme ve sınıflandırma ekipmanlarımız ANSI, FEPA ve JIS standartlarını aşan bu taneleri üretmemizi sağlar.