Brug af siliciumcarbid i elektronik og ildfaste materialer

Siliciumcarbid, almindeligvis kaldet siliciumcarbid, forekommer naturligt som ædelstenen moissanit. Siden 1893 er det blevet masseproduceret som slibemiddel, og dets halvledende egenskaber gør det værdifuldt i mange elektroniske applikationer.

Calciumcarbonats skarpe, kantede partikler gør det til et fremragende slibemiddel til stenhugning og ædelstensslibning, og så er det økonomisk overkommeligt og kan genbruges.

Slibende

SiC bruges i forskellige slibematerialer som f.eks. slibeskiver, sandpapir og slibemidler og er det vigtigste valg i moderne lapidarium på grund af dets hårdhed og holdbarhed. Desuden kan SiC også bruges til at fremstille ildfaste sten og ovnforinger til produktion af ikke-jernholdige metaller, mens dets syre- og alkalimodstand gør det til et uvurderligt materiale i den kemiske industri.

Sintret keramik fremstillet af dette materiale kan sintres for at danne hårde og elastiske materialer, der bruges i applikationer, der kræver høj udholdenhed, såsom bilbremser og koblinger, keramiske plader indlejret i skudsikre veste, poleringsmiddel til fiberoptiske ender før splejsning, poleringsmiddel på fiberender før splejsning samt komponenter, der findes i moderne elektriske køretøjer for at muliggøre DC-hurtigopladningsfunktioner og forbedre termisk effektivitet samt effektelektroniske enheder på grund af korrosionsbestandighed og højtemperaturegenskaber.

Ildfast

Ildfaste materialer bruges i krævende industrielle anvendelser, der kræver robuste beskyttelsesforinger, som f.eks. ovne, kemisk procesudstyr osv. Ildfaste produkter giver stærke mekaniske strukturer, korrosionsbeskyttelse, varmeisolerende egenskaber samt stærke mekaniske strukturer til forebyggelse af korrosion.

Siliciumcarbid er ideelt til brug i ildfaste applikationer på grund af dets modstandsdygtighed over for både kemikalier og høje temperaturer, idet det tåler temperaturer op til 1.800 grader Fahrenheit uden at bukke under for kemiske angreb fra syrer eller baser, hvilket gør det til det perfekte materialevalg.

ATHOR består af 15 ph.d.-kandidater fra forskellige områder, som vil uddanne sig i banebrydende ingeniørteknologier og eksperimentelle teknikker til brintmiljøer. Deres ekspertise inden for livscyklusvurdering, synkrotronteknologi og digitale tvillinger vil give dem mulighed for at skabe mere robuste og pålidelige ildfaste produkter til industrielle partnere, hvilket resulterer i betydelige energibesparelser og hjælper med at opfylde målene for kulstofneutralitet, samtidig med at tilgængeligheden af industrielt udstyr øges og produktiviteten forbedres.

Elektronik

Halvledere af siliciumcarbid bruges ofte til at forstærke, skifte og konvertere elektriske signaler. Deres krystallinske struktur muliggør doping med urenheder som aluminium, gallium og nitrogen til P-type eller N-type halvlederenheder, som gør det muligt at arbejde ved meget højere temperaturer, spændinger og frekvenser end traditionelle siliciumhalvledere.

SiC-halvledernes højere nedbrydningsspænding gør, at effektelektroniske afbrydere, der er fremstillet med dem, kan være mindre, hvilket gør dem ideelle til applikationer, der involverer højspændingsmiljøer som opladningssystemer til elbiler eller højspændingsmiljøer, der skal håndtere miljøer med højere spænding.

SiC-transistorer kan typisk modstå 10 gange flere elektriske felter end deres modstykker af siliciumhalvledere, hvilket fører til betydeligt mindre risiko for uregelmæssig ledningsadfærd og potentielt katastrofale fejl sammen med mindre strømtab. Alle disse fordele gør SiC-halvledere ideelle til højspændingsapplikationer som f.eks. opladere til elbiler, invertere til solenergi og sensorsystemer.

Biler

Siliciumcarbid (SiC) er hurtigt blevet et af de førende materialer til brug i invertersystemer til elbiler. Med overlegne driftstemperaturer på op til 300 grader sammenlignet med siliciums grænse på 175 grader giver SiC større effektivitet, pålidelighed og rækkevidde, når det anvendes i elbiler.

SiC er en ikke-oxidkeramik, der bruges i mekanisk og termisk krævende applikationer på grund af sin hårdhed; i ildfaste materialer på grund af sin modstandsdygtighed over for høj varme og stød; og i elektronik til brug i enheder, der arbejder ved enten høje temperaturer eller spændinger eller begge dele. SiC er næst efter borcarbid og diamant et af de hårdeste kendte naturlige stoffer.

Karborundumgrit kan også bruges til karborundumtryk - en kunstform, hvor blæk fanget mellem strukturerede aluminiumsplader skaber malede mærker på papir. American Elements tilbyder muligheder for SiC-kvalitet, når det er relevant, såsom Mil Spec, ACS Reagent Grade og USP EP/BP-specifikationer til disse anvendelser.