Χρήση καρβιδίου του πυριτίου στα ηλεκτρονικά και στα πυρίμαχα υλικά

Το καρβίδιο του πυριτίου, που συνήθως αναφέρεται ως καρβίδιο του πυριτίου, εμφανίζεται στη φύση ως ο πολύτιμος λίθος μοισσανίτης. Από το 1893 παράγεται μαζικά ως λειαντικό και οι ημιαγώγιμες ιδιότητές του το καθιστούν πολύτιμο σε πολλές ηλεκτρονικές εφαρμογές.

Τα αιχμηρά, γωνιώδη σωματίδια του ανθρακικού ασβεστίου το καθιστούν εξαιρετικό λειαντικό για την κοπή πετρωμάτων και πολύτιμων λίθων, ενώ η προσιτή τιμή του το καθιστά οικονομικό και επαναχρησιμοποιήσιμο.

Λειαντικά

Το SiC χρησιμοποιείται σε διάφορα λειαντικά υλικά, όπως τροχοί λείανσης, γυαλόχαρτο και λειαντικά, αποτελώντας την κύρια επιλογή στη σύγχρονη λαπιδοποιία λόγω της σκληρότητας και της ανθεκτικότητάς του. Επιπλέον, το SiC μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί για την παρασκευή πυρίμαχων τούβλων και επενδύσεων κλιβάνων για την παραγωγή μη σιδηρούχων μετάλλων, ενώ η αντοχή του στα οξέα και τα αλκάλια το καθιστούν ανεκτίμητο υλικό στις χημικές βιομηχανίες.

Τα πυροσυσσωματωμένα κεραμικά από αυτό το υλικό μπορούν να πυροσυσσωματωθούν για να σχηματίσουν σκληρά και ελαστικά υλικά που χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αντοχή, όπως φρένα και συμπλέκτες αυτοκινήτων, κεραμικές πλάκες ενσωματωμένες σε αλεξίσφαιρα γιλέκα, μέσο στίλβωσης για άκρα οπτικών ινών πριν από τη συγκόλληση, μέσο στίλβωσης σε άκρα ινών πριν από τη συγκόλληση, καθώς και εξαρτήματα που βρίσκονται μέσα στα σύγχρονα ηλεκτρικά οχήματα για να ενεργοποιήσουν τις δυνατότητες ταχείας φόρτισης DC και να βελτιώσουν τη θερμική απόδοση, καθώς και ηλεκτρονικές συσκευές ισχύος λόγω της αντίστασης στη διάβρωση και των δυνατοτήτων υψηλής θερμοκρασίας.

Πυρίμαχο

Τα πυρίμαχα υλικά χρησιμοποιούνται σε απαιτητικές βιομηχανικές εφαρμογές που απαιτούν ανθεκτικές προστατευτικές επενδύσεις, όπως φούρνοι και κλίβανοι, εξοπλισμός χημικής επεξεργασίας κ.λπ. Τα πυρίμαχα προϊόντα παρέχουν ισχυρές μηχανικές δομές, προστασία από τη διάβρωση, θερμομονωτικές ιδιότητες, καθώς και ισχυρές μηχανικές δομές για την πρόληψη της διάβρωσης.

Το καρβίδιο του πυριτίου είναι ιδανικό για χρήση σε πυρίμαχες εφαρμογές λόγω της αντοχής του τόσο σε χημικές ουσίες όσο και σε υψηλές θερμοκρασίες, καθώς αντέχει σε θερμοκρασίες έως και 1.800 βαθμούς Φαρενάιτ χωρίς να υποκύπτει σε χημική επίθεση από οξέα ή αλκάλια, καθιστώντας το την ιδανική επιλογή υλικού.

Το ATHOR αποτελείται από 15 υποψήφιους διδάκτορες από διάφορους τομείς, οι οποίοι θα εκπαιδευτούν σε τεχνολογίες αιχμής και πειραματικές τεχνικές για περιβάλλοντα υδρογόνου. Η τεχνογνωσία τους στην αξιολόγηση του κύκλου ζωής, την τεχνολογία συγχρότρου και τα ψηφιακά δίδυμα θα τους επιτρέψει να δημιουργήσουν πιο στιβαρά και αξιόπιστα πυρίμαχα προϊόντα για βιομηχανικούς εταίρους με αποτέλεσμα σημαντική εξοικονόμηση ενέργειας, συμβάλλοντας στην επίτευξη των στόχων ουδετερότητας του άνθρακα, ενώ παράλληλα θα αυξηθεί η διαθεσιμότητα του βιομηχανικού εξοπλισμού και θα βελτιωθεί η παραγωγικότητα.

Ηλεκτρονική

Οι ημιαγωγοί καρβιδίου του πυριτίου χρησιμοποιούνται συχνά για την ενίσχυση, τη μεταγωγή και τη μετατροπή ηλεκτρικών σημάτων. Η κρυσταλλική δομή τους επιτρέπει την πρόσμιξη με προσμίξεις όπως αλουμίνιο, γάλλιο και άζωτο για ημιαγωγικές διατάξεις τύπου P ή N, οι οποίες επιτρέπουν τη λειτουργία σε πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες, τάσεις και συχνότητες από τους παραδοσιακούς ημιαγωγούς πυριτίου.

Η υψηλότερη τάση διάσπασης των ημιαγωγών SiC επιτρέπει στους ηλεκτρονικούς διακόπτες ισχύος που κατασκευάζονται με αυτούς να είναι μικρότεροι, καθιστώντας τους ιδανικούς για εφαρμογές που περιλαμβάνουν περιβάλλοντα υψηλής τάσης, όπως συστήματα φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων ή περιβάλλοντα υψηλής τάσης που πρέπει να διαχειρίζονται περιβάλλοντα υψηλότερης τάσης.

Τα τρανζίστορ SiC μπορούν συνήθως να αντέξουν 10 φορές περισσότερα ηλεκτρικά πεδία από τα αντίστοιχα ημιαγωγών πυριτίου, οδηγώντας σε σημαντικά μειωμένο κίνδυνο ακανόνιστης συμπεριφοράς αγωγιμότητας και δυνητικά καταστροφικής βλάβης, μαζί με μικρότερη απώλεια ισχύος. Όλα αυτά τα πλεονεκτήματα καθιστούν τους ημιαγωγούς SiC ιδανικούς για εφαρμογές υψηλής τάσης, όπως φορτιστές ηλεκτρικών οχημάτων (EV), μετατροπείς ηλιακής ενέργειας και συστήματα αισθητήρων.

Αυτοκίνητο

Το καρβίδιο του πυριτίου (SiC) έχει γίνει γρήγορα ένα από τα κορυφαία υλικά για χρήση σε συστήματα αντιστροφέων ηλεκτρικών οχημάτων (EV). Προσφέροντας ανώτερες θερμοκρασίες λειτουργίας έως και 300degC σε σύγκριση με το όριο των 175degC του πυριτίου, το SiC παρέχει μεγαλύτερη απόδοση, αξιοπιστία και εμβέλεια όταν εφαρμόζεται σε εφαρμογές EV.

Το SiC είναι ένα μη οξειδωτικό κεραμικό που χρησιμοποιείται σε μηχανικά και θερμικά απαιτητικές εφαρμογές λόγω της σκληρότητάς του, σε πυρίμαχα υλικά για την αντοχή του σε υψηλή θερμότητα και κρούσεις και σε ηλεκτρονικά είδη για χρήση σε συσκευές που λειτουργούν είτε σε υψηλές θερμοκρασίες είτε σε υψηλές τάσεις είτε και στα δύο. Το SiC κατατάσσεται στη δεύτερη θέση μετά το καρβίδιο του βορίου και το διαμάντι ως μία από τις σκληρότερες γνωστές φυσικές ουσίες.

Ο κόκκος καρβορουνδίου μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί στην εκτύπωση καρβορουνδίου - μια μορφή τέχνης στην οποία το μελάνι που παγιδεύεται ανάμεσα σε πλάκες αλουμινίου με υφή δημιουργεί ζωγραφισμένα σημάδια στο χαρτί. Η American Elements προσφέρει επιλογές βαθμού SiC, όταν είναι εφαρμόσιμες, όπως Mil Spec, ACS Reagent Grade και USP EP/BP προδιαγραφές για αυτές τις εφαρμογές.