Uso del carburo di silicio nell'elettronica e nei materiali refrattari

Il carburo di silicio, comunemente chiamato carburo di silicio, è presente in natura come la gemma moissanite. Dal 1893 viene prodotto in massa come abrasivo e le sue proprietà semiconduttive lo rendono prezioso in molte applicazioni elettroniche.

Le particelle spigolose e taglienti del carbonato di calcio lo rendono un ottimo abrasivo per la burattatura delle rocce e il taglio delle gemme, e la sua convenienza lo rende economico e riutilizzabile.

Abrasivo

Il SiC è utilizzato in vari materiali abrasivi come mole, carta vetrata e abrasivi, rappresentando la scelta principale nella lapidaria moderna grazie alla sua durezza e durata. Inoltre, il SiC può essere utilizzato anche per preparare mattoni refrattari e rivestimenti di forni per la produzione di metalli non ferrosi, mentre la sua resistenza agli acidi e agli alcali lo rende un materiale prezioso per le industrie chimiche.

Le ceramiche sinterizzate di questo materiale possono essere sinterizzate per formare materiali duri e resilienti che vengono utilizzati in applicazioni che richiedono un'elevata resistenza, come freni e frizioni per auto, piastre in ceramica inserite in giubbotti antiproiettile, agenti lucidanti per le estremità delle fibre ottiche prima della giunzione, agenti lucidanti per le estremità delle fibre prima della giunzione, nonché componenti presenti nei moderni veicoli elettrici per consentire la capacità di ricarica rapida in corrente continua e migliorare l'efficienza termica, nonché dispositivi elettronici di potenza grazie alla resistenza alla corrosione e alle capacità ad alta temperatura.

Refrattario

I materiali refrattari sono utilizzati in applicazioni industriali impegnative che richiedono rivestimenti protettivi robusti, come forni e fornaci, impianti di lavorazione chimica, ecc. I prodotti refrattari forniscono strutture meccaniche robuste, protezione dalla corrosione, proprietà di isolamento termico e forti strutture meccaniche per la prevenzione della corrosione.

Il carburo di silicio è ideale per l'uso in applicazioni refrattarie grazie alla sua resistenza agli agenti chimici e alle alte temperature: sopporta temperature fino a 1.800 gradi Fahrenheit senza subire attacchi chimici da parte di acidi o alcali.

ATHOR è composto da 15 dottorandi provenienti da diversi settori che si formeranno in tecnologie ingegneristiche all'avanguardia e tecniche sperimentali per gli ambienti a idrogeno. La loro esperienza nella valutazione del ciclo di vita, nella tecnologia di sincrotrone e nei gemelli digitali consentirà loro di creare prodotti refrattari più robusti e affidabili per i partner industriali, con conseguenti significativi risparmi energetici, contribuendo a raggiungere gli obiettivi di neutralità delle emissioni di carbonio e aumentando al contempo la disponibilità delle attrezzature industriali e la produttività.

Elettronica

I semiconduttori in carburo di silicio sono spesso impiegati per amplificare, commutare e convertire segnali elettrici. La loro struttura cristallina consente il drogaggio con impurità come alluminio, gallio e azoto per dispositivi semiconduttori di tipo P o N, che permettono di operare a temperature, tensioni e frequenze molto più elevate rispetto ai tradizionali semiconduttori di silicio.

La tensione di breakdown più elevata dei semiconduttori SiC consente agli interruttori elettronici di potenza realizzati con essi di essere più piccoli, rendendoli ideali per le applicazioni che coinvolgono ambienti ad alta tensione come i sistemi di ricarica dei veicoli elettrici o gli ambienti ad alta tensione che devono gestire ambienti a tensione più elevata.

I transistor SiC sono in genere in grado di sopportare campi elettrici 10 volte superiori rispetto alle loro controparti a semiconduttore di silicio, con conseguente riduzione del rischio di conduzione erratica e di guasti potenzialmente catastrofici, oltre a una minore perdita di potenza. Tutti questi vantaggi rendono i semiconduttori SiC ideali per applicazioni ad alta tensione come i caricabatterie per veicoli elettrici (EV), gli inverter solari e i sistemi di sensori.

Automotive

Il carburo di silicio (SiC) è diventato rapidamente uno dei principali materiali da utilizzare nei sistemi di inverter per veicoli elettrici (EV). Offrendo temperature di esercizio superiori fino a 300degC rispetto al limite di 175degC del silicio, il SiC garantisce maggiore efficienza, affidabilità e autonomia nelle applicazioni EV.

Il SiC è una ceramica non ossidata utilizzata in applicazioni meccaniche e termiche impegnative grazie alla sua durezza; nei refrattari per la sua resistenza al calore elevato e agli urti; nell'elettronica per l'uso in dispositivi che operano a temperature o tensioni elevate o entrambe. Il SiC è secondo solo al carburo di boro e al diamante come una delle sostanze naturali più dure conosciute.

La graniglia di carborundum può essere utilizzata anche nella stampa al carborundum, una forma d'arte in cui l'inchiostro intrappolato tra le lastre di alluminio testurizzate crea segni dipinti sulla carta. American Elements offre opzioni di qualità SiC, come le specifiche Mil Spec, ACS Reagent Grade e USP EP/BP per queste applicazioni.