Silīcija karbīda izmantošana elektronikā un ugunsizturīgos materiālos

Silīcija karbīds, ko parasti dēvē par silīcija karbīdu, dabā sastopams kā dārgakmens moisanīts. Kopš 1893. gada to masveidā ražo kā abrazīvu, un tā pusvadītāju īpašības padara to vērtīgu daudzos elektronikas lietojumos.

Kalcija karbonāta asās, leņķveida daļiņas padara to par lielisku abrazīvu akmeņu kalšanai un dārgakmeņu griešanai, turklāt tā pieejamība padara to ekonomisku un atkārtoti lietojamu.

Abrazīvs

SiC izmanto dažādos abrazīvos materiālos, piemēram, slīpēšanas riteņos, smilšpapīros un abrazīvos, un tā cietības un izturības dēļ tas ir galvenā izvēle mūsdienu lapidārijā. Turklāt SiC var izmantot arī ugunsizturīgo ķieģeļu un krāsns oderējuma izgatavošanai krāsaino metālu ražošanā, savukārt tā izturība pret skābēm un sārmiem padara to par nenovērtējamu materiālu ķīmiskajā rūpniecībā.

No šī materiāla izgatavoto keramiku var saķepināt, lai veidotu cietus un elastīgus materiālus, ko izmanto lietojumos, kuriem nepieciešama augsta izturība, piemēram, automašīnu bremzēs un sajūgos, keramikas plāksnēs, kas iestrādātas bruņuvestēs, optisko šķiedru galu pulēšanas līdzekļos pirms savienošanas, šķiedru galu pulēšanas līdzekļos pirms savienošanas, kā arī mūsdienu elektriskajos transportlīdzekļos atrodamajos komponentos, lai nodrošinātu līdzstrāvas ātrās uzlādes iespējas un uzlabotu termisko efektivitāti, kā arī energoelektroniskās ierīcēs, pateicoties to izturībai pret koroziju un augstām temperatūrām.

Ugunsizturīgs

Ugunsizturīgie materiāli tiek izmantoti sarežģītos rūpnieciskos lietojumos, kur nepieciešama izturīga aizsargizmale, piemēram, krāsnīs un krāsnīs, ķīmiskās apstrādes iekārtās u. c. Ugunsizturīgie izstrādājumi nodrošina spēcīgas mehāniskās struktūras, aizsardzību pret koroziju, siltumizolācijas īpašības, kā arī spēcīgas mehāniskās struktūras korozijas novēršanai.

Silīcija karbīds ir ideāli piemērots izmantošanai ugunsizturīgajos izstrādājumos, jo tas ir izturīgs gan pret ķīmiskām vielām, gan pret augstām temperatūrām, iztur temperatūru līdz 1800 grādiem pēc Fārenheita, nepakļaujoties skābju vai sārmu ķīmiskajam uzbrukumam, tāpēc tas ir ideāli piemērots materiāls.

ATHOR sastāvā ir 15 doktora grāda kandidāti no dažādām nozarēm, kuri apgūs jaunākās inženierzinātņu tehnoloģijas un eksperimentālās metodes ūdeņraža vidē. Viņu zināšanas par aprites cikla novērtējumu, sinhrotrona tehnoloģijām un digitālajiem dvīņiem ļaus viņiem radīt izturīgākus un uzticamākus ugunsizturīgus produktus rūpniecības partneriem, kas ļaus ievērojami ietaupīt enerģiju, palīdzot sasniegt oglekļa neitralitātes mērķus, vienlaikus palielinot rūpniecības iekārtu pieejamību un uzlabojot produktivitāti.

Elektronika

Silīcija karbīda pusvadītājus bieži izmanto elektrisko signālu pastiprināšanai, pārslēgšanai un pārveidošanai. To kristāliskā struktūra ļauj tos papildināt ar tādiem piemaisījumiem kā alumīnijs, gallijs un slāpeklis P vai N tipa pusvadītāju ierīcēm, kas ļauj tiem darboties daudz augstākās temperatūrās, spriegumos un frekvencēs nekā tradicionālajiem silīcija pusvadītājiem.

SiC pusvadītāju augstākais sadalīšanās spriegums ļauj ar tiem izgatavotajiem energoelektroniskajiem slēdžiem būt mazākiem, tāpēc tie ir ideāli piemēroti lietojumiem, kas saistīti ar augstsprieguma vidēm, piemēram, elektromobiļu uzlādes sistēmām vai augstsprieguma vidēm, kurās ir jāapstrādā augstsprieguma vide.

SiC tranzistori parasti spēj izturēt 10 reižu lielāku elektrisko lauku nekā to silīcija pusvadītāju analogi, tādējādi ievērojami samazinot neparastas vadītspējas un potenciāli katastrofālas kļūmes risku, kā arī enerģijas zudumus. Visas šīs priekšrocības padara SiC pusvadītājus ideāli piemērotus augstsprieguma lietojumiem, piemēram, elektromobiļu (EV) lādētājiem, saules enerģijas invertoriem un sensoru sistēmām.

Automobiļu nozare

Silīcija karbīds (SiC) ir strauji kļuvis par vienu no galvenajiem materiāliem, ko izmanto elektrisko transportlīdzekļu (EV) invertoru sistēmās. SiC nodrošina augstāku darba temperatūru līdz pat 300 grādiem pēc Celsija, salīdzinot ar silīcija 175 grādiem pēc Celsija, un, pielietojot to elektromobiļos, SiC nodrošina lielāku efektivitāti, uzticamību un diapazonu.

SiC ir nonooksīda keramika, ko cietības dēļ izmanto mehāniski un termiski sarežģītos lietojumos, ugunsizturīgajos materiālos, jo tā ir izturīga pret lielu karstumu un triecieniem, kā arī elektronikā, lai to izmantotu ierīcēs, kas darbojas vai nu augstā temperatūrā, vai spriegumā, vai abās. SiC ierindojas otrajā vietā pēc bora karbīda un dimanta kā viena no cietākajām zināmajām dabiskajām vielām.

Karborunda smiltis var izmantot arī karborunda iespiedgrafikā - mākslas veidā, kurā tinte, kas iesprūst starp teksturētām alumīnija plāksnēm, rada apgleznotas zīmes uz papīra. American Elements piedāvā SiC kategorijas variantus, piemēram, Mil Spec, ACS Reagent Grade un USP EP/BP specifikācijas šiem lietojumiem.