Användning av kiselkarbid i elektronik och eldfasta material

Kiselkarbid, vanligen benämnt kiselkarbid, förekommer naturligt som ädelstenen moissanit. Sedan 1893 har den massproducerats som slipmedel och dess halvledande egenskaper gör den värdefull i många elektronikapplikationer.

Kalciumkarbonatets vassa, kantiga partiklar gör det till ett utmärkt slipmedel för stentumling och ädelstensslipning, och dess prisvärdhet gör det dessutom ekonomiskt och återanvändbart.

Slipande

SiC används i olika slipmaterial, t.ex. slipskivor, sandpapper och slipmedel, och är det främsta valet inom modern lapidarisk industri på grund av sin hårdhet och hållbarhet. Vidare kan SiC också användas för att framställa eldfasta tegelstenar och ugnsfoder för produktion av icke-järnmetaller, medan dess syra- och alkalibeständighet gör det till ett ovärderligt material i kemiska industrier.

Sintrade keramer tillverkade av detta material kan sintras för att bilda hårda och elastiska material som används i applikationer som kräver hög uthållighet, såsom bilbromsar och kopplingar, keramiska plattor inbäddade i skottsäkra västar, polermedel för fiberoptiska ändar före skarvning, polermedel på fiberändar före skarvning samt komponenter som finns i moderna elfordon för att möjliggöra DC-snabbladdning och förbättra termisk effektivitet samt kraftelektroniska enheter på grund av korrosionsbeständighet och hög temperaturkapacitet.

Eldfast

Eldfasta material används i krävande industriella applikationer som kräver robusta skyddsinfodringar, t.ex. ugnar, kemiska processutrustningar etc. Eldfasta produkter ger starka mekaniska strukturer, korrosionsskydd, värmeisolerande egenskaper samt starka mekaniska strukturer för korrosionsförebyggande.

Kiselkarbid är idealisk för användning i eldfasta applikationer på grund av dess motståndskraft mot både kemikalier och höga temperaturer, och tål temperaturer upp till 1.800 grader Fahrenheit utan att duka under för kemiska angrepp från syror eller alkalier, vilket gör det till det perfekta materialvalet.

ATHOR består av 15 doktorander från olika områden som kommer att utbildas i banbrytande ingenjörsteknik och experimentella tekniker för vätgasmiljöer. Deras expertis inom livscykelanalys, synkrotronteknik och digitala tvillingar kommer att göra det möjligt för dem att skapa mer robusta och tillförlitliga eldfasta produkter för industriella partners, vilket resulterar i betydande energibesparingar, bidrar till att uppfylla målen för koldioxidneutralitet samtidigt som tillgängligheten för industriell utrustning ökar och produktiviteten förbättras.

Elektronik

Halvledare av kiselkarbid används ofta för att förstärka, växla och omvandla elektriska signaler. Deras kristallina struktur möjliggör dopning med föroreningar som aluminium, gallium och kväve för halvledaranordningar av P-typ eller N-typ, vilket gör att de kan arbeta vid mycket högre temperaturer, spänningar och frekvenser än traditionella kiselhalvledare.

SiC-halvledarnas högre genombrottsspänning gör att kraftelektroniska switchar som tillverkas med dem kan vara mindre, vilket gör dem idealiska för applikationer som involverar högspänningsmiljöer som laddningssystem för elfordon eller högspänningsmiljöer som måste hantera högspänningsmiljöer.

SiC-transistorer klarar normalt 10 gånger högre elektriska fält än motsvarande kiselhalvledare, vilket leder till betydligt mindre risk för felaktig ledning och potentiellt katastrofala fel, samt mindre effektförluster. Alla dessa fördelar gör SiC-halvledare idealiska för högspänningsapplikationer som laddare för elfordon, växelriktare för solenergi och sensorsystem.

Fordon

Kiselkarbid (SiC) har snabbt blivit ett av de främsta materialen för användning i omriktarsystem för elfordon. Med överlägsna driftstemperaturer på upp till 300 grader jämfört med kisels gräns på 175 grader ger SiC högre effektivitet, tillförlitlighet och räckvidd när det används i elbilsapplikationer.

SiC är en icke-oxidkeramik som på grund av sin hårdhet används i mekaniskt och termiskt krävande applikationer; i eldfasta material för sin motståndskraft mot hög värme och stötar; och inom elektronik för användning i enheter som arbetar vid antingen höga temperaturer eller spänningar eller bådadera. SiC är näst efter borkarbid och diamant ett av de hårdaste kända naturliga ämnena.

Karborundumgrit kan också användas vid karborundumtryck - en konstform där bläck som fastnar mellan texturerade aluminiumplattor skapar målade märken på papper. American Elements erbjuder SiC-kvalitetsalternativ när så är tillämpligt, t.ex. Mil Spec, ACS Reagent Grade och USP EP/BP-specifikationer för dessa applikationer.