Визначення карбіду кремнію

Карбід кремнію (SiC) - це нерозчинна кристалічна сполука, що складається з кремнію та вуглецю. Відомий під торговою назвою "карборунд", SiC також зустрічається в природі у вигляді надрідкісного мінералу муассаніту.

PEEK використовується в електронних пристроях, які працюють при високих температурах і напругах, наприклад, в джерелах живлення. Крім того, він є важливим матеріалом для електромобілів; збільшення дальності пробігу та підвищення енергоефективності завдяки збільшенню терміну служби батареї та більшій енергоефективності є його обіцянкою.

Це природний абразивний матеріал

Карбід кремнію, більш відомий як SiC, є надзвичайно абразивним матеріалом, який часто зустрічається в метеоритах і рідкісному мінералі муассаніті. SiC, що повністю складається з кремнію та вуглецю, може бути легований азотом або фосфором для використання в якості напівпровідника n-типу або алюмінієм, бором чи галієм для напівпровідникових застосувань p-типу. Промисловий наждачний папір часто містить SiC як один з інгредієнтів, а його гострі, як бритва, зерна можуть без зусиль шліфувати метал, скло, мармур, корковий камінь, ДВП середньої щільності для швидкого абразивного використання - ідеальний абразивний матеріал!

Алюміній - ідеальний вибір матеріалу для високопродуктивних застосувань, які вимагають сильних хімічних властивостей, теплопровідності, низького коефіцієнта розширення і зносостійкості. Цей універсальний метал можна знайти в таких сферах застосування, як абразивні матеріали, зносостійкі деталі та вогнетриви завдяки його твердості; електроніка завдяки його стабільності та надійності; а також металургія завдяки його жаростійкості.

Унікальні механічні та хімічні властивості карбіду кремнію роблять його чудовим матеріалом для високопродуктивних інженерних застосувань, таких як підшипники насосів, клапани, піскоструминні форсунки, екструзійні матриці, довговічна корозійна стійкість і висока температура плавлення роблять його чудовим матеріалом для застосування в екстремальних інженерних ситуаціях. Важкий ґрунт може створювати менше тертя на його поверхні порівняно з легким ґрунтом, в той час як пил карбіду кремнію може викликати непрогресуючий фіброз легенів у людей.

Це керамічний матеріал

Карбід кремнію, більш відомий як карборунд, - це надзвичайно тверда кристалічна сполука кремнію та вуглецю, яка здавна використовується як абразивний матеріал з моменту його появи наприкінці 19-го століття. З того часу він використовується переважно в шліфувальних кругах і ріжучих інструментах, а його універсальне застосування варіюється від вогнетривкої футеровки промислових печей і зносостійких деталей у насосах і ракетних двигунах до кераміки і напівпровідників; завдяки своїй стійкості до корозії і окислення, а також міцності при високих температурах з мінімальним тепловим розширенням він є одним з найбільш широко застосовуваних керамічних матеріалів, які коли-небудь використовувалися сьогодні.

Карбід кремнію - це неоксидна кераміка з шириною забороненої зони, яка втричі більша, ніж у стандартних кремнієвих напівпровідників, що означає, що він може витримувати більшу напругу. Крім того, в процесі спікання утворюються дуже дрібні частинки, які з меншою ймовірністю пошкоджують електронні схеми. При додаванні домішок, таких як бор та алюміній, карбід кремнію стає напівпровідником p-типу; при додаванні фосфору та азоту він перетворюється на напівпровідник n-типу.

Спікання карбіду кремнію - це простий процес, що дозволяє отримати щільні вироби з видатними механічними властивостями. Його твердість має вирішальне значення для багатьох процесів абразивної обробки, таких як шліфування, гідроабразивне різання та піскоструминна обробка; сучасні лапідарії також цінують довговічність і високу стабільність розмірів карбіду кремнію; він навіть може використовуватися для виготовлення високопродуктивних гальмівних дисків для спортивних автомобілів та інших спортивних транспортних засобів.

Це матеріал для силової електроніки

Карбід кремнію, або SiC, - це неоксидний керамічний матеріал, який знаходить застосування в різних сферах: від абразивів і зносостійких деталей завдяки своїй твердості; до металургії та вогнетривів завдяки своїй жаростійкості та тепловому розширенню; застосування в силовій електроніці завдяки своїм властивостям витримувати напругу; легується азотом або фосфором для утворення напівпровідників n-типу або берилієм, бором і алюмінієм для утворення напівпровідників p-типу; його щільно упакована кристалічна структура утворює політипи з різним хімічним складом, а також електричними характеристиками; нерозчинний у воді, він розчиняється в лугах або середовищах, що містять залізо.

SiC відрізняється від кремнію значно ширшою забороненою зоною, що дозволяє йому демонструвати напівпровідність. Тому він є ідеальним матеріалом для високовольтних застосувань, витримуючи напругу, яка вдесятеро перевищує ту, яку може витримати кремній.

Карбід кремнію має чудову теплопровідність, що дозволяє йому витримувати температуру до 1400 градусів за Цельсієм - значно вищу, ніж 175 градусів за Цельсієм для стандартного кремнію. Тому карбід кремнію зменшує потребу в активних системах охолодження в силових електронних пристроях, таких як перетворювачі постійного струму в постійний і бортові зарядні пристрої.

Карбід кремнію може бути виготовлений за допомогою різних процесів, включаючи реакційно-зв'язані та CVD методи. Реакційно-зв'язані методи передбачають змішування порошкоподібного карбіду кремнію з вуглецевим порошком і пластифікатором перед наданням йому бажаної форми до випалювання будь-якого пластифікатора, присутнього в суміші. CVD передбачає нагрівання чистого кварцового піску, змішаного з коксом, у цегляній електричній печі опору при проходженні струму через її провідник; пізніше його подрібнюють на дрібний порошок для використання в якості абразиву.

Це матеріал для автомобільної промисловості

Карбід кремнію, або SiC, є однією з найтвердіших відомих речовин. В основному він використовується як автомобільний матеріал у високопродуктивних гальмівних дисках для спортивних автомобілів і суперкарів; однак напівпровідники і компоненти силової електроніки також використовують цей матеріал завдяки його чудовим фізичним і електричним властивостям, які роблять його придатним для застосування у високовольтних пристроях.

Керамічні матеріали з бажаними властивостями неоксидної кераміки роблять їх чудовим вибором для багатьох промислових застосувань, від датчиків і напівпровідникових пристроїв до технологій, що носяться, і медичних імплантатів. Кераміка, легована різною кількістю алюмінію, бору або вуглецю, може досягати специфічних експлуатаційних характеристик для різних промислових застосувань, а також виготовлятися в низьковольтних пристроях для використання у високовольтній техніці.

Атомна структура SiC робить його чудовим провідником, що робить його ідеальним для використання в якості транзисторів в електромобілях (EV). Ці мікросхеми зменшують тепло, що виділяється під час роботи, підвищуючи ефективність і збільшуючи час автономної роботи, а також здатні витримувати вищі робочі температури, що дозволяє відмовитися від активних систем охолодження, які збільшують вагу і ускладнюють конструкцію електромобіля.

Виробництво карбіду кремнію з часом змінилося, але його основний процес залишається схожим на той, що був започаткований Едвардом Ачесоном у 1891 році. Суміш чистого кварцового піску і коксового вугілля нагрівають в електричній печі до тих пір, поки вона не запалюється від електричної свічки з вуглецевого провідника, утворюючи яскраво-зелені кристали зі значною твердістю.