Siliziumkarbid (SiC) ist ein extrem hartes Material, das auf der Mohs'schen Skala mit 9 bewertet wird - vergleichbar mit Diamant. Es verf\u00fcgt \u00fcber einen niedrigen W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten, eine hervorragende Chemikalien- und W\u00e4rmebest\u00e4ndigkeit sowie eine \u00fcberragende Festigkeit und Hochtemperaturbest\u00e4ndigkeit. SiC weist auch eine au\u00dfergew\u00f6hnliche Abriebfestigkeit auf.<\/p>\n
Aufgrund seiner kristallinen Struktur bildet Graphen polymorphe Formen mit unterschiedlichen Stapelsequenzen - oder Polytypen - aus, die eine Reihe interessanter elektrischer Eigenschaften hervorrufen.<\/p>\n
Der Seebeck-Koeffizient eines Materials ist ein Ma\u00df f\u00fcr seine thermoelektrische Spannung als Reaktion auf Temperaturunterschiede in einem Material, die durch Ladungstr\u00e4ger wie Elektronen oder Elektronenl\u00f6cher in der Materialmatrix erzeugt werden. Sein Vorzeichen h\u00e4ngt davon ab, welche Form vorherrscht - entweder positiv oder negativ, je nachdem, welche Ladungstr\u00e4gerform in diesem Fall vorherrscht. Mit steigendem Wert nimmt auch die thermoelektrische Stromerzeugung zu.<\/p>\n
Der Seebeck-Koeffizient kann gemessen werden, indem man zwei ungleiche Materialien an ein Voltmeter anschlie\u00dft und die Ausgangsspannung misst. Diese Spannung h\u00e4ngt von ihren relativen Seebeck-Koeffizienten sowie von einem konstanten Wert, dem Platin (Pt), ab. Das Verh\u00e4ltnis der gemessenen Spannung zu den zugeh\u00f6rigen Seebeck-Koeffizienten wird als thermoelektrische Leistung bezeichnet.<\/p>\n
Will man den Seebeck-Koeffizienten einer Verbindung erh\u00f6hen, so muss ihre metallische Umgebung so eingestellt werden, dass die Ladungstr\u00e4gerkonzentration maximiert wird. Ein wirksames Mittel ist die Dotierung mit Atomen von Seltenen Erden oder \u00dcbergangsmetallen wie Nb, Ti und Zn; zus\u00e4tzlich kann er auch durch Ionenstrahl-Dotierung erh\u00f6ht werden.<\/p>\n
Der Seebeck-Koeffizient von Materialien l\u00e4sst sich mit einer einfachen Formel berechnen, die als S\/(D+r) angegeben wird. F oder das Fermi-Integral kann dann mit MATLAB-Software berechnet werden und stellt die Genauigkeit f\u00fcr die meisten Feststoffe bei brauchbaren Temperaturen dar; die Werte unterscheiden sich jedoch von Material zu Material.<\/p>\n
Je nach Art des Halbleiters ist der optimale Seebeck-Koeffizient unterschiedlich. So haben p-Typ-Halbleiter in der Regel viel h\u00f6here Seebeck-Koeffizienten als n-Typ-Halbleiter, da in ihrem Leitungsband mehr freie Elektronen vorhanden und aktiv sind als bei ihren p-Typ-Gegenst\u00fccken.<\/p>\n
Verunreinigungen ver\u00e4ndern nicht nur den Seebeck-Koeffizienten von Materialien, sondern k\u00f6nnen auch ihre elektrischen Eigenschaften und ihre Energieb\u00e4nder ver\u00e4ndern, indem sie Resonanzen erzeugen; dies kann zu einer asymmetrischen Bandstruktur f\u00fchren oder die Energiel\u00fccke ver\u00e4ndern.<\/p>\n
Siliziumkarbid in seiner reinsten Form ist ein elektrischer Isolator und l\u00e4sst keine Elektronen flie\u00dfen. Es wird erst dann zum Halbleiter, wenn seiner Kristallstruktur durch Dotierung Verunreinigungen hinzugef\u00fcgt werden - dadurch k\u00f6nnen sich die Ladungstr\u00e4ger frei bewegen, wodurch der Widerstand erheblich sinkt und sich der Widerstand mit zunehmendem Dotierungsgrad deutlich verringert. Mit zunehmendem Dotierungsgrad nimmt der Widerstand tendenziell ab.<\/p>\n
Durch die Dotierung werden mehr Elektronen und L\u00f6cher im Material verf\u00fcgbar, wodurch der Stromfluss verbessert wird, was zu einer h\u00f6heren elektrischen Leitf\u00e4higkeit des Materials f\u00fchrt. Die Physik definiert den spezifischen elektrischen Widerstand von Materialien als ihren Widerstand multipliziert mit der L\u00e4nge geteilt durch die Querschnittsfl\u00e4che - und die Ma\u00dfeinheit f\u00fcr den spezifischen Widerstand ist das Ohm.<\/p>\n
Das Ohmsche Gesetz ist logarithmisch; daher lautet die Formel zur Berechnung des elektrischen Widerstands einer beliebigen Probe R = (R + log(r)\/log(l), wobei die Ma\u00dfeinheiten Ohm-Sekunden und Meter umfassen. Der spezifische Widerstand ist ein wesentlicher Bestandteil von Stromverteilungssystemen und Erdungsmethoden und tr\u00e4gt dazu bei, deren Effizienz und Wirksamkeit zu bestimmen.<\/p>\n
Da der spezifische elektrische Widerstand von Siliciumcarbid von seiner Struktur abh\u00e4ngt, ist es von entscheidender Bedeutung, dass wir die bestimmenden Faktoren kennen. Zu beachten ist auch der geringere Widerstand im Vergleich zu typischen metallischen oder keramischen Werkstoffen; au\u00dferdem kann sich der Widerstand mit der Temperatur und zwischen verschiedenen Arten von Siliziumkarbidproben \u00e4ndern.<\/p>\n
Der niedrige elektrische Widerstand von por\u00f6sem Siliziumkarbid macht es zu einem ausgezeichneten Material f\u00fcr EDM-Anwendungen (Electrical Discharge Machined). Die geringe Dichte und der gleichm\u00e4\u00dfig niedrige elektrische Widerstand sorgen f\u00fcr eine effiziente EDM-Bearbeitung ohne Materialbesch\u00e4digung oder Energieverschwendung. Wenden Sie sich jetzt an Calix Ceramic Solutions, wenn Sie weitere Informationen \u00fcber unser gesintertes por\u00f6ses SiC mit niedrigem elektrischem Widerstand w\u00fcnschen. Unser Team beantwortet Ihnen gerne alle Fragen, die Sie haben k\u00f6nnten! Calix Ceramic Solutions ist sehr stolz darauf, qualitativ hochwertige Sinterprodukte anbieten zu k\u00f6nnen, einschlie\u00dflich EDM-Materialien als Teil unserer hochwertigen Sinterproduktpalette!<\/p>\n
Siliziumkarbid ist ein Halbleitermaterial mit einer Energiel\u00fccke von ca. 3,26 eV, die freie Elektronen- und L\u00f6cherniveaus voneinander trennt, um zu verhindern, dass sie sich zu Ionen zusammenschlie\u00dfen, die den elektrischen Fluss st\u00f6ren w\u00fcrden. Aufgrund dieser gro\u00dfen Energiel\u00fccke kann Elektronik aus Siliziumkarbid bei h\u00f6heren Spannungen, Temperaturen und Frequenzen betrieben werden als Siliziumger\u00e4te.<\/p>\n
Die halbleitenden Eigenschaften von Siliciumcarbid erm\u00f6glichen den Einsatz bei hohen Temperaturen und in abrasiven Umgebungen, so dass es sich f\u00fcr Autobremsen, Kupplungen, Keramikplatten in kugelsicheren Westen und kugelsichere Westen eignet, und seine Oxidationsbest\u00e4ndigkeit macht es zu einem wichtigen Bestandteil von feuerfesten Hochtemperaturmaterialien.<\/p>\n
Siliciumcarbid leitet keinen Strom wie Metalle, aber seine elektrischen Eigenschaften k\u00f6nnen durch Dotierung ver\u00e4ndert werden. Bei der Dotierung werden Verunreinigungen in die Kristallstruktur eingebracht, um die Zahl der freien Ladungstr\u00e4ger (Elektronen oder L\u00f6cher) zu erh\u00f6hen und so die Leitf\u00e4higkeit zu verbessern. Dotierung ist in der Halbleiterindustrie weit verbreitet, um die elektrischen Eigenschaften von Materialien zu steuern.<\/p>\n
Die elektrischen Eigenschaften und die robuste W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von Siliciumcarbid haben es zu einem integralen Bestandteil der Leistungselektronik gemacht. IGBTs und bipolare Transistoren geh\u00f6rten zu den ersten Leistungshalbleitern, bei denen Siliziumkarbid zum Einsatz kam, da es einen geringeren Einschaltwiderstand als Silizium-Pendants aufweist und gleichzeitig h\u00f6here Durchbruchspannungen verarbeiten kann.<\/p>\n
Im Zuge der technologischen Entwicklung findet Siliziumkarbid neue Anwendungen. Aufgrund seiner geringen W\u00e4rmeausdehnung und H\u00e4rte eignet es sich beispielsweise ideal als Spiegelmaterial f\u00fcr astronomische Teleskope; au\u00dferdem wurden aus diesem Material leichte und dennoch widerstandsf\u00e4hige Teilsysteme f\u00fcr Raumfahrzeuge hergestellt, die den Bedingungen im Weltraum erfolgreich standhalten.<\/p>\n
Die physikalischen und elektronischen Eigenschaften von Siliziumkarbid revolutionieren die Leistungselektronik f\u00fcr Anwendungen mit hohem Stromverbrauch. Bauteile auf SiC-Basis k\u00f6nnen sowohl hohen Temperaturen als auch hohen Spannungen standhalten, was f\u00fcr Elektromotoranwendungen unerl\u00e4sslich ist. Dar\u00fcber hinaus tragen die geringeren Schaltverluste und die geringere W\u00e4rmeentwicklung zur Steigerung des Wirkungsgrads bei und erh\u00f6hen so die Gesamteffizienz. Dar\u00fcber hinaus sind SiC-Bauelemente weniger anf\u00e4llig f\u00fcr elektromagnetische St\u00f6rungen (EMI), so dass sie sich f\u00fcr Hochfrequenzwandler eignen.<\/p>\n
Die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit ist eine Materialeigenschaft, die angibt, wie viel W\u00e4rme in einer Zeiteinheit \u00fcber eine Oberfl\u00e4che \u00fcbertragen wird. Siliziumkarbid verf\u00fcgt \u00fcber eine au\u00dfergew\u00f6hnliche W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und eignet sich daher f\u00fcr Anwendungen, die eine effektive W\u00e4rmeableitung erfordern. Seine W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit \u00fcbertrifft sogar die von Kupfer und ist etwa dreimal besser als die von reinem Silizium.<\/p>\n
Siliziumkarbid, eine kristalline Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff, gilt seit langem als unverzichtbarer industrieller Werkstoff in zahlreichen Bereichen. Dank seiner mechanischen Robustheit, seiner elektrischen Eigenschaften und seiner thermischen Stabilit\u00e4t ist Siliziumkarbid eine ideale Alternative zu vielen anderen Werkstoffen in verschiedenen Anwendungen - insbesondere in der Elektronik, wo es aufgrund seiner gro\u00dfen Bandl\u00fccke wesentlich h\u00f6here Spannungen und Frequenzen verarbeiten kann als herk\u00f6mmliche Halbleiterbauelemente auf Siliziumbasis.<\/p>\n
Der Amerikaner Edward C. Acheson sorgte 1891 f\u00fcr Schlagzeilen, als er elektrische Hitze aus einem Kraftwerk nutzte, um Ton mit Kohlenstoff zu infundieren, wodurch sechseckige Kristalle entstanden, die hart genug waren, um Glas zu zerkratzen. Achesons Erfindung revolutionierte die Produktion von Leuchtdioden (LEDs), Detektoren in fr\u00fchen Radios, Autobremsen und -kupplungen, keramischen kugelsicheren Westen und abriebfesten feuerfesten Materialien.<\/p>\n
Die physikalische Robustheit und die geringe Permeabilit\u00e4t von Polycarbonat machen es zu einem ausgezeichneten Ersatz f\u00fcr Stahl bei Anwendungen, die Abriebfestigkeit erfordern, wie z. B. bei Verschlei\u00dfplatten. Dar\u00fcber hinaus eignet sich Polycarbonat aufgrund seiner Oxidationsbest\u00e4ndigkeit und Temperaturstabilit\u00e4t f\u00fcr raue Umgebungen im Automobilbau und in der Luft- und Raumfahrt, w\u00e4hrend seine chemische Inertheit es resistent gegen Korrosion durch aggressive Chemikalien macht.<\/p>\n
Die hervorragende W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit von Siliziumkarbid macht es zu einem ausgezeichneten Material f\u00fcr Anwendungen, die eine effiziente W\u00e4rme\u00fcbertragung erfordern, wie z. B. Elektro\u00f6fen und Induktionsheizger\u00e4te. Dar\u00fcber hinaus unterst\u00fctzt sein niedriger W\u00e4rmeausdehnungskoeffizient die strukturelle Integrit\u00e4t auch bei hohen Temperaturen.<\/p>\n
Reines Siliciumcarbid verh\u00e4lt sich zwar wie ein Isolator, aber durch Zugabe von kontrollierten Verunreinigungen wie Aluminium kann es halbleitende Eigenschaften erhalten. Durch die Zugabe von Aluminium erh\u00e4lt man beispielsweise SiC vom p-Typ, w\u00e4hrend die Zugabe von Sauerstoff SiC vom n-Typ erzeugt - diese Verunreinigungen k\u00f6nnen durch verschiedene Methoden eingef\u00fchrt werden, darunter Ionenimplantation und chemische Dotierung. SiC wird h\u00e4ufig als Basismaterial f\u00fcr Hochleistungs-Halbleiterbauelemente wie IGBTs und bipolare Transistoren gew\u00e4hlt, da es wesentlich h\u00f6here Durchbruchsspannungen und Frequenzen aufweist als andere Halbleiter auf Siliziumbasis.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC) is an extremely hard material rated 9 on Mohs’ scale – comparable to diamond. With low coefficient of thermal expansion and outstanding chemical and heat resistance properties as well as superior strength and high temperature strength properties. SiC also displays exceptional abrasion resistance. Attributed to its crystalline structure, graphene produces polymorphs with […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[64],"tags":[],"class_list":["post-498","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/498","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=498"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/498\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":499,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/498\/revisions\/499"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=498"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=498"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=498"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}