Siliziumkarbid ist ein hochentwickeltes Halbleitermaterial, das Elektrizit\u00e4t bei hohen Temperaturen leiten kann und gleichzeitig oxidationsbest\u00e4ndig ist und hohe Spannungen vertr\u00e4gt, was es zur perfekten Materialwahl f\u00fcr Anwendungen wie Autobremsen und -kupplungen sowie kugelsichere Westen macht.<\/p>\n
Dotierstoffe wie Aluminium, Bor und Gallium k\u00f6nnen dazu beitragen, die elektrische Leitf\u00e4higkeit von por\u00f6sem SiC zu steuern, indem sie darin P-Halbleiter erzeugen.<\/p>\n
Siliziumkarbid (SiC) ist eine k\u00fcnstlich hergestellte harte kristalline Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff. Als extrem z\u00e4hes und abriebfestes Material wird Siliziumkarbid in verschiedenen industriellen Bereichen eingesetzt, z. B. in Schleifpapier, Schleifscheiben, Schneidwerkzeugen, feuerfesten Auskleidungen, verschlei\u00dffesten Teilen f\u00fcr Pumpen und Raketentriebwerke sowie als Halbleitersubstrat f\u00fcr Leuchtdioden (LEDs).<\/p>\n
Die Kombination aus hoher W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, niedrigem W\u00e4rmeausdehnungskoeffizienten und bemerkenswerter chemischer Best\u00e4ndigkeit macht SiC zu einem attraktiven Material f\u00fcr den Einsatz in rauen Umgebungen. Dar\u00fcber hinaus ist SiC ein hervorragender elektrischer Leiter, der auch hohen Spannungen standh\u00e4lt.<\/p>\n
SiC ist eines der wenigen Materialien mit einer einzigartigen Atomstruktur. Es kristallisiert in dicht gepackten Strukturen, in denen jedes Siliziumatom vier Elektronen mit seinen Nachbaratomen teilt, um kovalente Bindungen zu bilden und polytype Siliziumkarbidstrukturen zu bilden - es gibt \u00fcber 200 einzigartige Anordnungen entlang der Richtung der dichten Packung, einschlie\u00dflich eines kubischen Polytyps, der eine Zinkblende-Kristallstruktur hat; zu den nicht kubischen Formen von SiC geh\u00f6ren Alpha-Siliziumkarbid (a-SiC) und Beta-Siliziumkarbid (4H-SiC).<\/p>\n
Die bemerkenswerten physikalischen Eigenschaften von Siliziumkarbid erm\u00f6glichen eine breite Anwendung in elektronischen Bauteilen. Aufgrund seines weiten Betriebstemperaturbereichs und seiner hervorragenden thermischen und elektrischen Leitf\u00e4higkeit sowie seiner h\u00f6heren Elektronenbeweglichkeit, die einen Betrieb mit h\u00f6heren Frequenzen als bei den meisten Halbleitern erm\u00f6glicht, ist Siliziumkarbid ein ideales Material f\u00fcr Leistungsbauelemente wie Schottky-Dioden, MOSFETs und Transistoren.<\/p>\n
Siliziumkarbid unterscheidet sich von den meisten Metallen dadurch, dass es chemisch inert und in vielen Umgebungen korrosionsbest\u00e4ndig ist. Es ist resistent gegen Abrieb und Sandstrahlen und h\u00e4lt auch hohen Temperaturen stand. Auch die meisten S\u00e4uren und Laugen - mit Ausnahme von Flusss\u00e4ure - greifen seine Struktur nicht an.<\/p>\n
Eine g\u00e4ngige Methode zur Herstellung von SiC-Wafern ist die Reaktion von Quarzsand mit Kohlenstoffbrennstoff wie Petrolkoks in einem speziellen Ofen und das Schmelzen zu einer Paste, bevor sie unter Druck zu zylindrischen oder kugelf\u00f6rmigen Strukturen gesintert werden, in der Regel mit Bindemitteln wie Borkarbid oder Silikatglas als Binder. Nach dem Gl\u00fchen wird es in Wafer geschnitten.<\/p>\n
Siliziumkarbid (SiC) ist ein Halbleitermaterial mit zahlreichen Anwendungen. Es ist in elektronischen Hochleistungsger\u00e4ten wie Dioden, Transistoren und Thyristoren weit verbreitet. Aufgrund seiner gro\u00dfen Bandl\u00fccke kann es Strom bei hohen Frequenzen leiten und verf\u00fcgt gleichzeitig \u00fcber eine hervorragende physikalische Robustheit und Temperaturbest\u00e4ndigkeit, die es zu einem wichtigen Bestandteil von Industriematerialien wie Autobremsen und -kupplungen sowie Keramikplatten f\u00fcr kugelsichere Westen machen.<\/p>\n
Siliziumkarbid ist in seinem urspr\u00fcnglichen Zustand ein elektrischer Isolator; in Verbindung mit Verunreinigungen oder Dotierstoffen kann es jedoch als Leiter eingesetzt werden. Durch die Dotierung mit Aluminium, Bor oder Gallium erh\u00e4lt es P-Halbleitereigenschaften; durch die Zugabe von Stickstoff oder Phosphor werden N-Halbleitereigenschaften erzeugt, die es erm\u00f6glichen, das Material in verschiedenen Bauelementen zu verwenden.<\/p>\n
Kubisches SiC wird auf zwei Arten hergestellt: durch Aufl\u00f6sen in geschmolzenem Silizium oder durch chemische Gasphasenabscheidung. Die Hersteller verwenden beide Verfahren, um Wafer herzustellen, die sp\u00e4ter zu Chips f\u00fcr elektronische Ger\u00e4te verarbeitet werden. Beide Verfahren verbrauchen betr\u00e4chtliche Energie und Ausr\u00fcstungsressourcen, was ihre Herstellung f\u00fcr viele Hersteller letztlich unerschwinglich macht.<\/p>\n
Eine M\u00f6glichkeit, die elektrische Leitf\u00e4higkeit von SiC zu erh\u00f6hen, ist die Zugabe von Kohlenstoff oder Metallnitriden, wie z. B. Ru\u00df. Diese Zusatzstoffe verringern die Oxidation w\u00e4hrend der Herstellung und erh\u00f6hen gleichzeitig die W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit. Au\u00dferdem tragen diese Nitride zu einer geringeren Dichte bei, was die mechanische Festigkeit erh\u00f6ht.<\/p>\n
Zusatzstoffe wie Katalysatoren k\u00f6nnen sich auch auf die elektrische Leitf\u00e4higkeit von por\u00f6sen Verbundwerkstoffen auf SiC-Basis auswirken und deren elektrische Leitf\u00e4higkeit erheblich ver\u00e4ndern. Solche Additive ver\u00e4ndern die Morphologie der sekund\u00e4ren Phase und die Leitf\u00e4higkeit direkt; es ist daher wichtig, ihren Einfluss auf die elektrische Leitf\u00e4higkeit zu verstehen.<\/p>\n
Wir haben die elektrische Leitf\u00e4higkeit por\u00f6ser Keramiken auf SiC-Basis intensiv charakterisiert, indem wir ihre Morphologie und Porosit\u00e4t bewerteten, ihre kristalline Struktur mit hauseigenen elektronenmikroskopischen und r\u00f6ntgendiffraktometrischen Instrumenten ma\u00dfen und die Leitf\u00e4higkeit unter Verwendung von Graphen in der Sekund\u00e4rphase und seiner Morphologie als Schl\u00fcsselvariablen testeten. Die Ergebnisse zeigen, dass die keramischen Morphologien aus komplexen Wechselwirkungen zwischen Silizium-Kohlenstoff-Redoxspezies resultieren, w\u00e4hrend die Leitf\u00e4higkeit von beiden Parametern abh\u00e4ngt.<\/p>\n
Siliziumkarbid ist ein unverzichtbares Material f\u00fcr zahlreiche industrielle Anwendungen, von seiner unvergleichlichen H\u00e4rte und Verschlei\u00dffestigkeit bis hin zu seiner Funktion als Halbleiter und elektrischer Leiter. Dank dieser Eigenschaften hat diese vielseitige Verbindung erheblich zur Verbesserung der Effizienz und Zuverl\u00e4ssigkeit in verschiedenen Sektoren beigetragen.<\/p>\n
Siliciumcarbid (SiC) ist ein unl\u00f6slicher, schwarzer bis brauner Feststoff mit einer Mohs'schen H\u00e4rteskala von 9, der aus Kohlenstoff in Kombination mit Sand besteht, der durch Hochtemperaturerhitzung seine einzigartige atomare Struktur erh\u00e4lt und eine hervorragende Festigkeit, Z\u00e4higkeit, Haltbarkeit, Korrosionsbest\u00e4ndigkeit, Z\u00e4higkeit und Z\u00e4higkeit aufweist. Siliciumcarbid kann durch Erhitzen bei hohen Temperaturen hergestellt werden, um diese elastische Verbindung zu erzeugen, die unter anderem als feuerfestes Material in Pumpenlagern, Ventilen, Einspritzd\u00fcsen f\u00fcr Schleifmittel und Strangpresswerkzeugen verwendet wird.<\/p>\n
SiC hat eine h\u00f6here elektrische Eigenleitf\u00e4higkeit als reines Silizium und wurde bei Raumtemperatur mit \u00fcber 100 Ohm-cm-1 gemessen. Diese Leitf\u00e4higkeit h\u00e4ngt von der Kristallstruktur, der Phase und der Mikrostruktur ab, kann aber durch Dotierung mit n- oder p-leitenden Verunreinigungen wie Aluminium, Gallium, Bor, Stickstoff oder Phosphor erh\u00f6ht werden. Insbesondere die Dotierung von Siliciumcarbid mit Gallium, Bor oder Aluminium erh\u00f6ht die metall\u00e4hnliche Leitf\u00e4higkeit, w\u00e4hrend Beryllium, Niob oder Wolfram dazu beitragen k\u00f6nnen, SiC vom p-Typ zu erhalten.<\/p>\n
SiC hat unglaubliche thermische Eigenschaften und eine attraktive breite Bandl\u00fccke, die es zu einem attraktiven Material f\u00fcr elektronische Anwendungen machen. Goldman Sachs prognostiziert, dass der Einsatz von Siliziumkarbid in Wechselrichtern zum Laden von Elektrofahrzeugen die Reichweite und die Leistungsdichte erh\u00f6hen und gleichzeitig die Gr\u00f6\u00dfe und Kosten des Batteriemanagementsystems verringern w\u00fcrde.<\/p>\n
Siliciumcarbid kommt in zwei polymorphen Formen vor: Alpha-SiC hat eine hexagonale Kristallstruktur, die der von Wurtzit \u00e4hnelt, w\u00e4hrend Beta-SiC Zinkblende-Kristalle wie Diamant aufweist. Bis vor kurzem hatte Beta-SiC nur begrenzte kommerzielle Anwendungen, bis seine Zinkblende-Kristallstruktur es als Tr\u00e4germaterial f\u00fcr heterogene Katalysatoren n\u00fctzlich machte; seine gleichm\u00e4\u00dfige Oberfl\u00e4che machte die Katalyse auf dem Substrat effektiver. Au\u00dferdem hat Beta-SiC einen niedrigeren Dampfdruck und einen h\u00f6heren Schmelzpunkt als Aluminiumoxid und Aluminium.<\/p>\n
Siliziumkarbid (SiC) ist ein industrielles keramisches Material, das sowohl in Hochtemperatur- als auch in Hochspannungsumgebungen h\u00e4ufig eingesetzt wird. Aufgrund seiner H\u00e4rte wird SiC h\u00e4ufig als wesentliches Schleifmittel in vielen Bearbeitungs-, Abrasions- und Strahlverfahren eingesetzt; au\u00dferdem ist es aufgrund seiner Korrosionsbest\u00e4ndigkeit von unsch\u00e4tzbarem Wert. In reinem Zustand wirkt SiC als elektrischer Isolator, w\u00e4hrend eine kontrollierte Dotierung zu Halbleitern f\u00fchren kann.<\/p>\n
Siliciumcarbid zeichnet sich durch seine gro\u00dfe Bandl\u00fccke aus - die Energiel\u00fccke zwischen den Valenz- und Leitungsb\u00e4ndern der Atome, aus denen es im Kristall besteht -, die bestimmt, ob ein Material als Leiter, Isolator oder Halbleiter gilt. Leiter weisen eine \u00fcberlappende Bandl\u00fccke auf, so dass sich die Elektronen ungehindert vom Valenzband in das Leitungsband bewegen k\u00f6nnen, w\u00e4hrend bei Isolatoren erhebliche Energiemengen erforderlich sind, damit die Elektronen diese Kluft \u00fcberwinden k\u00f6nnen.<\/p>\n
Siliciumcarbid kann durch Hinzuf\u00fcgen von nichtmetallischen Verunreinigungen magnetische Momente erzeugen; diese Momente k\u00f6nnen jedoch relativ schwach sein, da die ungest\u00f6rte Masse von NM-SiC sehr kleine Bindungsenergien aufweist und Kohlenstoff eine geringere Elektronegativit\u00e4t als Silicium besitzt. Au\u00dferdem h\u00e4ngen die magnetischen Momente davon ab, wie eng die benachbarten Kohlenstoffatome ausgerichtet sind.<\/p>\n
Der prim\u00e4re Beitrag der Siliciumvakanz VSi zu ihrem magnetischen Moment liegt in ungepaarten p-Elektronen, die sich an drei Kohlenstoffatomen mit baumelnden Bindungen befinden; im Vergleich dazu enth\u00e4lt die Siliciumvakanz VSe nur zwei solcher ungepaarten p-Elektronen und leistet nur einen geringeren Beitrag zu den magnetischen Momenten.<\/p>\n
Siliciumcarbid gibt es in verschiedenen Polytypen mit unterschiedlichen Schichtstrukturen und Stapelreihenfolgen: Bei einem A-Polytyp sind die Schichten in A-Position gestapelt; bei den B- und C-Polytypen sind die Schichten an bestimmten Positionen im Stapel gestapelt, w\u00e4hrend der C-Polytyp im Allgemeinen f\u00fcr Hochtemperaturanwendungen bevorzugt wird. A- und B-Polytypen k\u00f6nnen in elektrischen Ger\u00e4ten verwendet werden, w\u00e4hrend C-Polytypen bevorzugt werden, wenn sie h\u00f6heren Temperaturen ausgesetzt sind.<\/p>\n
Siliziumkarbid zeichnet sich nicht nur durch seine hervorragenden thermischen Eigenschaften aus, sondern auch durch seine hervorragende elektrische Leitf\u00e4higkeit. Seine Spannungsfestigkeit ist 10-mal h\u00f6her als die von Galliumnitrid, wodurch es sich f\u00fcr Energie- und Sensoranwendungen sowie f\u00fcr Anwendungen eignet, die Temperaturschwankungen erfordern. Der niedrige W\u00e4rmeausdehnungskoeffizient von Siliziumkarbid macht es in dieser Hinsicht besonders attraktiv.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide is an advanced semiconductor material capable of conducting electricity at high temperatures while remaining resistant to oxidation and handling high voltages, making it the perfect material choice for applications such as car brakes and clutches as well as bulletproof vests. Dopants such as aluminum, boron and gallium can help control the electrical conductivity […]<\/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-508","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/508","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=508"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/508\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":509,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/508\/revisions\/509"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=508"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=508"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=508"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}