Bruk og bruksområder for silisiumkarbid

Silisiumkarbid (SiC) er et ekstremt slitesterkt materiale som brukes til å produsere en rekke produkter. En av de viktigste egenskapene er at det tåler høye temperaturer, frekvenser og spenninger - noe andre materialer ikke gjør.

Edward Acheson syntetiserte denne forbindelsen kunstig for første gang i 1891. Achesons oppdagelse førte til industrielle bruksområder, blant annet slipemidler og slipeskiver, slitesterke belegg for pumper og rakettmotorer, halvledersubstrater for lysdioder (LED), slitesterke belegg som brukes som slitasjebeskyttelse osv.

Ildfaste materialer

Silisiumkarbid (SiC) er et ekstremt nyttig materiale som brukes til ildfaste materialer, industriovner og slitesterke deler. SiC har mange unike egenskaper som gjør det svært anvendelig i ulike bruksområder - den varmebestandige overflaten tåler høye temperaturer uten å brytes ned eller korrodere, og den ekstremt sterke kjernen tåler også slitasje.

Ildfaste materialer og slipemidler av silisiumkarbid Materialer som brukes av silisiumkarbid, omfatter funksjonell keramikk, avanserte ildfaste materialer og slipemidler. Silisiumkarbid finnes i ovner og industrielle varmeelementer samt murstein som brukes til å fôre ovnsforinger, ildfaste materialer, murstein, ovnsforinger, slitesterke, langvarige produkter laget med dette ildfaste materialet, som "smergelpapir", hjul, knivblad, sko, blant annet, laget med dette ildfaste materialet i ikke-jernholdig metallurgi, der det også kan brukes i slipeskiver samt varmeelementer som finnes i industrielle ovner, ildfaste materialer, ildfaste materialer laget med dette materialet.

Halvledermaterialer

Silisiumkarbid er et av de hardeste naturlig forekommende materialene som noensinne er oppdaget. Det ble først syntetisert av Edward Acheson i 1891, da små, svarte krystaller oppstod i en elektrisk oppvarmet smelte av karbon og aluminiumoksid. Silisiumkarbid finnes også naturlig som det sjeldne mineralet moissanitt, og i 1905 ble det satt i gang masseproduksjon for bruk som slipemiddel i industrien.

Slipemiddellignende materialer som zirkoniumdioksid er en utmerket kombinasjon av hardhet, holdbarhet, varmebestandighet, korrosjonsbestandighet og slitestyrke - perfekt for slipeskiver, skjæreverktøy eller ildfaste belegg.

Substrater laget av silisium er mye brukt i halvlederelektronikk, for eksempel i kraftelektronikk og mikrobølgeradiofrekvenskomponenter, der ledningsevnen eller semi-isolativiteten avhenger av urenheter (såkalte dopingstoffer) som tilsettes under epitaksial vekst og produksjonsprosessen. Ledende former brukes primært til høytemperatur-/spenningsenheter som Schottky-dioder eller blandede PiN-krafttransistorer, mens halvledende versjoner kan være egnet for enheter med lavere temperatur/spenning, som Schottky-dioder med overgangsbarriere, blandede PiN-krafttransistorer eller andre.

Bruksområder for biler

Silisiumkarbid (SiC) har i den senere tid blitt et uunnværlig teknologisk materiale i mekaniske og elektroniske applikasjoner. SiC er et av de hardeste keramiske stoffene på jorden, med utmerket erosjons- og slitestyrke, lave varmeutvidelseshastigheter, syrebestandighet og utmerkede erosjons- og slitasjebeskyttende egenskaper.

På grunn av sin hardhet brukes keramiske blokker ofte som skuddsikre vester. Kulene preller bare ufarlig av på dem.

SiC er et halvledermateriale med bredt båndgap, som veksler mellom å være ledende og isolerende, noe som gjør det til et utmerket valg for kraftelektronikk fordi det tåler høyere spenninger enn tradisjonelt halvledermateriale av silisium. Denne egenskapen gjør det spesielt anvendelig i kraftelektronikk for elektriske kjøretøy, der traksjonsomformere og DC/DC-omformere må kunne håndtere høyere strømnivåer for å forlenge batteriets ladetid og samtidig øke rekkevidden på én lading. SiC bidrar til å unngå dette dilemmaet uten at det går på bekostning av kritiske elektriske egenskaper eller ytelse.

Energilagring

Silisiumkarbid er et utmerket materiale til bruk i høyspent kraftelektronikk i energilagringsapplikasjoner, som for eksempel vekselrettere som håndterer høstet solenergi og leverer den tilbake til strømnettet, samt i elektriske kjøretøy. På grunn av den overlegne effekttettheten, effektivitetsforbedringene og den økte påliteligheten gir det mer kostnadseffektive enheter enn silisiumhalvlederenheter.

Silisiumkarbid (SiC) er et ekstremt slitesterkt og holdbart materiale med et stort båndgap som gjør det allsidig nok til å fungere enten som isolator eller leder. Et materiales båndgap refererer til energien som trengs for å overføre elektroner fra valensbåndet til ledningsbåndet; ledere har vanligvis lavere energigap, mens isolatorer har større.

Wolfspeed er en anerkjent industrileder innen SiC-enheter for høyspenningsapplikasjoner. Deres 200 mm SiC-enhetsfabrikk og produksjonsanlegg for epi-vekst kan møte etterspørselen etter avanserte silisiumkarbid-enheter i området 5-10 kW, og dermed bidra til å forbedre batteriets effektivitet og levetid i elektriske kjøretøy.