Silisiumkarbid (SiC) er et ekstremt hardt materiale som ligger p\u00e5 9 p\u00e5 Mohs\u2019 skala \u2013 sammenlignbart med diamant. Det har lav termisk utvidelseskoeffisient og enest\u00e5ende kjemisk og varmebestandighet, i tillegg til overlegen styrke og h\u00f8y temperaturbestandighet. SiC har ogs\u00e5 enest\u00e5ende slitestyrke.<\/p>\n
P\u00e5 grunn av sin krystallstruktur danner grafen polymorfer med ulike stablingssekvenser \u2013 eller polytyper \u2013 som gir opphav til en rekke interessante elektriske egenskaper.<\/p>\n
Seebeck-koeffisienten til et materiale er et m\u00e5l p\u00e5 dets termoelektriske spenning som respons p\u00e5 temperaturforskjeller p\u00e5 tvers av materialet, og som genereres av ladningsb\u00e6rere som elektroner eller elektronhull i materialets matrise. Fortegnet avhenger av hvilken form som dominerer \u2013 enten positivt eller negativt, avhengig av hvilken type ladningsb\u00e6rer som dominerer i det aktuelle tilfellet. N\u00e5r verdien \u00f8ker, \u00f8ker ogs\u00e5 den termoelektriske str\u00f8mproduksjonen.<\/p>\n
Seebeck-koeffisienten kan m\u00e5les ved \u00e5 koble to ulike materialer til et voltmeter og m\u00e5le utgangsspenningen. Denne spenningen vil avhenge av materialenes relative Seebeck-koeffisienter samt en konstant verdi kjent som platina (Pt). Forholdet mellom den m\u00e5lte spenningen og de tilh\u00f8rende Seebeck-koeffisientene kalles termoelektrisk effekt.<\/p>\n
Hvis man \u00f8nsker \u00e5 \u00f8ke Seebeck-koeffisienten til en forbindelse, m\u00e5 det metalliske milj\u00f8et rundt den tilpasses slik at b\u00e6rerkonsentrasjonen blir s\u00e5 h\u00f8y som mulig. En effektiv metode er \u00e5 dotere den med sjeldne jordartsmetaller eller overgangsmetallatomer som Nb, Ti og Zn; i tillegg kan ionestr\u00e5ledotering ogs\u00e5 bidra til \u00e5 \u00f8ke den.<\/p>\n
Seebeck-koeffisienten til materialer kan enkelt beregnes ved hjelp av en enkel formel, angitt som S\/(D+r). F, eller Fermi-integralet, kan deretter beregnes ved hjelp av MATLAB-programvaren og gir et n\u00f8yaktig resultat for de fleste faste stoffer ved brukbare temperaturer; verdiene vil imidlertid variere fra materiale til materiale.<\/p>\n
Den optimale Seebeck-koeffisienten varierer avhengig av halvledertypen. For eksempel har p-type halvledere vanligvis mye h\u00f8yere Seebeck-koeffisienter enn n-type halvledere, fordi det finnes flere frie elektroner som er aktive i ledningsb\u00e5ndet deres sammenlignet med n-type halvledere.<\/p>\n
Urenheter endrer ikke bare materialenes Seebeck-koeffisient, men kan ogs\u00e5 p\u00e5virke deres elektriske egenskaper og endre energib\u00e5ndene ved \u00e5 skape resonanser; dette kan f\u00f8re til en asymmetrisk b\u00e5ndstruktur eller endre energigapet.<\/p>\n
Silisiumkarbid i sin reneste form fungerer som en elektrisk isolator og hindrer elektroner i \u00e5 str\u00f8mme. Det blir f\u00f8rst en halvleder n\u00e5r det tilsettes urenheter i krystallstrukturen gjennom doping \u2013 dette gj\u00f8r at ladningsb\u00e6rere kan bevege seg fritt, noe som reduserer resistiviteten betydelig og senker den ytterligere etter hvert som dopingniv\u00e5et \u00f8ker. N\u00e5r dopingsniv\u00e5et \u00f8ker, har motstanden en tendens til \u00e5 reduseres.<\/p>\n
Doping gj\u00f8r at flere elektroner og hull blir tilgjengelige i materialet, noe som forbedrer str\u00f8mmen og dermed gir materialet h\u00f8yere elektrisk ledningsevne. I fysikken defineres materialers spesifikke elektriske resistivitet som motstanden ganget med lengden og delt p\u00e5 tverrsnittsarealet \u2013 og m\u00e5leenheten for resistivitet er ohm.<\/p>\n
Ohms lov er logaritmisk; derfor er formelen for \u00e5 beregne den elektriske resistiviteten til en hvilken som helst pr\u00f8ve R = (R + log(r)\/log(l)), der m\u00e5leenhetene inkluderer ohmsekunder og meter. Resistiviteten spiller en sentral rolle i b\u00e5de kraftdistribusjonssystemer og jordingsmetoder, og bidrar til \u00e5 bestemme deres effektivitet og virkningsgrad.<\/p>\n
Siden silisiumkarbids spesifikke elektriske motstand avhenger av strukturen, er det avgj\u00f8rende at vi forst\u00e5r hvilke faktorer som p\u00e5virker den. Det er ogs\u00e5 verdt \u00e5 merke seg at motstanden er lavere sammenlignet med vanlige metall- eller keramiske materialer; man m\u00e5 ogs\u00e5 huske p\u00e5 at motstandsniv\u00e5ene kan variere med temperaturen og mellom ulike typer silisiumkarbidpr\u00f8ver.<\/p>\n
Den lave elektriske resistiviteten til por\u00f8st silisiumkarbid gj\u00f8r det til et utmerket materialvalg for EDM-applikasjoner (Electrical Discharge Machining), takket v\u00e6re b\u00e5de den lave tettheten og den jevne, lave elektriske resistiviteten, som sikrer effektiv EDM-bearbeiding uten \u00e5 skade materialet eller sl\u00f8se med energi. Kontakt Calix Ceramic Solutions n\u00e5 hvis du \u00f8nsker mer informasjon om v\u00e5rt sintrede, por\u00f8se SiC med lav elektrisk resistivitet. V\u00e5rt team vil gjerne svare p\u00e5 alle sp\u00f8rsm\u00e5l du m\u00e5tte ha! Calix Ceramic Solutions er sv\u00e6rt stolte av \u00e5 kunne tilby sintrede produkter av h\u00f8y kvalitet, inkludert EDM-materialer, som en del av v\u00e5rt sortiment av sintrede produkter av h\u00f8y kvalitet!<\/p>\n
Silisiumkarbid er et halvledermateriale med et energigap p\u00e5 omtrent 3,26 eV, som skiller niv\u00e5ene for frie elektroner og hull fra hverandre for \u00e5 hindre at de m\u00f8tes og danner ioner som ville forstyrre str\u00f8mmen. Takket v\u00e6re dette brede energigapet kan elektronikk laget av silisiumkarbid fungere ved h\u00f8yere spenninger, temperaturer og frekvenser enn silisiumkomponenter.<\/p>\n
Takket v\u00e6re silisiumkarbids halvlederegenskaper kan det brukes i milj\u00f8er med h\u00f8ye temperaturer og h\u00f8y slitasje, noe som gj\u00f8r det egnet til bilbremser, koblinger, keramiske plater i skuddsikre vester og skuddsikre vester. I tillegg gj\u00f8r dets motstandsdyktighet mot oksidasjon det til en viktig bestanddel i ildfaste materialer som t\u00e5ler h\u00f8ye temperaturer.<\/p>\n
Silisiumkarbid leder ikke str\u00f8m p\u00e5 samme m\u00e5te som metaller, men dets elektriske egenskaper kan likevel justeres ved hjelp av doping. Doping inneb\u00e6rer \u00e5 tilsette urenheter i krystallstrukturen for \u00e5 \u00f8ke antallet frie ladningsb\u00e6rere (elektroner eller hull) i materialet, og dermed \u00f8ke dets ledningsevne og ledningskapasitet. Doping er en utbredt praksis i halvlederindustrien for \u00e5 kontrollere materialers elektriske egenskaper.<\/p>\n
Silisiumkarbids elektriske egenskaper og h\u00f8ye varmeledningsevne har gjort det til en uunnv\u00e6rlig komponent innen kraftelektronikk. IGBT-er og bipolare transistorer var blant de f\u00f8rste krafthalvlederne som tok i bruk silisiumkarbid, p\u00e5 grunn av dets lavere innkoblingsmotstand sammenlignet med silisiumbaserte alternativer, samtidig som det t\u00e5ler h\u00f8yere gjennomslagsspenninger.<\/p>\n
I takt med den teknologiske utviklingen finner silisiumkarbid stadig nye anvendelsesomr\u00e5der. For eksempel har dets lave termiske utvidelse og h\u00f8ye hardhet gjort det ideelt som materiale for speil i astronomiske teleskoper; dessuten er det produsert lette, men likevel robuste delsystemer til romfart\u00f8y av dette materialet, som har t\u00e5lt forholdene i verdensrommet uten problemer.<\/p>\n
Silisiumkarbids fysiske og elektroniske egenskaper revolusjonerer kraftelektronikken for h\u00f8yeffektsapplikasjoner. SiC-baserte komponenter t\u00e5ler b\u00e5de h\u00f8ye temperaturer og h\u00f8y spenning, noe som er avgj\u00f8rende i applikasjoner med elektriske motorer. Videre bidrar de reduserte koblingstapene og den lavere varmeutviklingen til \u00e5 \u00f8ke effektiviteten, noe som igjen \u00f8ker den samlede virkningsgraden. I tillegg er SiC-komponenter mindre utsatt for elektromagnetisk interferens (EMI), noe som gj\u00f8r dem egnet for h\u00f8yfrekvente omformere.<\/p>\n
Varmeledningsevne er en egenskap ved materialer som angir hvor mye varme som overf\u00f8res gjennom en overflate i l\u00f8pet av \u00e9n tidsenhet. Silisiumkarbid har en enest\u00e5ende varmeledningsevne, noe som gj\u00f8r det egnet for bruksomr\u00e5der som krever effektiv varmeavledning. Faktisk overg\u00e5r varmeledningsevnen til silisiumkarbid til og med kobberets, og er omtrent tre ganger bedre enn ren silisium.<\/p>\n
Silisiumkarbid, en krystallinsk forbindelse best\u00e5ende av silisium og karbon, har lenge v\u00e6rt ansett som et uunnv\u00e6rlig industrimateriale innen en rekke felt. Takket v\u00e6re sin mekaniske robusthet, elektriske egenskaper og termiske stabilitet fungerer silisiumkarbid som et ideelt alternativ til mange materialer i ulike anvendelser \u2013 s\u00e6rlig innen elektronikk, hvor det brede b\u00e5ndgapet gj\u00f8r at det t\u00e5ler mye h\u00f8yere spenninger og frekvenser enn tradisjonelle silisiumbaserte halvlederkomponenter.<\/p>\n
Amerikaneren Edward C. Acheson skapte overskrifter i 1891 da han brukte elektrisk varme fra et kraftverk til \u00e5 tilf\u00f8re karbon til leire, og dermed fremstille sekskantede krystaller som var harde nok til \u00e5 ripe opp glass. Han kalte dem \u00abcarborundum\u00bb, men det var egentlig krystaller av silisiumkarbid. Achesons oppfinnelse revolusjonerte produksjonen av lysdioder (LED-er), detektorer i de f\u00f8rste radioene, bilbremser og -koblinger, keramiske plater til skuddsikre vester og slitesterke ildfaste materialer.<\/p>\n
Polykarbonatets fysiske robusthet og lave permeabilitet gj\u00f8r det til en utmerket erstatning for st\u00e5l i bruksomr\u00e5der som krever slitestyrke, for eksempel sliteplater. Videre gj\u00f8r dets motstandsdyktighet mot oksidasjon og temperaturstabilitet det egnet for krevende milj\u00f8er innen bil- og luftfartsindustrien, mens dets kjemiske inertitet gj\u00f8r det motstandsdyktig mot korrosjon fra sterke kjemikalier.<\/p>\n
Silisiumkarbids utmerkede varmeledningsevne gj\u00f8r det til et utmerket materialvalg for bruksomr\u00e5der som krever effektiv varmeoverf\u00f8ring, for eksempel elektriske ovner og induksjonsoppvarmingsutstyr. Videre bidrar dets lave termiske utvidelseskoeffisient til \u00e5 opprettholde den strukturelle integriteten selv ved h\u00f8ye temperaturer.<\/p>\n
Selv om rent silisiumkarbid opptrer som en isolator, kan tilsetning av kontrollerte urenheter som aluminium gi det halvledende egenskaper. Ved \u00e5 tilsette aluminium f\u00e5r man for eksempel p-type SiC, mens tilsetning av oksygen gir n-type SiC \u2013 disse urenhetstypene kan innf\u00f8res ved hjelp av ulike metoder, blant annet ionimplantering og kjemisk dotering. SiC velges ofte som grunnmateriale i h\u00f8ytytende halvlederkomponenter som IGBT-er og bipolare transistorer p\u00e5 grunn av dets betydelig h\u00f8yere gjennomslagsspenninger og frekvenser sammenlignet med andre silisiumbaserte halvledere.<\/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\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/498","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=498"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/498\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":499,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/498\/revisions\/499"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=498"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=498"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=498"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}