Silisiumkarbid (SiC) er en slitesterk, ikke-oksidbasert keramikk som er kjent for sin styrke og varmebestandighet. Det brukes i applikasjoner som krever h\u00f8y termisk utholdenhet med minimal utvidelse.<\/p>\n
SiCs varmeledningsevne \u00f8ker med temperaturen opp til et visst punkt, men p\u00e5 grunn av urenheter eller strukturelle feil avtar den gradvis over tid \u2013 dette fenomenet gjelder for mange materialer.<\/p>\n
S\u00f8lv er et av de mest utbredte metallene p\u00e5 jorden og har h\u00f8y varmeledningsevne, noe som gj\u00f8r at det brukes i stor utstrekning i mange bransjer, blant annet i produksjon av loddepasta og kondensatorer. S\u00f8lvets lave termiske utvidelseskoeffisient og formbarhet gj\u00f8r det ogs\u00e5 egnet for bruksomr\u00e5der som krever h\u00f8y varmeoverf\u00f8ring fra substrat til chip, for eksempel i loddepasta til kraftelektronikk.<\/p>\n
Silisiumkarbid er et ildfast keramisk materiale som t\u00e5ler h\u00f8ye temperaturer og har sv\u00e6rt lav elektrisk motstand (1 ohm cm). I tillegg ligger varmeledningsevnen mellom 120 og 270 W\/mK. Videre er dette sterke materialet motstandsdyktig mot oksidasjon og korrosjon, i tillegg til at det er ekstremt hardt. P\u00e5 grunn av disse egenskapene er silisiumkarbid et ideelt materialvalg for bruk i applikasjoner som krever b\u00e5de slitestyrke og h\u00f8ye temperaturer.<\/p>\n
Varmeledningsevnen til SiC henger tett sammen med gittertemperaturen, som igjen styres av elektronkonsentrasjonen i krystallstrukturen. N\u00e5r elektronkonsentrasjonen \u00f8ker, synker gittertemperaturen, og varmeledningsevnen \u00f8ker proporsjonalt. Forskerne m\u00e5lte varmeledningsevnen i kubisk flate-sentrert polykrystallinsk SiC produsert ved hjelp av kjemisk dampavsetning (CVD). De oppdaget at pr\u00f8ven med h\u00f8yest renhet (3C-SiC) hadde en varmeledningsevne som tilsvarer b\u00e5de diamant og kobber, og som er 50% h\u00f8yere enn kommersielt tilgjengelige 6H-SiC-materialer.<\/p>\n
Forskerne unders\u00f8kte ogs\u00e5 virkningene av urenheter p\u00e5 varmeledningsevnen til CVD-SiC ved bevisst \u00e5 dotere det med bor- og nitrogen-doteringsstoffer, og fant at tilsetning av bor reduserte varmeledningsevnen betydelig \u2013 i samsvar med teoretiske forutsigelser fra tidligere arbeid \u2013 mens nitrogen-doping ikke hadde noen merkbar innvirkning p\u00e5 elektronkonsentrasjonen i krystallstrukturen, noe som bekreftes av at varmeledningsevnen ikke ble redusert ved doping med dette elementet.<\/p>\n
Forfatterne publiserte forskningsresultatene sine i \u201cApplied Physics A\u201d og oppga ingen interessekonflikter som kunne p\u00e5virke den rapporterte forskningen. Manuskriptet ble vurdert av minst to uavhengige eksperter f\u00f8r det ble godkjent; dr. Michael R. Schreck, direkt\u00f8r ved NIST Center for Nanoscale Science and Engineering, og dr. Stephen L. Kost, professor i fysikk ved University of Maryland College Park, var spesielt behjelpelige med \u00e5 vurdere manuskriptet og komme med forslag.<\/p>\n
Silisiumkarbid (SiC) er et uorganisk halvledermateriale som best\u00e5r av silisium og karbon. SiC har utmerkede egenskaper n\u00e5r det gjelder motstand mot termisk sjokk, noe som gj\u00f8r det egnet for bruksomr\u00e5der som krever lav utvidelse, h\u00f8y varmebestandighet og raske temperaturendringer \u2013 ideelt for h\u00f8y varmebestandighet uten overdreven utvidelse. Videre har SiC ogs\u00e5 utmerket kjemisk stabilitet samt sv\u00e6rt h\u00f8y varmeledningsevne.<\/p>\n
Materialers varmeledningsevne avhenger av deres sammensetning og egenskapene til grensesnittene mellom fasene. N\u00e5r de brukes som flerfasekompositter, for eksempel Al-SiC eller Cu-SiC, avhenger varmeledningsevnen derfor av samspillet mellom kobber- og SiC-fasene, noe som m\u00e5 unders\u00f8kes grundig for \u00e5 oppn\u00e5 n\u00f8yaktige data om varmeledningsevnen til disse materialene.<\/p>\n
Forskning p\u00e5 grensesnittene mellom kobber og SiC har gitt noen spennende funn. Et av disse funnene var at belegging av SiC med sf\u00e6riske kobberpartikler forbedrer komprimerbarheten til MMC-materialer betydelig, p\u00e5 grunn av det reduserte kontaktarealet mellom tilst\u00f8tende partikler, noe som f\u00f8rer til mindre friksjonsmotstand.<\/p>\n
Kobberets tilstedev\u00e6relse \u00f8ker ikke bare komprimerbarheten til SiC\/Cu-MMC-materialer, men forbedrer ogs\u00e5 deres varmeledningsevne betydelig. Dette skyldes at SiC og kobber har lignende krystallstrukturer med betydelig overlapping i gitterparametrene, noe som muliggj\u00f8r energioverf\u00f8ring p\u00e5 tvers av grensesnittene mellom dem.<\/p>\n
Man m\u00e5 ta hensyn til dette n\u00e5r man bruker disse materialene i applikasjoner for varmestyring der grensesnittets varmeledningsevne er avgj\u00f8rende. Spesielt SiC\/Cu-MMC-er kan v\u00e6re s\u00e6rlig fordelaktige i situasjoner der grensesnittets varmeledningsevne m\u00e5 v\u00e6re h\u00f8yere enn den i selve materialet.<\/p>\n
En faktor som bidrar til at SiC\/Cu-MMC-er har h\u00f8yere varmeledningsevne enn rent SiC, er forekomsten av flere fononspredningshendelser ved grensesnittet mellom dem, noe som \u00f8ker varmeledningsevnen dramatisk med flere st\u00f8rrelsesordener.<\/p>\n
Silisiumkarbid er et hardt, spr\u00f8tt halvleder med utmerket varmeledningsevne som kan omdannes til metall ved \u00e5 dotere det med nitrogen-, fosfor- eller aluminiumatomer. Silisiumkarbid var et av de f\u00f8rste kommersielt viktige halvledermaterialene; det ble brukt til \u00e5 konstruere \u201ccarborundum\u201d, en tidlig krystallradiosender som ble patentert i 1906. Selv om rent silisiumkarbid er fargel\u00f8st p\u00e5 grunn av jernforurensninger, har industriprodukter vanligvis brune til svarte nyanser p\u00e5 grunn av forurensninger.<\/p>\n
Varmeledningsevnen til silisiumkarbid avhenger b\u00e5de av dets morfologi og sammensetningen av legeringselementene, samt av hvor mye som finnes i fast l\u00f8sning. Legeringselementene f\u00f8rer til forvrengning av krystallgitteret og skaper nye grensesnitt som sprer elektroner p\u00e5 en annen m\u00e5te enn eksisterende grensesnitt, noe som reduserer varmeledningsevnen ved \u00e5 svekke den ytterligere.<\/p>\n
Cu i en legering av aluminium og silisiumkarbid har lavere varmeledningsevne enn Al\u2082Cu p\u00e5 grunn av forskjellige krystallstrukturer; dette spiller en avgj\u00f8rende rolle for materialets mekaniske egenskaper og b\u00f8r tas i betraktning ved utformingen.<\/p>\n
Dette brukerobjektet inneholder termiske egenskaper for monolitisk silisiumkarbid, herunder dets varmeledningsevne og isobarisk spesifikk varmekapasitet som en funksjon av temperaturen. Videre inneholder dette brukerobjektet informasjon om dets termiske utvidelseskoeffisient som en funksjon av b\u00e5de temperatur og trykk.<\/p>\n
Aluminiumbundet silisiumkarbid (ALTRON) er et spesialutviklet produkt som gir enest\u00e5ende slitestyrke og korrosjonsbestandighet til en attraktiv pris. ALTRON kan formes til ulike komplekse former uten at det medf\u00f8rer kostbare oppsettkostnader for verkt\u00f8y, og kan dessuten sveises eller hardloddes sammen med andre legeringer, slik at komponenter kan ferdigstilles raskere enn med konkurrerende materialer.<\/p>\n
ALTRON-prosessen benytter en innovativ, egenutviklet teknikk for \u00e5 smelte aluminiumoksid og silisiumkarbid s\u00f8ml\u00f8st sammen til et forbedret komposittmateriale. Dette produktet kombinerer materialenes overlegne fysiske egenskaper, samtidig som det reduserer kostnadene ved \u00e5 unng\u00e5 tradisjonelle prosesser for fremstilling av hardverkt\u00f8y. Resultatet er store omr\u00e5der med \u00e5pen kornstruktur som gir \u00f8kt bearbeidbarhet samt \u00f8kt strekkfasthet, noe som resulterer i kompakte deler med overlegen slitestyrke, kjemisk stabilitet og kjemisk holdbarhet, noe som gj\u00f8r dem egnet for krevende bruksomr\u00e5der.<\/p>\n
Silisiumkarbid er et materiale med enest\u00e5ende varmeledningsevne, utrolig styrke og holdbarhet, som ikke p\u00e5virkes av syrer, baser eller smeltede salter, og som t\u00e5ler temperaturer p\u00e5 1600 \u00b0C uten \u00e5 smelte. Takket v\u00e6re denne imponerende kombinasjonen av egenskaper blir det et stadig mer popul\u00e6rt valg for presisjonsbearbeidede deler, samt som ikke-reaktiv korrosjonsbeskyttelse mot en rekke materialer \u2013 perfekt for t\u00f8ffe milj\u00f8er!<\/p>\n
Silisiumkarbid utmerker seg ved sin overlegne varmeledningsevne og lave termiske utvidelseskoeffisient, noe som gj\u00f8r det til et utmerket materialvalg for komponenter som m\u00e5 fungere over et bredt temperaturomr\u00e5de. Videre bidrar dets eksepsjonelle styrke og kjemiske motstand til \u00e5 beskytte mot skader for\u00e5rsaket av slitasje, st\u00f8t, vibrasjoner og eksponering for termisk sjokk; i tillegg har det sv\u00e6rt god motstand mot termisk sjokk, noe som gj\u00f8r at det t\u00e5ler gjentatte eksponeringer uten at komponentene blir skadet.<\/p>\n
Varmeledningsevnen til SiC-materialet \u00f8ker med temperaturen, ettersom varmeoverf\u00f8ringsmekanismene blir mer entropiske ved h\u00f8yere temperaturer, noe som \u00f8ker den spesifikke varmen \u2013 et m\u00e5l p\u00e5 hvor mye energi som kreves for \u00e5 \u00f8ke temperaturen med \u00e9n Kelvin-grad. Dette f\u00f8rer til en \u00f8kning i materialets spesifikke varme.<\/p>\n
Silisiumkarbids lave spesifikke varme gj\u00f8r det til et utmerket materialvalg for speil i astronomiske teleskoper, der polykrystallinske former fremstilles ved hjelp av kjemisk dampavsetning for \u00e5 danne harde, sterke skiver av polykrystallinsk silisium som har god varmeledningsevne.<\/p>\n
Doping av polykrystallinsk silisium med sjeldne jordartsmetaller er en annen m\u00e5te \u00e5 \u00f8ke dets varmeledningsevne p\u00e5 og bidra til at det fungerer mer effektivt i ulike anvendelser. Slike dopemidler kan \u00f8ke varmeledningsevnen med s\u00e5 mye som 30 %, noe som bidrar til \u00e5 forbedre ytelsen betydelig i et bredere spekter av produkter.<\/p>\n
Man b\u00f8r imidlertid huske p\u00e5 at m\u00e5linger av fononers gjennomsnittlige frie vei kan p\u00e5virkes av krystallstrukturen og matriksens egenskaper, noe som dermed begrenser deres anvendelighet som n\u00f8yaktige m\u00e5l p\u00e5 varmeledningsevnen i faste stoffer. Derfor b\u00f8r man ofte benytte andre fysiske egenskaper ved pr\u00f8ven for \u00e5 oppn\u00e5 p\u00e5litelige verdier for varmeledningsevnen n\u00e5r man sammenligner eksperimentelle eller teoretiske datasett.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon Carbide (SiC) is a durable non-oxide ceramic known for its strength and heat resistance. It can be found in applications that demand high thermal endurance with minimal expansion. SiC’s thermal conductivity rises with temperature up to a certain point; however, due to impurities or structural defects it gradually decreases over time – this phenomenon […]<\/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-504","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-knowledge"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/504","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=504"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/504\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":505,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/504\/revisions\/505"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=504"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=504"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/nb\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=504"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}