Silicijev karbid (SiC) je izjemno trd material, ki na Mohsovi lestvici dosega trdoto 9 \u2013 primerljiv je z diamantom. Ima nizek koeficient toplotnega raztezanja ter izjemne lastnosti kemijske in toplotne odpornosti, pa tudi vrhunsko trdnost in odpornost pri visokih temperaturah. SiC se pona\u0161a tudi z izjemno odpornostjo proti obrabi.<\/p>\n
Zaradi svoje kristalne strukture grafen tvori polimorfe z razli\u010dnimi zaporedji zlaganja \u2013 ali polipote \u2013, ki povzro\u010dajo vrsto zanimivih elektri\u010dnih lastnosti.<\/p>\n
Seebeckov koeficient materiala je mera za njegovo termoelektri\u010dno napetost, ki nastane kot odziv na temperaturne razlike v materialu in jo povzro\u010dajo nosilci naboja, kot so elektroni ali elektronske luknje, prisotni v njegovi materialni matrici. Njegov predznak je odvisen od tega, katera oblika prevladuje \u2013 je lahko pozitiven ali negativen, odvisno od tega, katera oblika nosilca v danem primeru prevladuje. S pove\u010danjem njegove vrednosti se pove\u010da tudi proizvodnja termoelektri\u010dnega toka.<\/p>\n
Seebeckov koeficient je mogo\u010de izmeriti tako, da se dva razli\u010dna materiala priklju\u010dita na voltmeter in se izmeri izhodna napetost. Ta napetost je odvisna od njunih relativnih Seebeckovih koeficientov ter konstantne vrednosti, znane kot platina (Pt). Razmerje med izmerjeno napetostjo in ustreznimi Seebeckovimi koeficienti se imenuje termoelektri\u010dna mo\u010d.<\/p>\n
\u010ce \u017eelite pove\u010dati Seebeckov koeficient neke spojine, je treba njeno kovinsko okolje prilagoditi tako, da se koncentracija nosilcev naboja pove\u010da na najve\u010djo mo\u017eno vrednost. Eden od u\u010dinkovitih na\u010dinov je dopiranje s atomom redkih zemelj ali prehodnih kovin, kot so Nb, Ti in Zn; poleg tega ga lahko pove\u010da tudi dopiranje z ionskim \u017earkom.<\/p>\n
Seebeckov koeficient materialov se lahko enostavno izra\u010duna s preprosto formulo, ki je podana kot S\/(D+r). F, oziroma Fermi-integral, se nato lahko izra\u010duna s programsko opremo MATLAB in zagotavlja natan\u010dnost za ve\u010dino trdnih snovi pri uporabnih temperaturah; vrednosti pa se med posameznimi materiali razlikujejo.<\/p>\n
Optimalni Seebeckov koeficient se razlikuje glede na vrsto polprevodnika. Na primer, polprevodniki p-tipa imajo obi\u010dajno precej vi\u0161je Seebeckove koeficiente kot polprevodniki n-tipa, saj je v njihovem prevodnem pasu ve\u010d prostih elektronov, ki so aktivni, kot pri njihovih p-tipskih protipostavah.<\/p>\n
Ne\u010distote ne spreminjajo le Seebeckovega koeficienta materialov, temve\u010d lahko spremenijo tudi njihove elektri\u010dne lastnosti in energijske pasove z ustvarjanjem resonanc; to lahko privede do asimetri\u010dne pasovne strukture ali spremeni energijsko vrzel.<\/p>\n
Silicijev karbid v naj\u010distej\u0161i obliki deluje kot elektri\u010dni izolator in ne omogo\u010da pretoka elektronov. V polprevodnik se spremeni \u0161ele, ko se v njegovo kristalno strukturo z dopiranjem dodajo ne\u010distote \u2013 to omogo\u010da prosto gibanje nosilcev naboja, s \u010dimer se s pove\u010danjem stopnje dopiranja znatno zmanj\u0161a upornost. S pove\u010devanjem stopnje dopiranja se upornost obi\u010dajno zmanj\u0161uje.<\/p>\n
Z dopiranjem se v materialu pove\u010da \u0161tevilo elektronov in lukenj, kar izbolj\u0161a pretok toka in posledi\u010dno pove\u010da njegovo elektri\u010dno prevodnost. Fizika opredeljuje specifi\u010dno elektri\u010dno upornost materialov kot njihovo upornost, pomno\u017eeno z dol\u017eino in deljeno s povr\u0161ino preseka \u2013 enota za merjenje njihove upornosti pa je ohm.<\/p>\n
Ohmov zakon je logaritmi\u010den; zato je formula za izra\u010dun elektri\u010dne upornosti katerega koli vzorca R = (R + log(r)\/log(l)), pri \u010demer so merske enote ohm-sekunde in metri. Upornost igra klju\u010dno vlogo v sistemih za distribucijo elektri\u010dne energije ter pri metodah ozemljitve, saj pomaga dolo\u010diti njihovo u\u010dinkovitost in uspe\u0161nost.<\/p>\n
Ker je specifi\u010dna elektri\u010dna upornost silicijevega karbida odvisna od njegove strukture, je klju\u010dnega pomena, da razumemo dejavnike, ki jo dolo\u010dajo. Omeniti je treba tudi njegovo ni\u017ejo upornost v primerjavi s tipi\u010dnimi kovinskimi ali kerami\u010dnimi materiali; upo\u0161tevajte tudi, da se vrednosti upornosti lahko spreminjajo s temperaturo ter se razlikujejo med razli\u010dnimi vrstami vzorcev silicijevega karbida.<\/p>\n
Nizka elektri\u010dna upornost poroznega silicijevega karbida ga naredi odli\u010dno izbiro materiala za aplikacije EDM (obdelava z elektri\u010dnim razelektrjevanjem), pri \u010demer njegova nizka gostota in enakomerno nizka elektri\u010dna upornost zagotavljata u\u010dinkovito obdelavo z EDM brez po\u0161kodovanja materiala ali izgube energije. \u010ce \u017eelite ve\u010d informacij o na\u0161em sintranem poroznem SiC z nizko elektri\u010dno upornostjo, se nemudoma obrnite na Calix Ceramic Solutions, kjer bo na\u0161a ekipa z veseljem odgovorila na vsa va\u0161a morebitna vpra\u0161anja! V podjetju Calix Ceramic Solutions smo zelo ponosni, da v okviru na\u0161e ponudbe visokokakovostnih sintranih izdelkov ponujamo tudi materiale za EDM!<\/p>\n
Silicijev karbid je polprevodni\u0161ki material z energijsko vrzeljo pribli\u017eno 3,26 eV, ki lo\u010duje ravni prostih elektronov in lukenj ter tako prepre\u010duje, da bi se ti zdru\u017eili in tvorili ione, ki bi ovirali elektri\u010dni tok. Zaradi te \u0161iroke energijske vrzeli lahko elektronske naprave iz silicijevega karbida delujejo pri vi\u0161jih napetostih, temperaturah in frekvencah kot naprave iz silicija.<\/p>\n
Polprevodni\u0161ke lastnosti silicijevega karbida omogo\u010dajo njegovo uporabo v visokotemperaturnih in abrazivnih okoljih, zaradi \u010desar je primeren za avtomobilske zavore, sklopke, kerami\u010dne plo\u0161\u010de v neprebojnih jopi\u010dih in neprebojnih jopi\u010dih, poleg tega pa je zaradi svoje odpornosti proti oksidaciji pomembna sestavina visokotemperaturnih ognjevzdr\u017enih materialov.<\/p>\n
Karbid silicija ne prevaja elektrike tako kot kovine, vendar je mogo\u010de njegove elektri\u010dne lastnosti kljub temu prilagoditi z dopiranjem. Dopiranje vklju\u010duje dodajanje ne\u010distot v njegovo kristalno strukturo, da se pove\u010da \u0161tevilo prostih nosilcev naboja (elektronov ali lukenj) v njem, s \u010dimer se pove\u010data njegova prevodnost in prevodnost. Dopiranje se v polprevodni\u0161ki industriji pogosto uporablja za nadzorovanje elektri\u010dnih lastnosti materialov.<\/p>\n
Zaradi svojih elektri\u010dnih lastnosti in izjemne toplotne prevodnosti je silicijev karbid postal nepogre\u0161ljiv sestavni del mo\u010dnostne elektronike. IGBT-ji in bipolarni tranzistorji so bili med prvimi mo\u010dnostnimi polprevodniki, v katerih se je uporabil silicijev karbid, saj ima v primerjavi s silicijevimi prototipi ni\u017ejo upornost pri vklopu, hkrati pa zmore prenesti vi\u0161je prebojne napetosti.<\/p>\n
S tehnolo\u0161kim napredkom se odpirajo nove mo\u017enosti uporabe silicijevega karbida. Zaradi majhnega toplotnega raztezanja in trdote je na primer idealen material za izdelavo zrcal astronomskih teleskopov; poleg tega so bili iz tega materiala izdelani tudi lahki, a trpe\u017eni podsistemi vesoljskih plovil, ki so uspe\u0161no prestali pogoje v vesolju.<\/p>\n
Fizi\u010dne in elektronske lastnosti silicijevega karbida revolucionirajo mo\u010dnostno elektroniko za visokozmogljive aplikacije. Naprave na osnovi SiC lahko prenesejo tako visoke temperature kot visoke napetosti, kar je bistveno pri uporabi v elektromotorjih. Poleg tega njihove manj\u0161e izgube pri preklopu in manj\u0161e koli\u010dine proizvedene toplote prispevajo k pove\u010danju u\u010dinkovitosti, s \u010dimer se izbolj\u0161a splo\u0161na u\u010dinkovitost. Poleg tega so naprave na osnovi SiC manj dovzetne za elektromagnetne motnje (EMI), zaradi \u010desar so primerne za visokofrekven\u010dne pretvornike.<\/p>\n
Toplotna prevodnost je lastnost materialov, ki meri, koliko toplote se v eni \u010dasovni enoti prenese prek povr\u0161ine. Material iz silicijevega karbida se pona\u0161a z izjemno toplotno prevodnostjo, zaradi \u010desar je primeren za uporabo v aplikacijah, ki zahtevajo u\u010dinkovito odvajanje toplote. Njegova toplotna prevodnost namre\u010d presega celo tisto bakra in je pribli\u017eno trikrat bolj\u0161a od \u010distega silicija.<\/p>\n
Silicijev karbid, kristalna spojina, sestavljena iz silicija in ogljika, \u017ee dolgo velja za nepogre\u0161ljiv industrijski material na \u0161tevilnih podro\u010djih. Zaradi svoje mehanske trdnosti, elektri\u010dnih lastnosti in toplotne stabilnosti je silicijev karbid idealna alternativa mnogim materialom v razli\u010dnih uporabah \u2013 zlasti v elektroniki, kjer mu \u0161iroka energijska vrzel omogo\u010da, da prenese veliko vi\u0161je napetosti in frekvence kot tradicionalne polprevodni\u0161ke naprave na osnovi silicija.<\/p>\n
Ameri\u010dan Edward C. Acheson je leta 1891 pritegnil pozornost javnosti, ko je z elektri\u010dno toploto iz elektrarne v glino vnesel ogljik in tako ustvaril \u0161estkotne kristale, ki so bili dovolj trdi, da so lahko opraskali steklo; imenoval jih je \u00bbkarborundum\u00ab, v resnici pa so bili kristali silicijevega karbida. Achesonov izum je revolucioniral proizvodnjo svetle\u010dih diod (LED), detektorjev v zgodnjih radijskih sprejemnikih, avtomobilskih zavor in sklopk, kerami\u010dnih plo\u0161\u010d za neprebojne jopi\u010de ter ognjevzdr\u017enih materialov, odpornih proti obrabi.<\/p>\n
Fizi\u010dna trdnost in nizka prepustnost polikarbonata ga naredita za odli\u010den nadomestek za jeklo v uporabah, ki zahtevajo odpornost proti obrabi, kot so za\u0161\u010ditne plo\u0161\u010de. Poleg tega sta njegova odpornost proti oksidaciji in temperaturna stabilnost razlog, da je primeren za zahtevna okolja v avtomobilski in letalski industriji, medtem ko mu kemi\u010dna inertnost zagotavlja odpornost proti koroziji, ki jo povzro\u010dajo agresivne kemikalije.<\/p>\n
Odli\u010dna toplotna prevodnost silicijevega karbida ga naredi odli\u010dno izbiro materiala za uporabe, ki zahtevajo u\u010dinkovit prenos toplote, kot so elektri\u010dne pe\u010di in indukcijska ogrevalna oprema. Poleg tega njegov nizek koeficient toplotnega raztezanja prispeva k ohranjanju strukturne celovitosti tudi pri visokih temperaturah.<\/p>\n
\u010ceprav se \u010disti silicijev karbid obna\u0161a kot izolator, mu lahko dodajanje nadzorovanih ne\u010distot, kot je aluminij, prinese polprevodni\u0161ke lastnosti. Z dodajanjem aluminija na primer dobimo SiC p-tipa, medtem ko dodajanje kisika ustvari SiC n-tipa \u2013 te vrste ne\u010distot se lahko vna\u0161ajo z razli\u010dnimi metodami, vklju\u010dno z ionsko implantacijo in kemi\u010dnim dopiranjem. SiC se pogosto izbira kot osnovni material v visoko zmogljivih polprevodni\u0161kih napravah, kot so IGBT-ji in bipolarni tranzistorji, zaradi njegovih precej vi\u0161jih prebojnih napetosti in frekvenc v primerjavi z drugimi polprevodniki na osnovi silicija.<\/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\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/498","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=498"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/498\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":499,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/498\/revisions\/499"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=498"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=498"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=498"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}