Dina sababaraha taun ka pengker, semikonduktor sanyawa silikon karbida parantos nampi perhatian anu lega dina industri ieu. Nanging, salaku bahan anu berkinerja tinggi, silikon karbida ngan ukur bagian leutik tina alat éléktronik (dioda, alat listrik). Éta ogé tiasa dianggo salaku abrasif, bahan motong, bahan struktural, bahan optik, pembawa katalis, sareng seueur deui. Ayeuna, urang utamina ngenalkeun keramik silikon karbida, anu gaduh kaunggulan stabilitas kimia, résistansi suhu luhur, résistansi maké, résistansi korosi, konduktivitas termal anu luhur, koéfisién ékspansi termal anu handap, kapadetan anu handap, sareng kakuatan mékanis anu luhur. Éta seueur dianggo dina widang sapertos mesin kimia, énergi sareng perlindungan lingkungan, semikonduktor, metalurgi, pertahanan nasional sareng industri militer.
Silikon karbida (SiC)ngandung silikon sareng karbon, sareng mangrupikeun sanyawa struktural multi tipe anu khas, utamina ngawengku dua bentuk kristal: α - SiC (tipe stabil suhu luhur) sareng β - SiC (tipe stabil suhu handap). Aya langkung ti 200 multi tipe sacara total, diantarana 3C SiC tina β - SiC sareng 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC, sareng 15R SiC tina α - SiC mangrupikeun perwakilan.
Gambar Struktur Multibody SiC
Nalika suhu di handap 1600 ℃, SiC aya dina bentuk β – SiC sareng tiasa disiapkeun tina campuran silikon sareng karbon anu saderhana dina suhu sakitar 1450 ℃. Nalika suhu ngaleuwihan 1600 ℃, β – SiC laun-laun robah janten rupa-rupa polimorf α – SiC. 4H SiC gampang dihasilkeun dina suhu sakitar 2000 ℃; Polimorf 6H sareng 15R duanana meryogikeun suhu anu luhur di luhur 2100 ℃ pikeun gampang dibentuk; 6H SiC tiasa tetep stabil pisan sanajan dina suhu ngaleuwihan 2200 ℃, janten seueur dianggo dina aplikasi industri.
Silikon karbida murni nyaéta kristal anu teu warnaan sareng transparan, sedengkeun silikon karbida industri tiasa teu warnaan, konéng pucet, héjo ngora, héjo kolot, biru ngora, biru kolot, atanapi bahkan hideung, kalayan tingkat transparansi anu nurun. Industri abrasif ngagolongkeun silikon karbida kana dua jinis dumasar kana warnana: silikon karbida hideung sareng silikon karbida héjo. Silikon karbida anu teu warnaan dugi ka héjo kolot digolongkeun salaku silikon karbida héjo, sedengkeun silikon karbida biru ngora dugi ka hideung digolongkeun salaku silikon karbida hideung. Silikon karbida hideung sareng silikon karbida héjo duanana mangrupikeun kristal heksagonal alfa SiC, sareng bubuk mikro silikon karbida héjo umumna dianggo salaku bahan baku pikeun keramik silikon karbida.
Kinerja Keramik Silikon Karbida Anu Disiapkeun Ku Prosés Anu Béda
Nanging, keramik silikon karbida ngagaduhan kalemahan nyaéta kateguhan retakan anu handap sareng kerapuhan anu luhur. Ku alatan éta, dina sababaraha taun ka pengker, keramik komposit anu dumasar kana keramik silikon karbida, sapertos tulangan serat (atanapi kumis), penguatan dispersi partikel hétérogén, sareng bahan fungsional gradien, parantos muncul sacara berturut-turut, ningkatkeun kateguhan sareng kakuatan bahan individu.
Salaku bahan keramik struktural kinerja tinggi suhu luhur, keramik silikon karbida beuki seueur dianggo dina kiln suhu luhur, metalurgi baja, petrokimia, éléktronika mékanis, aerospace, énergi sareng perlindungan lingkungan, énergi nuklir, mobil sareng widang sanésna.
Dina taun 2022, ukuran pasar keramik struktural silikon karbida di Cina diperkirakeun bakal ngahontal 18,2 milyar yuan. Kalayan perluasan salajengna tina widang aplikasi sareng kabutuhan kamekaran hilir, diperkirakeun yén ukuran pasar keramik struktural silikon karbida bakal ngahontal 29,6 milyar yuan dina taun 2025.
Ka hareupna, kalayan ningkatna tingkat penetrasi kendaraan énergi anyar, énergi, industri, komunikasi sareng widang sanésna, ogé sarat anu beuki ketat pikeun komponén mékanis atanapi komponén éléktronik anu presisi tinggi, résistansi maké anu luhur, sareng reliabilitas anu luhur dina sababaraha widang, ukuran pasar produk keramik silikon karbida diperkirakeun bakal terus ngalegaan, diantarana kendaraan énergi anyar sareng fotovoltaik mangrupikeun daérah pamekaran anu penting.
Keramik silikon karbida dianggo dina kiln keramik kusabab sipat mékanis suhu luhur anu saé pisan, tahan seuneu, sareng tahan kejut termal. Di antarana, kiln roller utamina dianggo pikeun ngagaringkeun, sintering, sareng perlakuan panas bahan éléktroda positif batré litium-ion, bahan éléktroda négatif, sareng éléktrolit. Bahan éléktroda positif sareng négatif batré litium penting pisan pikeun kendaraan énergi anyar. Perabot kiln keramik silikon karbida mangrupikeun komponén konci kiln, anu tiasa ningkatkeun kapasitas produksi kiln sareng ngirangan konsumsi énergi sacara signifikan.
Produk keramik silikon karbida ogé seueur dianggo dina rupa-rupa komponén otomotif. Salian ti éta, alat SiC utamina dianggo dina PCU (unit kontrol daya, sapertos DC/DC on-board) sareng OBC (unit ngecas) kendaraan énergi énggal. Alat SiC tiasa ngirangan beurat sareng volume peralatan PCU, ngirangan karugian saklar, sareng ningkatkeun suhu kerja sareng efisiensi sistem alat; Éta ogé dimungkinkeun pikeun ningkatkeun tingkat daya unit, nyederhanakeun struktur sirkuit, ningkatkeun kapadetan daya, sareng ningkatkeun kecepatan ngecas nalika ngecas OBC. Ayeuna, seueur perusahaan mobil di sakumna dunya parantos nganggo silikon karbida dina sababaraha modél, sareng adopsi silikon karbida skala ageung parantos janten tren.
Nalika keramik silikon karbida dianggo salaku bahan pembawa konci dina prosés produksi sél fotovoltaik, produk anu dihasilkeun sapertos pangrojong parahu, kotak parahu, sareng sambungan pipa gaduh stabilitas termal anu saé, henteu cacad nalika dianggo dina suhu anu luhur, sareng henteu ngahasilkeun polutan anu ngabahayakeun. Éta tiasa ngagentos pangrojong parahu kuarsa, kotak parahu, sareng sambungan pipa anu umum dianggo, sareng gaduh kaunggulan biaya anu signifikan.
Salian ti éta, prospek pasar pikeun alat listrik silikon karbida fotovoltaik lega pisan. Bahan SiC gaduh karakteristik résistansi, muatan gerbang, sareng muatan pamulihan terbalik anu langkung handap. Ngagunakeun SiC Mosfet atanapi SiC Mosfet anu digabungkeun sareng inverter fotovoltaik SiC SBD tiasa ningkatkeun efisiensi konvérsi ti 96% dugi ka langkung ti 99%, ngirangan leungitna énergi langkung ti 50%, sareng ningkatkeun umur siklus alat dugi ka 50 kali.
Sintésis keramik silikon karbida tiasa dilacak deui ka taun 1890-an, nalika silikon karbida utamina dianggo pikeun bahan panggilingan mékanis sareng bahan refraktori. Kalayan kamekaran téknologi produksi, produk SiC téknologi luhur parantos dimekarkeun sacara lega, sareng nagara-nagara di sakumna dunya langkung merhatoskeun industrialisasi keramik canggih. Aranjeunna henteu wareg deui ku persiapan keramik silikon karbida tradisional. Perusahaan anu ngahasilkeun keramik téknologi luhur langkung gancang berkembang, khususna di nagara-nagara maju dimana fénoména ieu langkung penting. Pabrikan asing utamina kalebet Saint Gobain, 3M, CeramTec, IBIDEN, Schunk, Narita Group, Toto Corporation, CoorsTek, Kyocera, Aszac, Japan Jingke Ceramics Co., Ltd., Japan Special Ceramics Co., Ltd., IPS Ceramics, jsb.
Kamekaran silikon karbida di Cina kawilang telat dibandingkeun sareng nagara-nagara maju sapertos Éropa sareng Amérika. Kusabab tungku industri munggaran pikeun ngadamel SiC diwangun di Pabrik Roda Gerinda Kahiji dina Juni 1951, Cina mimiti ngahasilkeun silikon karbida. Pabrik keramik silikon karbida domestik utamina dipusatkeun di Kota Weifang, Propinsi Shandong. Numutkeun para profesional, ieu kusabab perusahaan pertambangan batu bara lokal nyanghareupan bangkrut sareng milarian transformasi. Sababaraha perusahaan parantos ngenalkeun peralatan anu relevan ti Jerman pikeun ngamimitian nalungtik sareng ngahasilkeun silikon karbida.ZPC mangrupikeun salah sahiji produsén silikon karbida sinter réaksi panggedéna.
Waktos posting: 09-Nop-2024