So'nggi yillarda silikon karbidli aralash yarimo'tkazgichlar sanoatda keng e'tiborga sazovor bo'ldi. Biroq, yuqori samarali material sifatida, silikon karbid elektron qurilmalarning (diodlar, quvvat qurilmalari) faqat kichik bir qismidir. Bundan tashqari, abraziv, kesish materiallari, strukturaviy materiallar, optik materiallar, katalizator tashuvchilar va boshqalar sifatida ishlatilishi mumkin. Bugungi kunda biz asosan kimyoviy barqarorlik, yuqori haroratga chidamlilik, aşınma qarshilik, korroziyaga chidamlilik, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, past issiqlik kengayish koeffitsienti, past zichlik va yuqori mexanik kuchning afzalliklariga ega bo'lgan kremniy karbidli keramika bilan tanishamiz. Ular kimyoviy mashinasozlik, energetika va atrof-muhitni muhofaza qilish, yarimo'tkazgichlar, metallurgiya, milliy mudofaa va harbiy sanoat kabi sohalarda keng qo'llaniladi.
Silikon karbid (SiC)kremniy va uglerodni o'z ichiga oladi va odatda ko'p turdagi strukturaviy birikma bo'lib, asosan ikkita kristalli shaklni o'z ichiga oladi: a - SiC (yuqori haroratda barqaror tur) va b - SiC (past haroratda barqaror tur). Hammasi bo'lib 200 dan ortiq ko'p turlar mavjud, ular orasida b - SiC ning 3C SiC va a - SiC ning 2H SiC, 4H SiC, 6H SiC va 15R SiC vakillik qiladi.
Shakl SiC ko'p jismli tuzilishi
Harorat 1600 ℃ dan past bo'lsa, SiC b - SiC shaklida mavjud va 1450 ℃ atrofida oddiy kremniy va uglerod aralashmasidan tayyorlanishi mumkin. Harorat 1600 ℃ dan oshganda, b - SiC asta-sekin a - SiC ning turli xil polimorflariga aylanadi. 4H SiC 2000 ℃ atrofida osongina hosil bo'ladi; 6H va 15R polimorflari ham oson shakllanishi uchun 2100 ℃ dan yuqori haroratni talab qiladi; 6H SiC hatto 2200 ℃ dan yuqori haroratlarda ham juda barqaror bo'lib qolishi mumkin, bu uni sanoat ilovalarida keng qo'llash imkonini beradi.
Sof kremniy karbid rangsiz va shaffof kristall bo'lib, sanoat kremniy karbid rangsiz, och sariq, och yashil, quyuq yashil, och ko'k, to'q ko'k yoki hatto qora bo'lishi mumkin, shaffoflik darajasi pasayadi. Aşındırıcı sanoat kremniy karbidni rangiga qarab ikki turga ajratadi: qora kremniy karbid va yashil kremniy karbid. Rangsiz to quyuq yashil kremniy karbid yashil kremniy karbid sifatida tasniflanadi, ochiq ko'kdan qora kremniy karbid esa qora kremniy karbid sifatida tasniflanadi. Qora kremniy karbid va yashil kremniy karbid ikkalasi ham alfa SiC olti burchakli kristallardir va yashil kremniy karbid mikro kukuni odatda kremniy karbidli keramika uchun xom ashyo sifatida ishlatiladi.
Turli jarayonlar bilan tayyorlangan kremniy karbidli keramikaning ishlashi
Biroq, kremniy karbidli keramikaning kam sinishi chidamliligi va yuqori mo'rtligi bor. Shu sababli, so'nggi yillarda tolalar (yoki mo'ylovli) mustahkamlash, heterojen zarrachalar dispersiyasini mustahkamlash va gradient funktsional materiallar kabi kremniy karbidli keramika asosidagi kompozit keramika ketma-ket paydo bo'lib, alohida materiallarning mustahkamligi va mustahkamligini oshirdi.
Yuqori samarali strukturali keramik yuqori haroratli material sifatida silikon karbidli keramika yuqori haroratli pechlar, po'lat metallurgiya, neft-kimyo, mexanik elektronika, aerokosmik, energetika va atrof-muhitni muhofaza qilish, atom energetikasi, avtomobillar va boshqa sohalarda tobora ko'proq qo'llanilmoqda.
2022 yilda Xitoyda silikon karbid strukturali keramika bozor hajmi 18,2 milliard yuanga yetishi kutilmoqda. Qo'llash sohalarining yanada kengayishi va quyi oqimdagi o'sish ehtiyojlari bilan, 2025 yilga kelib, silikon karbidli strukturaviy keramika bozor hajmi 29,6 milliard yuanga yetishi taxmin qilinmoqda.
Kelajakda yangi energiya vositalari, energetika, sanoat, aloqa va boshqa sohalarning kirib borish tezligi, shuningdek, turli sohalarda yuqori aniqlik, yuqori aşınma qarshilik va yuqori ishonchli mexanik komponentlar yoki elektron komponentlarga bo'lgan qat'iy talablar tufayli, silikon karbidli keramika mahsulotlarining bozor hajmi kengayishda davom etishi kutilmoqda, ular orasida yangi energiya vositalari va fotovolta rivojlanishining muhim sohalari.
Silikon karbidli keramika o'zining yuqori haroratli mexanik xususiyatlari, yong'inga chidamliligi va termal zarbaga chidamliligi tufayli keramik pechlarda qo'llaniladi. Ular orasida rulonli pechlar asosan lityum-ionli batareyali musbat elektrod materiallari, salbiy elektrod materiallari va elektrolitlarni quritish, sinterlash va issiqlik bilan ishlov berish uchun ishlatiladi. Lityum batareyaning ijobiy va salbiy elektrod materiallari yangi energiya vositalari uchun ajralmas hisoblanadi. Silikon karbidli keramik pechka mebellari pechlarning asosiy komponenti bo'lib, o'choq ishlab chiqarish quvvatini yaxshilaydi va energiya sarfini sezilarli darajada kamaytiradi.
Silikon karbidli keramika mahsulotlari turli avtomobil qismlarida ham keng qo'llaniladi. Bundan tashqari, SiC qurilmalari asosan yangi energiya vositalarining PCU'larida (quvvat boshqaruv bloklari, masalan, DC / DC bortidagi) va OBC'larda (zaryadlash birliklari) qo'llaniladi. SiC qurilmalari PCU uskunasining og'irligi va hajmini kamaytirishi, kalit yo'qotishlarini kamaytirishi va qurilmalarning ish harorati va tizim samaradorligini oshirishi mumkin; Bundan tashqari, OBC zaryadlash vaqtida birlik quvvat darajasini oshirish, kontaktlarning zanglashiga olib kelishini soddalashtirish, quvvat zichligini yaxshilash va zaryadlash tezligini oshirish mumkin. Hozirgi vaqtda butun dunyo bo'ylab ko'plab avtomobil kompaniyalari kremniy karbidini bir nechta modellarda ishlatgan va silikon karbidni keng miqyosda qabul qilish tendentsiyaga aylandi.
Silikon karbidli keramika fotovoltaik xujayralarni ishlab chiqarish jarayonida asosiy tashuvchi materiallar sifatida foydalanilganda, qayiq tayanchlari, qayiq qutilari va quvur qismlari kabi hosil bo'lgan mahsulotlar yaxshi termal barqarorlikka ega, yuqori haroratlarda foydalanilganda deformatsiyalanmaydi va zararli ifloslantiruvchi moddalarni ishlab chiqarmaydi. Ular keng tarqalgan ishlatiladigan kvarts qayiq tayanchlarini, qayiq qutilarini va quvur qismlarini almashtirishi mumkin va sezilarli xarajat afzalliklariga ega.
Bundan tashqari, fotovoltaik kremniy karbid quvvat qurilmalari uchun bozor istiqbollari keng. SiC materiallari qarshilik, eshik zaryadi va teskari zaryadlash xususiyatlariga ega. SiC Mosfet yoki SiC Mosfetni SiC SBD fotovoltaik invertorlari bilan birgalikda ishlatish konversiya samaradorligini 96% dan 99% gacha oshirishi, energiya yo'qotilishini 50% dan ko'proq kamaytirishi va uskunaning ishlash muddatini 50 barobar oshirishi mumkin.
Kremniy karbidli keramika sintezi 1890-yillarda, kremniy karbid asosan mexanik silliqlash materiallari va o'tga chidamli materiallar uchun ishlatilganda kuzatilishi mumkin. Ishlab chiqarish texnologiyasining rivojlanishi bilan yuqori texnologiyali SiC mahsulotlari keng miqyosda ishlab chiqildi va butun dunyo mamlakatlari ilg'or keramika sanoatini sanoatlashtirishga ko'proq e'tibor qaratmoqda. Ular endi an'anaviy kremniy karbidli keramika tayyorlashdan mamnun emaslar. Yuqori texnologiyali keramika ishlab chiqaradigan korxonalar, ayniqsa, bu hodisa muhimroq bo'lgan rivojlangan mamlakatlarda jadal rivojlanmoqda. Xorijiy ishlab chiqaruvchilarga asosan 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 va boshqalar kiradi.
Xitoyda silikon karbidning rivojlanishi Evropa va Amerika kabi rivojlangan mamlakatlarga nisbatan nisbatan kech edi. 1951 yil iyun oyida birinchi silliqlash g'ildiragi zavodida SiC ishlab chiqarish uchun birinchi sanoat pechi qurilganidan beri Xitoy silikon karbid ishlab chiqarishni boshladi. Mahalliy kremniy karbidli keramika ishlab chiqaruvchilari asosan Shandong provintsiyasining Weifang shahrida to'plangan. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, bu mahalliy ko'mir qazib olish korxonalari bankrotlikka duch kelgani va transformatsiyaga intilayotgani bilan bog'liq. Ba'zi kompaniyalar kremniy karbidini tadqiq qilish va ishlab chiqarishni boshlash uchun Germaniyadan tegishli uskunalarni taqdim etdilar.ZPC reaksiya sinterlangan silikon karbidning eng yirik ishlab chiqaruvchilardan biridir.
Yuborilgan vaqt: 2024 yil 09-noyabr