Nors jo pavadinimas skamba metališkai, silicio karbidas (SiC) iš tikrųjų klasifikuojamas kaip pažangi struktūrinė keramika. Ji priklauso atskirai kategorijai, dažnai vadinamai „inžinerine keramika“ arba „technine keramika“-medžiagomis, specialiai sukurtomis veikti tose srityse, kuriose tradiciniai metalai ir oksidai negali.
Kodėl silicio karbidas nėra metalas
Skirtingai nuo metalų, kuriems būdingas lankstumas ir „laisvųjų elektronų jūra“, silicio karbidas yra kovalentinis junginys. Jis nesideformuoja veikiant slėgiui (labai trapus) ir neturi metalams būdingo blizgesio. Nors didelio-grynumo silicio karbidas gali veikti kaip izoliatorius, tikrasis jo pranašumas slypi gebėjime „suplakti“ į plataus-juosto puslaidininkį, todėl jis yra pagrindinė medžiaga naujos-kartos elektronikai.
Skirtumas tarp „Pažangios keramikos“
Pramonėje silicio karbidą skiriame nuo tradicinės keramikos (pvz., porceliano ar keraminių plytelių), nes tai ne{0}}oksido keramika. Kaip ir silicio nitridas (Si3N4) ir aliuminio nitridas (AlN), silicio karbidas (SiC) turi šias savybes:
Itin didelis kietumas: Jo kietumas pagal Mosą artimas deimantų kietumui.
Itin didelis terminis stabilumas: Jis išlaiko vientisumą aukštesnėje nei 2700 laipsnių temperatūroje.
Aukštas šilumos laidumas: Skirtingai nuo daugelio keramikos gaminių, silicio karbidas gali efektyviai perduoti šilumą.
Gamybos iššūkiai: Dėl šių savybių -ypatingas kietumas ir trapumas-apdoroja silicio karbidą labai sunkiai. Dėl tradicinio apdirbimo dažnai susidaro mikroįtrūkimai. Todėl Yuchang Laser integruotos keramikos apdorojimo sistemos yra labai svarbios; jie užtikrina pjovimo, gręžimo ir įbrėžimo tikslumą, nepažeidžiant medžiagos konstrukcinio vientisumo.
Pagrindiniai silicio karbido pramoniniai pritaikymai
1. Šiuolaikinių elektrinių transporto priemonių ir ekologiškos energijos raktas
Silicio karbidas yra efektyvaus šiuolaikinių elektrinių transporto priemonių (EV) veikimo „paslaptis“.
• Energijos konvertavimas: SiC MOSFET ir diodai pakeičia silicio{0}}pagrįstus įrenginius keitikliuose ir -plokštiniuose įkrovikliuose (OBC).
• Poveikis: gamintojai, pvz., Tesla, BYD ir NIO, naudoja SiC, kad palaikytų 800 V aukštos-įtampos platformas, sumažindami galios elektronikos dydį 30 % ir padidindami transporto priemonės atstumą maždaug 5–10 %.
2. 5G infrastruktūra ir radijo dažnių sistemos
5G bazinių stočių generuojama šiluma yra didelis iššūkis. Tokios įmonės kaip „Huawei“ ir „Ericsson“ naudoja GaN-on-SiC (galio nitrido ant silicio karbido) technologiją, išnaudodamos didelį SiC šilumos laidumą (~330 W/m·K), kad išsklaidytų šilumą iš didelės-galios RF įrenginių, užtikrinant stabilų palydovinį ir radarų ryšį.
3. Pramonės efektyvumas ir duomenų centrai
Fotovoltiniuose keitikliuose ir pramoninėse variklių pavarose SiC žymiai sumažina perjungimo nuostolius. Duomenų centruose tai reiškia didesnį energijos tankį, o aušinimo sąnaudų sumažinimas{1}}sistemos efektyvumas gali lengvai viršyti 98%.
4. Dideliam-trinimui-atsparios precizinės mašinos
Silicio karbidas (SiC) puikiai tinka aplinkoje, kur trintis gali pažeisti standartines dalis. Iš SiC pagaminti sandarinimo žiedai, guoliai ir purkštukai paprastai tarnauja 3–5 kartus ilgiau nei pagaminti iš cementuoto karbido. Puslaidininkių gamyboje SiC yra tinkamiausia plokštelių transportavimo svirties medžiaga dėl didelio švarumo ir atsparumo dilimui.
5. Puslaidininkiniai substratai ir plokštelių apdorojimas
Silicio karbidas yra daugiau nei tik komponentas; tai esminis dalykas.
Kristaliniai substratai: tai didelio{0}}našumo lusto epitaksinio augimo pagrindas.
Elektrostatiniai griebtuvai (ESC): Plazminio ėsdinimo ir nusodinimo metu dėl reguliuojamų elektrinių SiC savybių jis idealiai tinka tvirtai laikyti plokšteles ir atlaikyti ekstremalias šilumines apkrovas.
Norite apdoroti pažangią keramiką?
Nesvarbu, ar apdorojate silicio karbidą, aliuminio oksidą ar cirkonio oksidą, tikslumas yra svarbiausias dalykas. „Wuhan Yuchang Laser“ specializuojasi teikiant lazerinę įrangą, reikalingą šioms didelio-kietumo medžiagoms apdoroti, kad būtų pasiektas nulinis-kontaktas ir didelis{3}} našumas.
Sekite mus ir sužinokite daugiau apie tikslaus lazerinio apdorojimo ateities plėtros tendencijas.
