Sejak kelahiran karbida silikon, kekakuan tinggi dan kestabilan suhu tinggi telah berakar umbi dalam "NDA"; Ia digunakan sebagai bahan yang kasar dan refraktori dalam kuantiti yang banyak di pelbagai industri. Dengan kejayaan teknologi sintesis SIC, ia telah digunakan dalam bidang kemuliranan tinggi yang diketuai semikonduktor sejak abad ke-20. Sepanjang dekad yang lalu, didorong oleh pertumbuhan industri yang baru muncul seperti kenderaan tenaga baru, penyimpanan tenaga fotovoltaik, dan komunikasi 5G, silikon karbida telah mengalami lonjakan permintaan.
Artikel berikut akan memberitahu ciri -ciri, gred, sintesis, dan penggunaan karbida silikon untuk membantu anda mendapatkan pemahaman yang lebih mendalam mengenainya.
Ciri -ciri bahan
● Rintangan suhu tinggi: Walaupun pada suhu 1600-1650 ℃, sifat-sifat mekanikal dan bentuk bahagian seramik SIC boleh kekal dengan baik.
● Kekonduksian terma yang tinggi: Ia boleh mencapai 120 ~ 200 w/km, kedua hanya untuk aluminium nitride (ALN) dan berilium oksida (BEO)
● Pekali rendah pengembangan haba (CTE): SIC (4.0 ~ 4.5-6/k) adalah salah satu daripada seramik perindustrian dengan ekspansivity terma yang paling dekat dengan cip Si (2.5 ~ 4.2 x 10-6/k).
● Kekerasan / Rintangan kasar: Kekerasan Mohsnya adalah 9.5, hanya sedikit lebih rendah daripada berlian (10).
● Rintangan kakisan: Ia adalah salah satu produk yang paling tidak aktif secara kimia di kalangan semua seramik maju. Dalam pelbagai persekitaran yang keras, ia dapat menahan penuaan.
● Lain-lain: Ringan (3.1 ~ 3.2g/cm 3 ), modulus elastik yang tinggi (400 ~ 450gpa), kejutan haba yang sangat baik, tidak dibasahi atau terhakis oleh kebanyakan logam cair, sifat semikonduktor, penebat elektrik yang baik, dan bukan toksik.
Gred & Sintesis
Silicon Carbide adalah bahan asas untuk komponen struktur seramik. Grednya terutamanya dibahagikan mengikut proses sintering dan tahap penyebaran seperti berikut:
1. Jenis sinterur tanpa tekanan (SSIC)
● Kaedah sintesis:
Densifikasi dicapai melalui sintering fasa pepejal pada suhu tinggi dan tekanan atmosfera dengan menambah alat sintering seperti boron dan karbon. Ini adalah proses yang paling biasa dan ekonomik.
● Prestasi:
Ketumpatan tinggi (ketumpatan teori ≥98%), kekuatan yang sangat baik, kekerasan, rintangan haus, dan rintangan kakisan.
● Aplikasi:
Cincin pengedap, galas, muncung, kapal tahan haus, perabot kiln (saggers, rollers), dll.
2. Jenis Terikat Reaksi (RBSIC)
● Kaedah sintesis:
Selepas serbuk α-SIC dan serbuk karbon bercampur dan dibentuk, mereka bertindak balas dengan silikon cair atau wap silikon pada suhu tinggi untuk menjana β-SIC, yang mengisi liang-liang dan mencapai penyebaran.
● Prestasi:
Ketumpatan tinggi, ubah bentuk sintering yang ideal, ketepatan dimensi tinggi, kitaran penyediaan pendek, dan kos rendah. Tetapi bahan biasanya mengandungi sedikit silikon percuma, yang menghadkan suhu operasi maksimumnya (kira -kira 1350 ° C) kerana silikon akan mencairkan.
● Aplikasi:
Komponen dengan keperluan ketepatan dimensi tinggi, seperti meterai mekanikal ketepatan, kurungan pemanas dalam industri fotovoltaik, penggelek, dll.
3. Jenis semula yang disusun semula (R-SIC)
● Kaedah sintesis:
Proses sintering tanpa tekanan yang menggunakan pemindahan jisim penyejatan SIC pada suhu tinggi untuk mencapai pertumbuhan bijirin dan ikatan, tanpa penambahan sebarang bantuan sintering.
● Prestasi:
Sangat tulen dan bebas daripada kaca, ia menawarkan rintangan suhu tinggi yang sangat baik (mampu menggunakan jangka panjang di atas 1600 ° C) dan pengoksidaan yang sangat baik dan rintangan kejutan terma. Walau bagaimanapun, ia mempunyai keliangan yang tinggi (kira-kira 15%-20%) dan kekuatan mekanikal yang agak rendah.
● Aplikasi:
Perabot kilat mewah (seperti sokongan dan rasuk), muncung pembakar, tiub penukar haba, dan aplikasi lain yang melibatkan suhu tinggi, persekitaran yang kaya dengan oksigen.
4. Jenis menekan isostatik panas (hipsic)
● Kaedah sintesis:
Sintering dilakukan pada suhu tinggi menggunakan tekanan yang sangat tinggi (menekan panas) atau gas tekanan tinggi isotropik (tekanan isostatik panas). Bantuan sintering biasanya ditambah.
● Prestasi:
Mencapai ketumpatan teoretikal hampir 100%, dengan bijirin halus dan seragam, menghasilkan sifat mekanik tertinggi (kekuatan dan ketahanan) semua gred.
● Aplikasi:
Digunakan dalam aplikasi dengan keperluan prestasi yang sangat menuntut, seperti penyaduran perisai, komponen aeroangkasa kritikal, dan alat pemotongan mewah. Oleh kerana kosnya yang tinggi, julat aplikasinya adalah terhad.
Kegunaan seramik karbida silikon
Oleh kerana gred yang berbeza dari karbida silikon menawarkan pelbagai kombinasi hartanah, mereka boleh disesuaikan dengan industri tertentu dan berubah menjadi penyelesaian perniagaan anda. Jadual berikut menyenaraikan aplikasi yang sepadan berdasarkan prestasi, yang kami harap akan membantu.
Sifat teras | Industri sasaran | Bahagian sebenar dalam kegunaan |
Rintangan haus yang sangat baik | Perlombongan, tenaga, bahan kimia | ● muncung: letupan pasir, pemotongan jet air
|
Pembuatan kereta dan jentera | ● Segel: meterai aci untuk persekitaran yang teruk. ● Pakai plat | |
Kekuatan dan ketegaran mekanikal yang sangat baik | Pam, injap, dan jentera bendalir | ● Meterai mekanikal: Digunakan dalam pam kimia dan pam pelbagai peringkat. ● Bearing Balls & Rollers: Digunakan dalam Spindle Berkelajuan Tinggi dan Alat Mesin Precision. ● Pam lengan & kolar teras: komponen teras pam pemacu magnet. |
Pertahanan dan Aeroangkasa | Bahan perisai ringan: Menggunakan kekerasan yang tinggi dan kekuatan tinggi untuk menentang kesan | |
Rintangan suhu tinggi yang sangat baik dan keupayaan pengurusan terma | Metalurgi, kaca, seramik | ● Aksesori kiln: Perabot Kiln (sokongan, silang silang, plat push), relau. ● Nozle Burner: Komponen pembakar yang sangat cekap dan penjimatan tenaga. |
Pembuatan Semikonduktor | ● Komponen pemprosesan wafer: cakera pengisaran, lekapan, paddles penyepuhlindapan, dan dulang epitaxial. Mereka memastikan kebosanan dan pencemaran yang rendah dari wafer silikon semasa proses suhu tinggi. | |
Kekurangan kimia yang sangat baik | Industri kimia, minyak dan gas | ● Cincin meterai & meterai mekanikal: Digunakan dalam pam mengendalikan asid kuat (asid sulfurik, asid hidroklorik) dan alkali yang kuat. ● Bola injap & tempat duduk injap: Kawal aliran media menghakis. ● Penukar haba: Digunakan untuk pemindahan haba dalam persekitaran yang sangat menghakis. |
Kekonduksian terma tinggi dan sifat elektrik | Elektronik kuasa dan semikonduktor | ● Substrat peranti elektronik: Tenggelam haba untuk LED kuasa tinggi dan modul IGBT. ● Peralatan pembuatan wafer: Chucks dan pemanas elektrostatik. |
Penderiaan dan kawalan industri | ● Perhimpunan pemanas & sensor: Peralatan rawatan haba suhu tinggi. |
Kesimpulan
Ringkasnya, karbida silikon adalah bahan seramik maju yang serba boleh, terutamanya dari segi rintangan haus, prestasi terma, dan keterangkuman kimia, yang jauh melampaui seramik kejuruteraan lain. Ia mempunyai pelbagai kaedah sintesis, menghasilkan gred produk yang berbeza dengan sifat unik. Bahagian karbida silikon membolehkan banyak senario aplikasi yang mencabar, yang membolehkan mereka memecahkan had yang lebih tinggi dan menyediakan penyelesaian kos yang lebih baik.
Industri Jinghui adalah pembekal profesional komponen silikon nitrida berkualiti tinggi yang diperbuat daripada pelbagai bahan gred. Sila hantarkan pertanyaan kepada kami jika anda berminat.