Szilícium-karbid
Zhen An: Vezető szilícium-karbid gyártás Kínában
ZhenAn International Co., Limited. Anyang városában, Kínában található, és több mint 30 éves tapasztalattal és technológiai felhalmozással rendelkezik a kohászati iparban.
Jelenleg a Zhenan teljesen automatikus és intelligens gyártósorokat üzemeltet kohászati és fémanyagokhoz, stabil éves kibocsátással és 150 000 tonna értékesítési volumennel.
Üzemünk körülbelül 30 000 négyzetméteren terül el, és támogatja a stabil és nagyszabású-termelést.
Minőségbiztosítás
Minőségellenőreink szigorúan ellenőrzik az egyes linkek minőségét annak biztosítása érdekében, hogy minden egyes tétel megfeleljen a nemzetközi szabványoknak.
Jó szolgáltatás
A Zhenan kiváló és professzionális csapata kiváló{0}}minőségű kohászati termékekkel és szolgáltatásokkal dolgozik.
Testreszabás
A vevői igényeknek megfelelően személyre szabott kohászati anyagtermékeket is biztosítunk speciális specifikációkkal, formákkal és anyagokkal.
Gyors Szállítás
Hatalmas gyártókapacitással biztosítjuk az első alkalommal időben történő szállítást és a célállomásra történő szállítást.
Alkalmazások széles skálája
A ZhenAn kohászati anyagokat széles körben használják öntés, acélgyártás, elektromosság, nem-vasfémek, petrolkémia, üveg, építőanyagok és más területeken, és a világ több mint 80 országába és régiójába exportálják.
A szilícium-karbid bemutatása
A szilícium-karbid, más néven SiC, egy félvezető alapanyag, amely tiszta szilíciumból és tiszta szénből áll. A SiC-t nitrogénnel vagy foszforral adalékolhatja, hogy n- típusú félvezetőt hozzon létre, vagy berilliummal, bórral, alumíniummal vagy galliummal adalékolhatja, hogy ap- típusú félvezetőt hozzon létre. Míg a szilícium-karbidnak számos fajtája és tisztasága létezik, a félvezető -minőségű szilícium-karbid csak az elmúlt néhány évtizedben került felhasználásra.
Robusztus kristályszerkezet
A szilícium-karbid könnyű elemekből, szilíciumból (Si) és szénből (C) áll. Alapvető építőeleme egy négy szénatomból álló kristály, amely egy tetraédert alkot, amely kovalensen kötődik egyetlen szilíciumatomhoz a központban. A SiC polimorfizmust is mutat, mivel különböző fázisokban és kristályszerkezetekben létezik
Magas Keménység
A szilícium-karbid Mohs-keménysége 9, így a bór-karbid (9,5) és a gyémánt (10) mellett a legkeményebb elérhető anyag. Ez a látszólagos tulajdonság teszi a SiC-t kiváló anyagválasztássá mechanikus tömítések, csapágyak és vágószerszámok számára.
Magas{0}}hőmérséklet-ellenállás
A szilícium-karbid magas hőmérséklettel és hősokkkal szembeni ellenállása az a tulajdonság, amely lehetővé teszi a SiC használatát tűzálló téglák és más tűzálló anyagok gyártásához. A szilícium-karbid bomlása 2000 fokon kezdődik
Vezetőképesség
Ha a szilícium-karbidot tisztítják, akkor viselkedése az elektromos szigetelőkéé. A szennyeződések szabályozásával azonban a szilícium-karbidok a félvezető elektromos tulajdonságait mutathatják. Például, ha különböző mennyiségű alumíniumot adalékolással viszünk be, ap-típusú félvezetőt kapunk. Az ipari -minőségű SiC tipikusan körülbelül 98-99,5%-os tisztaságú. A gyakori szennyeződések az alumínium, a vas, az oxigén és a szabad szén
Kémiai stabilitás
A szilícium-karbid stabil és kémiailag inert anyag, amely még akkor is nagy korrózióállósággal rendelkezik, ha savakban (sósav, kénsav vagy hidrogén-fluorid) vagy bázisokban (tömény nátrium-hidroxidok) forraljuk vagy forraljuk. Azt találták, hogy klórban reagál, de csak 900 fokos és magasabb hőmérsékleten. A szilícium-karbid oxidációs reakciót indít el a levegőben, amikor a hőmérséklet körülbelül 850 fok, és SiO2 képződik
A szilícium-karbid előnyei
Magasabb hőmérsékleti képesség:A SiC sokkal magasabb hőmérsékleten tud működni, mint a szilícium, gyakran akár 400 °C-ig és potenciálisan akár 800 °C-ig is, ami hatékonyabb elektronikus eszközöket tesz lehetővé, amelyek képesek kezelni az extrém körülményeket anélkül, hogy jelentős teljesítménycsökkenést szenvedne. Ez a lenyűgöző képesség a SiC magas hővezető képességének és a töltéshordozók alacsony belső koncentrációjának köszönhető. A magas hővezető képesség azt jelenti, hogy egy SiC tranzisztor sokkal kisebb hűtőbordát tud használni, mint egy ezzel egyenértékű szilícium chip, vagy hasonló hűtőbordát használhat, és sokkal több hőt tolerál. A töltéshordozók alacsony koncentrációja szobahőmérsékleten azt jelenti, hogy a SiC nagyobb elektromos terhelést tud elviselni, mielőtt a termikusan felszabaduló elektronok hozzáadódnak a belső töltéshordozókhoz, elárasztják a tranzisztort, és bezárják azt „be” állásba (vezető állapotba).
Magasabb áttörési feszültség:A SiC áttörési feszültsége nagyjából nyolcszor nagyobb, mint a szilíciumé (~300 kV/cm versus 2400 kV/cm), ami azt jelenti, hogy képes ellenállni a nagyobb feszültségeknek, mielőtt kiszámíthatatlan vezetési viselkedést és potenciálisan katasztrofális meghibásodást tapasztalna.
Kisebb alaktényező:Ez az előny a SiC nagyobb áttörési feszültségéből és hővezető képességéből következik a szilíciumhoz képest. Ha egy szilícium- és egy szilícium-karbid-tranzisztort úgy terveztek volna, hogy ugyanazon áttörési feszültségig ellenálljanak, a hagyományos szilícium tranzisztornak sokkal nagyobbnak kellene lennie, mint a SiC tranzisztornak. A kisebb SiC tranzisztornak akár 0,25-0,5%-a is lehet "bekapcsolt" ellenállása, mint a nagyobb szilícium tranzisztornak. Ez a tulajdonság hatékonyabb és kompaktabb teljesítményelektronikai rendszerek tervezését teszi lehetővé kisebb teljesítményveszteséggel.
Magasabb kapcsolási frekvenciák:A SiC tranzisztorok kisebb alaktényezője és az ebből következő magasabb kapcsolási frekvencia lehetővé teszi a könnyebb súlyú és olcsóbb induktorok és kondenzátorok tervezését olyan teljesítmény-átalakítókban, mint amilyenek az elektromos akkumulátorok töltésére szolgálnak.
Hogyan készül a szilícium-karbid?
A legegyszerűbb szilícium-karbid gyártási módszer magában foglalja a szilícium-dioxid homokot és a szenet, például a szenet, magas hőmérsékleten, akár 2500 Celsius fokon. A szilícium-karbid sötétebb, gyakoribb változatai gyakran tartalmaznak vas- és szénszennyeződéseket, de a tiszta SiC-kristályok színtelenek, és akkor keletkeznek, amikor a szilícium-karbid 2700 Celsius-fokon szublimál. Hevítés után ezek a kristályok lerakódnak a grafitra hidegebb hőmérsékleten a Lely-módszerként ismert eljárás során.
Lely módszer
A folyamat során egy gránittégely nagyon magas hőmérsékletre melegszik fel, általában indukcióval, hogy szublimáljon szilícium-karbid port. Egy alacsonyabb hőmérsékletű grafitrúd szuszpendálódik a gázelegyben, ami eleve lehetővé teszi a tiszta szilícium-karbid lerakódását és kristályok képződését.
Kémiai gőzlerakódás
Alternatív megoldásként a gyártók köbös SiC-t termesztenek kémiai gőzleválasztással, amelyet általában szén-alapú szintézis folyamatokban használnak, és a félvezetőiparban használnak. Ennél a módszernél a gázok speciális kémiai keveréke vákuumkörnyezetbe kerül, és egyesül, mielőtt egy hordozóra kerül.
A szilícium-karbid lapkagyártás mindkét módszere hatalmas mennyiségű energiát, felszerelést és tudást igényel a sikerhez.
Mik a szilícium-karbid felhasználási területei?
Katonai golyóálló páncélban használt szilícium-karbid
A szilícium-karbidot golyóálló páncélzat gyártására használják. Ennek a vegyületnek az a tulajdonsága, amely miatt ilyen célra alkalmazható, a keménysége. A golyóknak és más káros tárgyaknak meg kell küzdeniük a szilícium-karbid által alkotott kemény kerámiatömbökkel. A golyók nem tudnak áthatolni a kerámiatömbökön.
Félvezetőkben használt szilícium-karbid
A szilícium-karbid félvezetővé válik, ha adalékanyagokat adnak hozzá. A szilícium-karbidhoz hozzáadott adalékanyagok, például bór és alumínium ap{1}}típusú félvezetővé teszik. Másrészt a szilícium-karbidhoz hozzáadott adalékanyagok, például nitrogén és foszfor n- típusú félvezetővé teszik.
Csiszolóanyagokban használt szilícium-karbid
A szilícium-karbidot általában csiszolóanyagként használják keménysége miatt. Köszörűkorongok, vágószerszámok és csiszolópapír gyártásához használják. A szilícium-karbid csiszolóanyagok általában olcsóbbak, mint más hasonló minőségű csiszolóanyagok. A csiszolóanyagokat olyan anyagok csiszolására használják, mint acél, alumínium, öntöttvas és gumi.
Elektromos járművekben használt szilícium-karbid
A szilícium-karbid jobb választás a szilíciummal szemben elektromos járművek meghajtására. A szilícium-karbiddal hajtott elektromos járművek rendkívül hatékonyak és költséghatékonyak{1}}.
Ékszerben használt szilícium-karbid
Szerkezetileg a gyémánthoz hasonló, mégis fényesebb, olcsóbb, tartósabb és könnyebb, mint a gyémánt, a szilícium-karbid a gyémánt megérdemelt alternatívája-az ékszeriparban.
Üzemanyagban használt szilícium-karbid
Egyéb felhasználási területein kívül a szilícium-karbidot üzemanyagként használják. Az acélgyártásban üzemanyagként használják, és tisztább acélt állít elő, mint a legtöbb más tüzelőanyag. Olcsóbb és környezetbarátabb-üzemanyag is.
LED-ekben használt szilícium-karbid
Az első{0}}fénykibocsátó diódák (LED-ek) szilícium-karbid technológiát alkalmaztak. Kék, piros és sárga LED-ek gyártására használták. A LED-eket televíziókban, kijelzőtáblákban és számítógépekben használják.
Tanúsítványok
