סיליציום קאַרבידע (סיק) פּודער: פּראָפּערטיעס, ינדאַסטרי אַפּפּליקאַטיאָנס

פֿאַר אינטערנאַציאָנאַלע בויערס און ייַנשאַפונג מאַנאַדזשערז, פֿאַרשטיין די נואַנסיז פון סיליציום קאַרבידע פּודער איז נישט בלויז אַ טעכניש פאָדערונג - עס איז אַ קאַמפּעטיטיוו נייטיקייַט. צי עס איז געניצט ווי אַ דעאָקסידיזער אין סטילמייקינג, אַ הויך-פאָרשטעלונג אַברייסיוו אָדער אַ קריטיש קאָמפּאָנענט אין עלעקטריק פאָרמיטל (EV) מאַכט עלעקטראָניק, SiC אָפפערס אַ יינציק קאָמבינאַציע פון ​​כאַרדנאַס, טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי און כעמישער פעסטקייַט.

וואָס איז סיליקאָן קאַרבידע (סיק)?

סיליציום קאַרבידע איז אַ קאַמפּאַונד סעמיקאַנדאַקטער קאַמפּאָוזד פון סיליציום און טשאַד. אין נאַטור, עס איז ויסערגעוויינלעך זעלטן, געפונען בלויז אין שפּור אַמאַונץ אין זיכער טייפּס פון מעטעאָריטעס און קאָרונדום דיפּאַזאַץ. דעריבער, כּמעט אַלע סיליציום קאַרבידע געניצט אין אינדוסטריע איז סינטעטיש געשאפן.

די קריסטאַל סטרוקטור

SiC איז יינציק ווייַל עס יגזיבאַץ פּאָלימאָרפיסם, טייַטש עס קען עקסיסטירן אין מער ווי 250 קריסטאַליין פארמען. די מערסט פּראָסט סטראַקטשערז אַרייַננעמען:

אַלף סיליציום קאַרבידע (α-SiC): די מערסט פּראָסט פּאָלימאָרף, קעראַקטערייזד דורך אַ כעקסאַגאַנאַל קריסטאַל סטרוקטור. עס איז סטאַביל אין טעמפּעראַטורעס העכער 1700 °C.

ביתא סיליקאָן קאַרבידע (β-SiC): די פאָרעם האט אַ קוביק קריסטאַל סטרוקטור (ענלעך צו דימענט) און איז געשאפן ביי טעמפּעראַטורעס אונטער 1700 °C.

שליסל גשמיות און כעמישער פּראָפּערטיעס

פארוואס איז SiC פּודער אַזוי געזוכט? זייַן פאָרשטעלונג מעטריקס זענען אַנפּעראַלעלד:

עקסטרעם כאַרדנאַס: מיט אַ מאָהס כאַרדנאַס פון 9.0 צו 9.5, עס איז צווייט בלויז צו דימענט און באָראָן קאַרבידע.

הויך טערמאַל קאַנדאַקטיוואַטי: סיק דיסאַפּייץ היץ פאַסטער ווי רובֿ מעטאַלס, מאכן עס ידעאַל פֿאַר הויך-טעמפּעראַטור ינווייראַנמאַנץ.

נידעריק טערמאַל יקספּאַנשאַן: עס ריזיסץ וואָרפּינג אָדער קראַקינג אונטער פּלוצעמדיק טעמפּעראַטור ענדערונגען (ויסגעצייכנט טערמאַל קלאַפּ קעגנשטעל).

כעמישער ינערטנאַס: עס איז העכסט קעגנשטעליק צו קעראָוזשאַן פון אַסאַדז, אַלקאַליס און מאָולטאַן סאָלץ, אפילו ביי הויך טעמפּעראַטורעס.

סעמיקאַנדאַקטינג פּראָפּערטיעס: ניט ענלעך פילע אנדערע אַברייסיווז, SiC איז אַ ברייט-באַנדגאַפּ סעמיקאַנדאַקטער, וואָס איז רעוואַלושאַנייזינג די מאַכט עלעקטראָניק אינדוסטריע.

די מאַנופאַקטורינג פּראָצעס: די אַטשעסאָן מעטאַד און ווייַטער

די פּראָדוקציע פון הויך-ריינקייַטסיליציום קאַרבידע פּודעראיז אַ קאַפּיטאַל-אינטענסיווע און ענערגיע-שווער פּראָצעס.

דער אַטשעסאָן פּראָצעס

ינווענטיד דורך Edward Goodrich Acheson אין 1891, דאָס איז דער ערשטיק אופֿן פֿאַר גרויס-וואָג פּראָדוקציע.

ראַ מאַטעריאַלס: הויך-ריינקייַט סיליקאַ זאַמד (SiO2) און נאַפט קאָקס (C) זענען געמישט. אין עטלעכע קאַסעס, זעגעכץ און זאַלץ זענען מוסיף צו קאָנטראָלירן פּאָראָסיטי און באַזייַטיקן ימפּיוראַטיז.

די עלעקטריק אויוון: די געמיש איז געשטעלט אין אַ קעגנשטעל אויוון. א עלעקטרישע שטראם ווערט דורכגעפירט דורך א גראפיט קארן, וואס הייסט דאס ארומיגע געמיש צו טעמפּעראַטורן צווישן 1,700°C און 2,500°C.

כעמישער רעאַקציע: דער אָפּרוף SiO2 + 3C → SiC + 2CO אַקערז.

כאַרוואַסטינג: אַמאָל די אויוון קולז, אַ גרויס "סילינדריקאַל" מאַסע פון ​​​​סיק קריסטאַלז איז געשאפן. די האַרץ כּולל די העכסטן ריינקייַט (גרין סיק), בשעת די ויסווייניקסט לייַערס טראָגן שוואַרץ סיק.

פּראַסעסינג אין פּודער

אַמאָל די גראָב קריסטאַלז זענען כאַרוואַסטיד, זיי אַנדערגאָו עטלעכע סטאַגעס פון פּראַסעסינג:

קראַשינג & מיללינג: ניצן קין קראַשערז, האַמער מיללס אָדער פּילקע מיללס צו רעדוצירן די קריסטאַלז צו פּודער.

גריידינג (סייזינג): ניצן ווייברייטינג סקרינז אָדער לופט קלאַססיפיערס צו ענשור אַז די פּודער טרעפן ספּעציפיש גריט סיזעס (למשל, FEPA, JIS אָדער ANSI סטאַנדאַרדס).

זויער וואַשינג & רייניקונג: צו באַזייַטיקן ריזידזשואַל פּרעסן, פריי סיליציום אָדער טשאַד, די פּודער איז אָפט באהאנדלט מיט קעמיקאַלז צו דערגרייכן ריינקייַט לעוועלס פון 98% צו 99.9%.

שוואַרץ ווס גרין סיליציום קאַרבידע: פֿאַרשטיין די חילוק

אין די גלאבאלע מאַרק, SiC פּודער איז בכלל קאַטאַגערייזד דורך זייַן קאָליר, וואָס ריפלעקס זייַן ריינקייַט און בדעה נוצן.

שווארצע סיליקאָן קאַרבידע (שוואַרץ סיק)

שוואַרץ סיק כּולל בעערעך 95% צו 98% סיק. זייַן טונקל קאָליר איז רעכט צו שפּור אַמאַונץ פון אייַזן און טשאַד ימפּיוראַטיז.

טשאַראַקטעריסטיקס: אַ ביסל טאַפער אָבער ווייניקער קרישלדיק ווי גרין סיק.

בעסטער פֿאַר: גרינדינג מאַטעריאַלס מיט הויך טענסאַל שטאַרקייַט ווי געשטאַלט אייַזן, ניט-פעראַס מעטאַלס ​​(קופּער, אַלומינום) און ניט-מעטאַלליק מאַטעריאַלס (שטיין, גומע, האָלץ). עס איז אויך די ערשטיק ברירה פֿאַר מעטאַלערדזשיקאַל דעאָקסידיזאַטיאָן.

גרין סיליקאָן קאַרבידע (גרין סיק)

גרין סיק איז די העכער ריינקייַט וואַריאַנט, טיפּיקלי יקסיד 99% סיק אינהאַלט.

קעראַקטעריסטיקס: העכער כאַרדנאַס און העכער קאַטינג מאַכט קאַמפּערד מיט שוואַרץ סיק.

בעסטער פֿאַר: פּרעסיסיאָן גרינדינג פון שווער און קרישלדיק מאַטעריאַלס אַזאַ ווי טאַנגסטאַן קאַרבידע, אָפּטיש גלאז, סעראַמיקס און סעמיקאַנדאַקטער ווייפערז.

ערשטיק ינדאַסטרי אַפּפּליקאַטיאָנס

מעטאַללורגי און סטילמאַקינג

אין די מעטאַלערדזשיקאַל אינדוסטריע, SiC פּודער סערוועס ווי אַ שטאַרק דעאָקסידיזער און ברענוואַרג מקור אין קאַפּאָולאַס און עלעקטריק קרייַזבויגן אויוון.

Benefits: עס ימפּרוווז די פלוידאַטי פון די מאָולטאַן מעטאַל, ימפּרוווז די סיליציום און טשאַד אָפּזוך ראַטעס, און ראַדוסאַז די קוילעלדיק ענערגיע קאַנסאַמשאַן פון די מעלטינג פּראָצעס.

וואַרפן אייַזן פּראָדוקציע: עס פּראַמאָוץ די פאָרמירונג פון גראַפייט פלאַקעס, לידינג צו העכער-קוואַליטעט גרוי און דאַקטילע אייַזן קאַסטינגז.

אַברייסיווז און ייבערפלאַך פינישינג

דאָס איז טאָמער די מערסט טראדיציאנעלן נוצן פון SiC פּודער.

בונדעד אַברייסיווז: געניצט צו פּראָדוצירן גרינדינג ווילז און קאַטינג דיסקס.

קאָוטאַד אַברייסיווז: געניצט אין סאַנדפּייפּערז און פּאַלישינג בעלץ.

לאַפּינג און פּאַלישינג: פיין סיק פּאַודערז זענען געניצט אין "סלערי" פֿאַר פּינטלעכקייַט לאַפּינג פון וואַלווז, גירז און סעמיקאַנדאַקטער סאַבסטרייץ.

רעפראַקטאָריעס און סעראַמיקס

רעכט צו זיין הויך מעלטינג פונט (עס סאַבליים ביי אַרום 2,700 ° C) און נידעריק טערמאַל יקספּאַנשאַן, סיק איז אַ פּרעמיער ראַפראַקטערי מאַטעריאַל.

קילן מעבל: סיק פּלאַטעס און בימז זענען געניצט אין סעראַמיק קילנס ווייַל זיי טאָן ניט פאַרקרימען אונטער שווער לאָודז אין עקסטרעם טעמפּעראַטורעס.

טעכניש סעראַמיקס: געניצט אין בולאַטפּראָאָף וועסץ, פּלאָמבע רינגס פֿאַר פּאַמפּס און אָטאַמאָוטיוו טאָרמאָז דיסקס.

אַוואַנסירטע עלעקטראָניק (די סיק רעוואלוציע)

די 21 יאָרהונדערט האט געזען אַ סערדזש אין SiC פאָדערונג פֿאַר די סעמיקאַנדאַקטער אינדוסטריע.

מאַכט דעוויסעס: סיק-באזירט מאָספעץ און דייאָודז זענען מער עפעקטיוו ווי טראדיציאנעלן סיליציום קאַמפּאָונאַנץ. זיי זענען יקערדיק פֿאַר די שנעל-טשאַרדזשינג סיסטעמען און ינווערטערס אין עלעקטריק וועהיקלעס (עווס).

5G Infrastructure: SiC סערוועס ווי אַ סאַבסטרייט פֿאַר Gallium Nitride (GaN) אויף SiC דעוויסעס, וואָס מאַכט הויך-אָפטקייַט 5G באַזע סטיישאַנז.

גלאבאלע קוואַליטי סטאַנדאַרדס פֿאַר סיק פּאַודער

ווען סאָרסינגסיק פּודערינטערנאַשאַנאַלי, בויערס מוזן נאַוויגירן פאַרשידן גריידינג סיסטעמען:

FEPA (פעדעראַטיאָן פון אייראפעישער פּראָדוסערס פון אַברייסיווז): ניצט די "F" (פֿאַר באַנדיד אַברייסיווז) און "פּ" (פֿאַר קאָוטאַד אַברייסיווז) פּרעפיקס (למשל, F240, P1200).

JIS (יאַפּאַניש ינדוסטריאַל סטאַנדאַרד): פּראָסט אין אַסיאַן מארקפלעצער (למשל, # 3000).

ANSI (אמעריקאנער נאַשאַנאַל סטאַנדאַרדס אינסטיטוט): סטאַנדאַרדיזעד פֿאַר די צפון אמעריקאנער מאַרק.

ריינקייַט לעוועלס ענין:

מעטאַללורגיקאַל גראַד: 88% -95% סי.

אַברייסיוו גראַד: 96% -98.5% סי.

הויך ריינקייַט / סעראַמיק מיינונג: 99% סי.

סיליציום קאַרבידע פּודער איז פיל מער ווי אַ פּשוט אַברייסיוו. עס איז אַ הויך-טעק מאַטעריאַל וואָס בריקן די ריס צווישן בעקאַבאָלעדיק שווער אינדוסטריע און דער צוקונפֿט פון ריין ענערגיע. דורך פארשטאנד זייַן גראַדעס, פּראָדוקציע מעטהאָדס און אַפּלאַקיישאַנז, מעטאַללורגי פּראָפעססיאָנאַלס און ייַנשאַפונג ספּעשאַלאַסץ קענען ענשור אַז זיי אויסקלייַבן די רעכט פּראָדוקט צו אַפּטאַמייז זייער אַפּעריישאַנז און פּראָדוקט קוואַליטעט.