Siliziumkarbid (SiC) ist einer der leichtesten und h\u00e4rtesten keramischen Werkstoffe. Es zeichnet sich durch seine Widerstandsf\u00e4higkeit gegen Sch\u00e4den durch Abnutzung und Verschlei\u00df, seine Best\u00e4ndigkeit gegen das Austreten von Chemikalien, seine geringe W\u00e4rmeausdehnung und seine selbstsch\u00e4rfenden Eigenschaften aus - Eigenschaften, die SiC zu einer attraktiven Wahl machen.<\/p>\n
SiC-Halbleiter verf\u00fcgen \u00fcber eine au\u00dfergew\u00f6hnlich breite Bandl\u00fccke, die es ihnen erm\u00f6glicht, bei h\u00f6heren Spannungen und Frequenzen zu arbeiten als Standard-Silizium-Bauelemente - was sie zur perfekten Wahl f\u00fcr den Einsatz in Schnelllade- und Stromumwandlungsanwendungen f\u00fcr Elektrofahrzeuge macht.<\/p>\n
Siliziumkarbid (SiC) ist ein hartes Material mit einem hohen Schmelzpunkt, das aufgrund seiner H\u00e4rte, Z\u00e4higkeit, Korrosionsbest\u00e4ndigkeit, hohen Festigkeit, seines geringen Gewichts und seines breiten Betriebstemperaturbereichs weit verbreitet ist. Dar\u00fcber hinaus bietet SiC hervorragende W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeits- und elektrische Widerstandseigenschaften, die es der Leistungselektronik f\u00fcr Elektrofahrzeuge erm\u00f6glichen, Gr\u00f6\u00dfe und Gewicht zu verringern und die Reichweite zu erh\u00f6hen, w\u00e4hrend die Batteriekosten sinken.<\/p>\n
Die Dichte von Siliciumcarbid h\u00e4ngt von seiner Kristallstruktur ab. Verschiedene polykristalline Strukturen weisen unterschiedliche Dichten auf, und auch Verunreinigungen w\u00e4hrend der Synthese k\u00f6nnen diesen Faktor ver\u00e4ndern. Auch Zusatzstoffe oder Sinterhilfsmittel k\u00f6nnen die Dichte ver\u00e4ndern.<\/p>\n
SiC ist ein nichtoxidisches keramisches Material, das h\u00e4ufig in Produkten eingesetzt wird, die eine hohe Best\u00e4ndigkeit und Leistung unter thermisch und mechanisch anspruchsvollen Bedingungen erfordern. Dazu geh\u00f6ren verschlei\u00dffeste Teile f\u00fcr Schleifmittel, hitze- und chemikalienbest\u00e4ndige keramische Feuerfestmaterialien wie Keramik und metallurgische Auskleidungen sowie aufgrund seiner Halbleitereigenschaften auch elektronische Ger\u00e4te wie Leuchtdioden (LEDs) und Detektoren.<\/p>\n
Komponenten, die in Hochspannungsumgebungen betrieben werden m\u00fcssen, sind h\u00e4ufig auf Kohlenstoffnanor\u00f6hren zum Schutz angewiesen, da ihre F\u00e4higkeit, hohen Spannungen standzuhalten, dazu beitr\u00e4gt, die Gr\u00f6\u00dfe, die Kosten und die Komplexit\u00e4t der Leistungselektronik zu reduzieren - was umso wichtiger wird, je mehr die Architektur von Elektrofahrzeugen zu h\u00f6heren Spannungen \u00fcbergeht, um schnellere Ladem\u00f6glichkeiten und ein besseres W\u00e4rmemanagement zu erm\u00f6glichen. Diese Eigenschaft macht Kohlenstoff-Nanor\u00f6hren besonders ideal f\u00fcr diese Anwendung.<\/p>\n
Siliziumkarbid (SiC), eine synthetisch hergestellte, kristalline Verbindung aus Silizium und Kohlenstoff, ist ein extrem hartes Material mit hervorragenden W\u00e4rmeleiteigenschaften. Zu den Anwendungen f\u00fcr SiC geh\u00f6ren Sandpapier, Schneid- und Schleifwerkzeuge, Auskleidungen von Industrie\u00f6fen und feuerfesten Materialien sowie keramische Substrate, die in Leuchtdioden verwendet werden; keramische Substrate spielen auch eine Rolle bei der Beleuchtung von LED-Anzeigen sowie bei Anwendungen in der Metallurgie, der Luft- und Raumfahrt und der Automobilindustrie.<\/p>\n
Siliciumnitrid und Moissanit sind beides Formen des Karborundmaterials, die als Schleifmittel verwendet werden k\u00f6nnen. Beide Sorten kommen in der Natur im Canyon-Diablo-Meteoriten in Arizona vor. 1891 wurde es von dem amerikanischen Erfinder Edward G. Acheson auf der Suche nach M\u00f6glichkeiten zur Herstellung k\u00fcnstlicher Diamanten erstmals k\u00fcnstlich hergestellt und erhielt seinen heutigen Namen; Karborundum umfasst in seinem Namen sowohl Silizium- als auch Kohlenstoffelemente.<\/p>\n
Siliciumcarbid tritt in Form von gelb bis gr\u00fcn bis bl\u00e4ulich-schwarz schillernden Kristallen auf, die bei 2700 Grad Celsius sublimieren, eine extrem hohe Dichte von 3,21 g cm-3 haben und in Wasser unl\u00f6slich sind. Das a-SiC-Polymorph weist hexagonale Kristallstrukturen auf, die denen von Wurtzit \u00e4hneln, w\u00e4hrend beta-Modifikationen Zinkblende-Kristallstrukturen aufweisen, die denen von Diamant \u00e4hneln.<\/p>\n
Als Methoden zur Bewertung der thermischen Eigenschaften von SiC stehen die Blitzlicht-Diffusionspr\u00fcfung, die Rasterelektronenmikroskopie mit energiedispersiver Spektrometrie und die optische Emissionsspektroskopie zur Verf\u00fcgung. Dar\u00fcber hinaus k\u00f6nnen auch Massenverfahren wie Glimmentladungs-Massenspektrometrie, R\u00f6ntgenfluoreszenz und Laser-Emissionsspektroskopie auf dieses Material angewendet werden.<\/p>\n
Siliciumcarbid (SiC) ist ein Halbleitermaterial mit breiter Bandl\u00fccke, was bedeutet, dass es aufgrund seiner Eigenschaften entweder als elektrischer Leiter (wie Kupferdr\u00e4hte) oder als Isolator (wie die Kunststoffisolierung auf diesen Dr\u00e4hten) fungieren kann. Aufgrund der Festigkeit und der gro\u00dfen Bandl\u00fccke von SiC kann sich elektrische Energie effizienter durch das Material bewegen als durch Materialien mit kleinerer Bandl\u00fccke, wie z. B. das herk\u00f6mmliche Halbleitersilizium. Daher kann es elektronische Ger\u00e4te antreiben, die bei hohen Temperaturen und Spannungen arbeiten, ohne dass es zu nennenswerter W\u00e4rmeentwicklung oder Leistungsverlusten kommt; Beispiele sind IGBTs, bipolare Transistoren, Schottky-Dioden, MOSFETs usw.<\/p>\n
SiC wird seit fast 200 Jahren verwendet, aber erst seit kurzem findet es Anwendung im Automobilbereich. SiC verf\u00fcgt \u00fcber viele Eigenschaften, die es f\u00fcr den Einsatz im Automobilbereich ideal machen - unter anderem seine Best\u00e4ndigkeit gegen\u00fcber hohen Temperaturen und Spannungen.<\/p>\n
Die Hersteller in der Automobilindustrie r\u00fccken zunehmend von Silizium zugunsten von SiC ab, um die Qualit\u00e4t, Zuverl\u00e4ssigkeit und Effizienz der Batteriemanagementsysteme von Elektrofahrzeugen zu verbessern. Dank der ausgezeichneten thermischen und elektrischen Leitf\u00e4higkeit von SiC k\u00f6nnen SiC-haltige Epoxid-Verbundwerkstoffe den Bedarf an aktiver K\u00fchlung f\u00fcr diese Systeme reduzieren und so Kosten und Gewicht sparen.<\/p>\n
Siliziumkarbid weist eine der h\u00f6chsten und dauerhaftesten H\u00e4rten unter den keramischen Werkstoffen auf und steht damit nach Diamant (neue Mohsh\u00e4rte: 15) und Borkarbid (neue Mohsh\u00e4rte: 13) an dritter Stelle auf der Erde. Dank seiner chemischen Inertheit, Abriebfestigkeit und seines hohen Schmelzpunkts kann es bedenkenlos in rauen Umgebungen eingesetzt werden.<\/p>\n
SiC ist ein ideales Material f\u00fcr Schutzwesten, da es starke Schutzeigenschaften gegen Hochgeschwindigkeitsst\u00f6\u00dfe aufweist und durch seine breite Bandl\u00fccke den Betrieb bei h\u00f6heren Temperaturen und Spannungen erm\u00f6glicht.<\/p>\n
Silizium und Kohlenstoff, die durch kovalente Bindungen zusammengehalten werden, verleihen diesem Material eine so hohe H\u00e4rte, die es in die Lage versetzt, mechanischen Beanspruchungen standzuhalten, die andere Materialien wie Aluminiumoxid und Zirkoniumdioxid besch\u00e4digen w\u00fcrden.<\/p>\n
Die H\u00e4rte von SiC kann erheblich gesteigert werden, wenn es mit epitaktischem Graphen beschichtet wird. Untersuchungen mit einem Diamant-Eindringk\u00f6rper haben gezeigt, dass sich die H\u00e4rte von SiC, das mit einer atomar d\u00fcnnen Schicht epitaktischen Graphens \u00fcberzogen ist, um 30% erh\u00f6ht, wenn die Eindringtiefe dreihundertmal gr\u00f6\u00dfer ist als seine Dicke.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC) is one of the lightest and hardest ceramic materials. It excels at resisting wear-and-tear damage from wear-and-tear, chemical spillage resistance, low thermal expansion rates and self-sharpening capabilities – characteristics which make SiC an attractive choice. SiC semiconductors boast an exceptional wide band gap, enabling them to work at higher voltages and frequencies …<\/p>\n