Silisium er allment anerkjent som en av grunnpilarene i halvlederindustrien, men et annet halvledermateriale som vinner raskt terreng, er silisiumkarbid. Denne nykommeren har potensial til \u00e5 forlenge rekkevidden til elektriske biler, samtidig som omformersystemene kan optimaliseres og st\u00f8rrelsen og vekten reduseres.<\/p>\n
SiC er kjent for sitt brede b\u00e5ndgap, sin h\u00f8ye elektriske feltstyrke og sin h\u00f8ye varmeledningsevne - egenskaper som overg\u00e5r de tilsvarende egenskapene til silisium. Dette gj\u00f8r SiC til et uunnv\u00e6rlig materiale i h\u00f8yspenningsapplikasjoner.<\/p>\n
Silisiumkarbid (SiC) er et ekstremt hardt materiale, som bare overg\u00e5s av diamant p\u00e5 Mohs-skalaen. P\u00e5 grunn av sin ekstreme slitestyrke blir SiC ofte valgt som slipemiddel i flere maskineringsprosesser, for eksempel honing, sliping, vannstr\u00e5leskj\u00e6ring og sandbl\u00e5sing. Det brukes ogs\u00e5 i ildfaste materialer p\u00e5 grunn av sin h\u00f8ye temperaturstyrke og lave termiske ekspansjonsegenskaper - egenskaper som ogs\u00e5 er velkjente ved foringsarbeid. I tillegg er dette materialet en viktig komponent i moderne lapidarisk kunst - en eldgammel kunstform som bruker malte merker p\u00e5 papir for \u00e5 skape et dyptrykt bilde - en kraftfull kombinasjon av hardhet og holdbarhet!<\/p>\n
SiC er i ferd med \u00e5 bli et attraktivt alternativ til silisiumhalvledere til bruk i kraftkomponenter som m\u00e5 t\u00e5le b\u00e5de h\u00f8ye temperaturer og spenninger, for eksempel elektroniske tenningsbrytere. Silisiumkarbid har en bredere b\u00e5ndgap som gj\u00f8r det mulig \u00e5 lage mer effektive kraftkomponenter som er mindre og lettere enn tilsvarende silisiumkomponenter.<\/p>\n
Silisiumkarbid krystalliserer som en tettpakket struktur som holdes kovalent sammen av kovalente bindinger mellom de inng\u00e5ende atomene, og binder dem kovalent sammen i tredimensjonale kubiske arrangementer kalt tetraeder - best\u00e5ende av fire silisium- og fire karbonatomer per koordinasjonstetraeder - med hj\u00f8rnene forbundet gjennom hj\u00f8rner som kobles sammen til polytypestrukturer som kan omfatte sekskantede sinkblende-strukturer eller ikke-kubiske former som b-SiC eller 3C-SiC-former.<\/p>\n
Silisiumkarbid har en overlegen bruddseighet og hardhet sammenlignet med silisium, noe som gj\u00f8r at det t\u00e5ler st\u00f8rre slagkrefter uten \u00e5 ta skade, og det er derfor ideelt til bruksomr\u00e5der som slipende maskinering, slipeskiver og skuddsikre vester. Silisiumkarbid brukes ogs\u00e5 som ingrediens i ovner som brukes til \u00e5 smelte metaller som st\u00f8pejern og st\u00e5l.<\/p>\n
Ettersp\u00f8rselen etter elbiler forventes \u00e5 \u00f8ke betydelig over tid, noe som potensielt kan f\u00f8re til flaskehalser i produksjonen og kvalitetsproblemer som reduserer utbyttet. For \u00e5 bekjempe denne risikoen trenger selskapene p\u00e5litelig inspeksjonsutstyr - MTI Instruments' kapasitansbaserte SiC-defektdetektorer fra MTI kan hjelpe produsenter med \u00e5 eliminere prosessfeil og \u00f8ke utbyttet for elbilprodusenter ved raskt og n\u00f8yaktig \u00e5 finne defekter p\u00e5 wafer-skala, noe som \u00f8ker gjennomstr\u00f8mningen. Produsenter av elbilbatterier kan dra nytte av hastigheten, n\u00f8yaktigheten og kostnadseffektiviteten ved \u00e5 velge en integrert defektdeteksjonsl\u00f8sning fra MTI Instruments med sine eksisterende verkt\u00f8y.<\/p>\n
Silisiumkarbid (SiC) er en ekstremt slitesterk heksagonal kjemisk forbindelse med et ekstremt bredt b\u00e5ndgap, nesten tre ganger bredere enn typiske silisiumhalvledere. Dette st\u00f8rre b\u00e5ndgapet gj\u00f8r det mulig \u00e5 bygge kraftkomponenter som kan fungere ved h\u00f8yere frekvenser og spenninger, samtidig som den termiske stabiliteten forbedres og koblingstapene reduseres.<\/p>\n
Silisiumkarbid kommer i pulverform, klar til \u00e5 omdannes til keramikk med ulike bruksomr\u00e5der. Vanlige bruksomr\u00e5der for SiC er blant annet bilbremser og -koblinger samt skuddsikre vester p\u00e5 grunn av sin utrolige styrke. SiC t\u00e5ler temperaturer p\u00e5 opptil 1400 grader Celsius f\u00f8r det blir keramisert.<\/p>\n
SiC kan dopes med bor og aluminium for \u00e5 danne en halvleder av p-typen, mens nitrogen og fosfor kan gj\u00f8re den til en halvleder av n-typen, noe som gir designerne frihet til \u00e5 designe produkter med presise ytelsesegenskaper som tilfredsstiller deres behov.<\/p>\n
Silisiumkarbid har en unik evne til \u00e5 t\u00e5le ekstreme driftstemperaturer og spenninger, noe som har f\u00f8rt til at ettersp\u00f8rselen har skutt i v\u00e6ret innen elektronikkproduksjon. SiCs banebrytende egenskaper, som ofte kalles WBG-halvledere (wide-band gap), revolusjonerer kraftelektronikken ved \u00e5 tilby et alternativ til silisiumteknologier og \u00e5pner for mange innovative bruksomr\u00e5der.<\/p>\n
SiCs bredere b\u00e5ndgap gj\u00f8r det mulig \u00e5 oppn\u00e5 h\u00f8y blokkeringsspenning med lavere P\u00c5-motstand enn tradisjonelle silisiumstr\u00f8mkomponenter, noe som gir fordelen av \u00e5 forbedre effektiviteten, \u00f8ke hastigheten og minimere effekttapet i elektroniske enheter. Kombinasjonen av h\u00f8y motstandsspenning og lavere ON-motstand bidrar til \u00e5 forbedre effektiviteten, \u00f8ke leveringstiden og redusere effekttapet betydelig.<\/p>\n
Silisiumkarbid har blitt stadig mer popul\u00e6rt p\u00e5 grunn av bruken i elbilindustrien. SiCs evne til \u00e5 h\u00e5ndtere h\u00f8ye spenninger og str\u00f8mmer muliggj\u00f8r raskere ladetider, lengre kj\u00f8relengder og mer effektive kraftsystemer - noe som gj\u00f8r at SiC i \u00f8kende grad brukes til batteriladere, innebygde DC-DC-omformere, drivlinjer samt industrielle applikasjoner som klimaanlegg og industriell automasjon.<\/p>\n
SiCs brede b\u00e5ndgap gj\u00f8r det til et ideelt materiale for systemdesign som gir st\u00f8rre energitetthet, raskere drift og lavere totalkostnader. Elkem tilbyr EliteSiC IGBT-er i spenninger fra 650 V til 1200 V med dioder som er spesielt utviklet for \u00e5 gi forbedret koblingsytelse med \u00f8kt p\u00e5litelighet, samtidig som systemst\u00f8rrelsen og -kostnadene reduseres.<\/p>\n
Silisiumkarbid ble f\u00f8rst oppdaget av pennsylvanianeren Edward Acheson og har en rekke unike egenskaper som gj\u00f8r det til et uvurderlig keramisk materiale i industrien. SiC er kjent for sin styrke, termiske stabilitet, skreddersydde elektriske egenskaper og kjemiske inertitet, noe som gj\u00f8r det ideelt for t\u00f8ffe milj\u00f8er der andre materialer ville svikte. SiCs kjemiske inertitet gj\u00f8r det dessuten i stand til \u00e5 t\u00e5le milj\u00f8er som vanligvis ville korrodert andre stoffer.<\/p>\n
SiC er kjent for sin raske varmespredning p\u00e5 grunn av sin utmerkede varmeledningsevne og lave varmeutvidelseskoeffisient, noe som gj\u00f8r det til det perfekte materialet for bruksomr\u00e5der som krever effektiv kj\u00f8ling. SiCs eksepsjonelle hardhet og stivhet gj\u00f8r det dessuten til en f\u00f8rsteklasses kandidat for bruk i prosesser som sliping og vannstr\u00e5leskj\u00e6ring.<\/p>\n
Silisiumkarbid er et ideelt slipemateriale p\u00e5 grunn av sin hardhet, og det brukes i stor utstrekning i produksjonsverkt\u00f8y og -maskiner som slipeskiver, verkt\u00f8yblader og papir- og t\u00f8yprodukter. Silisiumkarbid har dessuten en fin finish som gir st\u00f8rre n\u00f8yaktighet ved kutting av edelstener enn alternative slipematerialer.<\/p>\n
Silisiumkarbid er en viktig bestanddel i h\u00f8ytemperaturstein og andre ildfaste materialer som brukes i metallurgi- og ildfasthetsindustrien, p\u00e5 grunn av sin motstand mot kjemiske reaksjoner, lave termiske ekspansjonshastighet og styrke ved h\u00f8ye temperaturer. Silisiumkarbid har derfor vist seg \u00e5 v\u00e6re et p\u00e5litelig materiale som t\u00e5ler den intense varmen som produseres i smelteovner.<\/p>\n
Silisiumkarbid har ogs\u00e5 mange andre fordelaktige egenskaper. Det er et ekstremt slitesterkt materiale med utmerkede elektriske isolasjonsegenskaper, og det kan til og med endres ved hjelp av doping for \u00e5 endre den elektriske ledningsevnen - noe som gj\u00f8r SiC egnet til bruk i alt fra kraftelektronikk til sensorer.<\/p>\n
Elkem produserer silisiumkarbid i henhold til kundens spesifikasjoner ved sitt toppmoderne anlegg i Liege i Belgia. Elkem Processing Services har fasilitetene som trengs for \u00e5 omdanne r\u00e5 SiC til pulver eller faste gr\u00e5 former som egner seg for ulike bruksomr\u00e5der. Elkem spesialiserer seg p\u00e5 \u00e5 kun kj\u00f8pe inn r\u00e5materialer av topp kvalitet og deretter skreddersy bearbeidingsprosessene til hver enkelt kundes behov, slik at de kan produsere produkter til lavere kostnader med forbedret ytelse.<\/p>\n
Silisiumkarbid har et bredt b\u00e5ndgap som gj\u00f8r at elektroner raskt kan g\u00e5 fra valensb\u00e5ndet til ledningsb\u00e5ndet, noe som gj\u00f8r dette materialet egnet for kraftelektronikk, som m\u00e5 operere under ekstreme temperaturer. Standard halvledere av silisium krever ekstra energi for \u00e5 gjennomf\u00f8re den samme overgangen, noe som gj\u00f8r disse materialene mindre egnet som kraftelektronikkomponenter.<\/p>\n
SiC kan operere ved temperaturer helt opp til 1400 \u00b0C, sammenlignet med silisiums maksimale driftstemperatur p\u00e5 175 \u00b0C, noe som gj\u00f8r det til et utmerket materialvalg for h\u00f8ytemperaturapplikasjoner som fremdrift av elektriske kj\u00f8ret\u00f8y. SiC reduserer behovet for aktive kj\u00f8lesystemer som \u00f8ker vekt, kompleksitet og kostnader, samtidig som effektiviteten \u00f8kes og vektbesparelser oppn\u00e5s.<\/p>\n
Silisiumkarbid skiller seg fra vanlig silisium ved at overflatearealet er mye st\u00f8rre, noe som gj\u00f8r at det kan lede bort varmen mer effektivt og h\u00e5ndtere h\u00f8yere spenninger og str\u00f8mmer uten \u00e5 bli overopphetet. Den \u00f8kte motstandsdyktigheten mot kjemiske angrep gj\u00f8r det dessuten ideelt for h\u00f8ytrykksmilj\u00f8er.<\/p>\n
Silisiumkarbidets eksepsjonelle styrke og varmeledningsevne har potensial til \u00e5 revolusjonere kraftelektronikken ved \u00e5 tilby raskere koblingstider og st\u00f8rre blokkeringsspenning enn tradisjonelle silisiumkomponenter. Penn State etablerte nylig Silicon Carbide Innovation Alliance for \u00e5 fremme dette lovende materialet og fremme \u00f8kosystemet for produksjon.<\/p>\n
Silisiumkarbid er et av de hardeste syntetiske materialene menneskeheten kjenner til, med en Mohs-hardhetsgrad som ligger n\u00e6r diamantens. Det brukes ofte som slipemiddel i slipeskiver og som keramikk i bilbremser og -koblinger samt i skuddsikre vester. Videre spiller silisiumkarbid en viktig rolle i utstyr for fresing og vannstr\u00e5leskj\u00e6ring p\u00e5 grunn av sin holdbarhet og lave slitasje.<\/p>\n
Silisiumkarbidproduksjonen begynner med \u00e5 varme opp r\u00e5materialer som kiselsand og karbon til h\u00f8ye temperaturer i en elektrisk ovn, f\u00f8r de st\u00f8pes eller formes til blokker eller stenger som reagerer med grafitt ved lavere temperaturer for \u00e5 sublimere silisiumkarbidkrystaller gjennom det som er kjent som Lely-metodens digler; eventuelle urenheter som jern kan resultere i svarte krystaller, mens rene pr\u00f8ver vil gi gr\u00f8nne krystaller.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon is widely acknowledged to be a staple of the semiconductor industry, yet another semiconductor material gaining ground quickly is silicon carbide. This newcomer has the potential to extend electric vehicle driving range while optimizing inverter systems while decreasing size and weight. SiC is known for its wide band gap, high electric field breakdown strength …<\/p>\n