Silicijev karbid

Zhen An: vodilni proizvajalec silicijevega karbida na Kitajskem

ZhenAn International Co., Limited. se nahaja v mestu Anyang na Kitajskem in ima več kot 30 let izkušenj in kopičenja tehnologije v metalurški industriji.

Trenutno Zhenan upravlja popolnoma avtomatizirane in inteligentne proizvodne linije za metalurške in kovinske materiale, s stabilno letno proizvodnjo in obsegom prodaje 150.000 metričnih ton.

Naša tovarna pokriva površino približno 30.000 kvadratnih metrov in podpira stabilno in veliko-produkcijo.

Zagotavljanje kakovosti
Naši inšpektorji kakovosti strogo nadzorujejo kakovost vsake povezave, da zagotovijo, da vsaka serija izdelkov ustreza mednarodnim standardom.

Dobra storitev
Zhenan ima odlično in strokovno ekipo, ki vam zagotavlja visoko{0}}kakovostne materiale in storitve za metalurške izdelke.

Prilagajanje
V skladu z zahtevami strank nudimo tudi prilagojene izdelke iz metalurških materialov s posebnimi specifikacijami, oblikami in materiali.

Hitra dostava
Z velikimi proizvodnimi zmogljivostmi zagotavljamo pravočasno dostavo in transport na cilj v prvem času.

Širok nabor aplikacij
Izdelki metalurških materialov ZhenAn se široko uporabljajo pri litju, izdelavi jekla, elektriki, ne{0}}železnih kovinah, petrokemičnih izdelkih, steklu, gradbenih materialih in na drugih področjih ter se izvažajo v več kot 80 držav in regij po svetu.

Dom 12 3 4 5 Na zadnji strani 1/5

Uvedba silicijevega karbida

Silicijev karbid, znan tudi kot SiC, je osnovni polprevodniški material, ki je sestavljen iz čistega silicija in čistega ogljika. SiC lahko dopirate z dušikom ali fosforjem, da tvorite polprevodnik tipa n-, ali pa ga dopirate z berilijem, borom, aluminijem ali galijem, da tvorite polprevodnik tipa ap-. Medtem ko obstajajo številne različice in čistosti silicijevega karbida, se je silicijev karbid kakovosti -za polprevodnike pojavil za uporabo šele v zadnjih nekaj desetletjih.

Lastnosti silicijevega karbida

Robustna kristalna struktura
Silicijev karbid je sestavljen iz lahkih elementov, silicija (Si) in ogljika (C). Njegov osnovni gradnik je kristal štirih ogljikovih atomov, ki tvorijo tetraeder, kovalentno vezan na en sam atom silicija v središču. SiC kaže tudi polimorfizem, saj obstaja v različnih fazah in kristalnih strukturah

Visoka trdota
Silicijev karbid ima Mohsovo trdoto 9, zaradi česar je poleg borovega karbida (9,5) in diamanta (10) najtrši dostopni material. Zaradi te očitne lastnosti je SiC odlična izbira materiala za mehanska tesnila, ležaje in rezalna orodja.

Odpornost na-visoke temperature
Odpornost silicijevega karbida na visoke temperature in toplotne šoke je lastnost, ki omogoča uporabo SiC v proizvodnji ognjevarnih opek in drugih ognjevzdržnih materialov. Razgradnja silicijevega karbida se začne pri 2000 stopinjah

Prevodnost
Če je SiC prečiščen, se obnaša kot električni izolator. Vendar lahko silicijevi karbidi z nadzorovanjem nečistoč pokažejo električne lastnosti polprevodnikov. Na primer, uvedba različnih količin aluminija z dopiranjem bo dala polprevodnik tipa ap-. Običajno ima industrijski -SiC čistost približno 98 do 99,5 %. Pogoste nečistoče so aluminij, železo, kisik in prosti ogljik

Kemijska stabilnost
Silicijev karbid je stabilna in kemično inertna snov z visoko odpornostjo proti koroziji, tudi če je izpostavljen ali kuhan v kislinah (klorovodikova, žveplova ali fluorovodikova kislina) ali bazah (koncentrirani natrijevi hidroksidi). Ugotovljeno je, da reagira v kloru, vendar le pri temperaturi 900 stopinj in več. Silicijev karbid bo začel oksidacijsko reakcijo v zraku, ko bo temperatura približno 850 stopinj, da nastane SiO2

Prednosti silicijevega karbida

Zmogljivost pri višjih temperaturah:SiC lahko deluje pri veliko višjih temperaturah kot silicij, pogosto do 400 stopinj C in potencialno do 800 stopinj C, kar omogoča učinkovitejše elektronske naprave, ki lahko prenesejo ekstremne pogoje brez znatnega poslabšanja delovanja. Ta impresivna zmogljivost je posledica visoke toplotne prevodnosti SiC in nizke intrinzične koncentracije nosilcev naboja. Visoka toplotna prevodnost pomeni, da lahko tranzistor SiC uporablja veliko manjše hladilno telo kot enakovreden silicijev čip ali pa lahko uporablja primerljivo hladilno telo in prenaša veliko več toplote. Nizka koncentracija nosilcev naboja pri sobni temperaturi pomeni, da lahko SiC prenese večjo električno obremenitev, preden se termično sproščeni elektroni dodajo intrinzičnim nosilcem naboja, preplavijo tranzistor in ga zaklenejo v položaju "vklopljeno" (prevodno stanje).

Višja prebojna napetost:SiC ima približno osemkrat večjo prebojno napetost kot silicij (~300 kV/cm v primerjavi z 2400 kV/cm), kar pomeni, da lahko prenese višje napetosti, preden doživi nepredvidljivo prevodno vedenje in potencialno katastrofalno okvaro.

Faktor manjše oblike:Ta prednost izhaja iz višje prebojne napetosti in toplotne prevodnosti SiC glede na silicij. Če sta silicij in tranzistor iz silicijevega karbida zasnovana tako, da zdržita enako prebojno napetost, bi moral biti tradicionalni silicijev tranzistor veliko večji od tranzistorja SiC. Manjši SiC tranzistor bi lahko imel samo 0,25-0,5 % tolikšnega "vklopljenega" upora kot večji silicijev tranzistor. Ta lastnost omogoča načrtovanje učinkovitejših in kompaktnejših močnostnih elektronskih sistemov z nižjimi izgubami moči.

Višje preklopne frekvence:Manjši faktor oblike SiC tranzistorjev in posledično višja preklopna frekvenca omogočata oblikovanje lažjih in cenejših induktorjev in kondenzatorjev za uporabo v pretvorniku moči, kot so tisti, ki se uporabljajo za polnjenje baterij električnih vozil.

Kako je narejen silicijev karbid?

Najenostavnejša metoda izdelave silicijevega karbida vključuje taljenje kremenčevega peska in ogljika, kot je premog, pri visokih temperaturah – do 2500 stopinj Celzija. Temnejše, pogostejše različice silicijevega karbida pogosto vključujejo nečistoče železa in ogljika, vendar so čisti kristali SiC brezbarvni in nastanejo, ko silicijev karbid sublimira pri 2700 stopinjah Celzija. Ko se segrejejo, se ti kristali odložijo na grafit pri nižji temperaturi v postopku, znanem kot metoda Lely.

Metoda Lely

Med tem postopkom se granitni lonček segreje na zelo visoko temperaturo, običajno z indukcijo, da sublimira prah silicijevega karbida. Grafitna palica z nižjo temperaturo visi v plinski mešanici, kar po naravi omogoča, da se čisti silicijev karbid odlaga in tvori kristale.

Kemično naparjanje

Druga možnost je, da proizvajalci gojijo kubični SiC s kemičnim naparjevanjem, ki se običajno uporablja v postopkih sinteze na osnovi ogljika-in v industriji polprevodnikov. Pri tej metodi posebna kemična mešanica plinov vstopi v vakuumsko okolje in se združi, preden se nanese na podlago.
Oba načina proizvodnje rezin iz silicijevega karbida zahtevata ogromno energije, opreme in znanja, da sta uspešna.

Kakšna je uporaba silicijevega karbida?

Silicijev karbid, ki se uporablja v vojaških neprebojnih oklepih
Silicijev karbid se uporablja za izdelavo neprebojnih oklepov. Lastnost te spojine, zaradi katere jo je mogoče uporabiti v ta namen, je njena trdota. Naboji in drugi škodljivi predmeti se bodo morali boriti s trdimi keramičnimi bloki, ki jih tvori silicijev karbid. Krogle ne morejo prebiti keramičnih blokov.

Silicijev karbid, ki se uporablja v polprevodnikih
Silicijev karbid postane polprevodnik, ko mu dodamo dopante. Dodatki, kot sta bor in aluminij, dodani silicijevemu karbidu, postanejo polprevodniki tipa ap-. Po drugi strani pa dodatki, kot sta dušik in fosfor, dodani silicijevemu karbidu, postanejo polprevodniki tipa n-.

Silicijev karbid, ki se uporablja v abrazivih
Silicijev karbid se pogosto uporablja kot abraziv zaradi njegove trdnosti. Uporablja se pri izdelavi brusov, rezalnih orodij in brusnega papirja. Abrazivi iz silicijevega karbida so običajno cenejši od drugih abrazivov podobne kakovosti. Abrazivi se uporabljajo za mletje materialov, kot so jeklo, aluminij, lito železo in guma.

Silicijev karbid, ki se uporablja v električnih vozilih
Silicijev karbid je boljša izbira kot silicij za napajanje električnih vozil. Električna vozila, ki jih poganja silicijev karbid, so zelo učinkovita in stroškovno{1}}ugodna.

Silicijev karbid, ki se uporablja v nakitu
Silicijev karbid, ki je strukturno podoben diamantu, a bolj sijoč, cenejši, trpežnejši in lažji od diamanta, je-zaslužena alternativa diamantu v industriji nakita.

Silicijev karbid, ki se uporablja v gorivu
Poleg drugih uporab se silicijev karbid uporablja kot gorivo. Uporablja se kot gorivo pri proizvodnji jekla in proizvaja čistejše jeklo kot večina drugih goriv. Je tudi cenejše in okolju-prijaznejše gorivo.

Silicijev karbid, ki se uporablja v LED
Prvi sklop svetlečih{0}}diod (LED), ki so bile proizvedene, je uporabljal tehnologijo silicijevega karbida. Uporabljali so ga za izdelavo modrih, rdečih in rumenih LED. LED se uporabljajo v televizorjih, zaslonih in računalnikih.

Certifikati

Pogoste težave s silicijevim karbidom

V: Kakšne so aplikacije SiC v elektronskih napravah?

O: Silicijev karbid je polprevodnik, ki je popolnoma primeren za napajalne aplikacije, predvsem zaradi svoje sposobnosti, da prenese visoke napetosti, do desetkrat višje od tistih, ki se uporabljajo s silicijem. Polprevodniki na osnovi silicijevega karbida nudijo večjo toplotno prevodnost, večjo mobilnost elektronov in manjše izgube moči. SiC diode in tranzistorji lahko delujejo tudi pri višjih frekvencah in temperaturah brez ogrožanja zanesljivosti. Glavne uporabe naprav SiC, kot so Schottky diode in tranzistorji FET/MOSFET, vključujejo pretvornike, inverterje, napajalnike, polnilnike baterij in sisteme za krmiljenje motorjev.

V: Zakaj SiC premaga Si v energetskih aplikacijah?

O: Kljub temu, da je silicij najpogosteje uporabljen polprevodnik v elektroniki, se začenjajo pojavljati nekatere omejitve, zlasti pri-močnejših aplikacijah. Pomemben dejavnik pri teh aplikacijah je pasovna vrzel ali energijska vrzel, ki jo ponuja polprevodnik. Ko je pasovna vrzel velika, je lahko elektronika, ki jo uporablja, manjša, deluje hitreje in zanesljiveje. Prav tako lahko deluje pri višjih temperaturah, napetostih in frekvencah kot drugi polprevodniki. Medtem ko ima silicij pasovni razmik okoli 1,12 eV, ima silicijev karbid skoraj trikrat večjo vrednost okoli 3,26 eV.

V: Katere nečistoče se uporabljajo za dopiranje materiala iz silicijevega karbida?

O: V svoji čisti obliki se silicijev karbid obnaša kot električni izolator. Z nadzorovanim dodajanjem nečistoč ali dopantov se lahko SiC obnaša kot polprevodnik. Polprevodnik tipa AP- lahko dobimo z dopiranjem z aluminijem, borom ali galijem, medtem ko primesi dušika in fosforja povzročijo polprevodnik tipa N-. Silicijev karbid lahko v nekaterih pogojih prevaja elektriko, v drugih pa ne, na podlagi dejavnikov, kot so napetost ali intenzivnost infrardečega sevanja, vidne svetlobe in ultravijoličnih žarkov. Za razliko od drugih materialov je silicijev karbid sposoben nadzorovati območja tipa P- in N-, ki so potrebna za izdelavo naprav v širokem obsegu. Zaradi teh razlogov je SiC material, primeren za električne naprave in lahko premaga omejitve, ki jih ponuja silicij.

V: Kako lahko polprevodniki SiC dosežejo boljše upravljanje toplote kot silicij?

O: Drugi pomemben parameter je toplotna prevodnost, ki je indeks, kako lahko polprevodnik odvaja toploto, ki jo ustvarja. Če polprevodnik ne more učinkovito odvajati toplote, se uvede omejitev največje delovne napetosti in temperature, ki ju lahko naprava prenese. To je še eno področje, kjer je silicijev karbid boljši od silicija: toplotna prevodnost silicijevega karbida je 1490 W/m-K v primerjavi s 150 W/m-K, ki jo ponuja silicij.

V: Katere so surovine za silicijev karbid?

O: Glavni surovini sta SiO2 in C, ki reagirata pri visoki temperaturi. Dodana sta tudi žagovina in sol (včasih), tako da žagovina gori in ustvari pore, kar olajša uhajanje razvitih plinov (pri visoki temperaturi). Žganje poteka približno 40 ur in po ohlajanju se stranske stene odstranijo.

V: Kako dobite silicijev karbid?

O: Običajno se silicijev karbid proizvaja s postopkom Acheson, ki vključuje segrevanje kremenčevega peska in ogljika na visoke temperature v grafitni uporovni peči Acheson. Lahko se oblikuje kot fin prah ali vezana masa, ki jo je treba zdrobiti in zmleti, preden se lahko uporabi kot surovina za prah.

V: Ali je silicijev karbid težko proizvesti?

O: Najenostavnejši postopek za proizvodnjo silicijevega karbida je kombinacija kremenčevega peska in ogljika v Achesonovi grafitni električni uporovni peči pri visoki temperaturi, med 1600 stopinjami (2910 stopinjami F) in 2500 stopinjami (4530 stopinjami F).

V: Katere so ključne uporabe silicijevega karbida?

O: Silicijev karbid je zelo priljubljen abraziv v sodobnem lapidarju zaradi svoje vzdržljivosti in relativno nizke cene materiala. Zato je ključnega pomena za umetniško industrijo. V predelovalni industriji se ta spojina uporablja zaradi svoje trdote v več abrazivnih obdelovalnih postopkih, kot so honanje, brušenje, rezanje z vodnim -curkom in peskanje.

V: Ali je silicijev karbid topen v vodi?

O: Silicijev karbid je netopen v vodi. Vendar pa je topen v staljenih alkalijah (kot sta NaOH in KOH) in tudi v staljenem železu. Silicijev karbid lahko štejemo za organosilicijevo spojino.

V: Ali lahko silicijev karbid prevaja elektriko?

O: Da, vendar pod določenimi pogoji.
Silicijev karbid se v svoji čisti obliki obnaša kot električni izolator. Vendar pa lahko z nadzorovanim dodajanjem nečistoč ali dopirnih sredstev in ker ima SiC potrebno upornost, izrazi lastnosti pol-prevodnosti; z drugimi besedami, kot polprevodnik ne dopušča prostega-toka niti ga popolnoma odbija.

V: Kje dobimo silicijev karbid?

O: Silicijev karbid (SiC) ali karborund je sintetični abraziv, proizveden s fuzijo kremenčevega peska visoke-stopnje in fino mletega ogljika (petrolkoksa) v električni peči pri visoki temperaturi (1600–2500 stopinj).

V: Ali je silicijev karbid močnejši od diamanta?

O: Silicijev karbid je trd s trdoto po Mohsu 9,5, kar je takoj za najtršim diamantom na svetu. Poleg tega ima silicijev karbid odlično toplotno prevodnost. Je neke vrste polprevodnik in se lahko upre oksidaciji pri visoki temperaturi.

V: S čim reagira silicijev karbid?

O: Prah SiC je mogoče zmešati z ogljikom in/ali silicijevim prahom, ga oblikovati v oblike in nato reagirati pri visoki temperaturi, da nastane samo-vezan (Si+C tvori SiC za povezovanje zrn), vezan z nitridom (silicij reagira z N2, da nastane Si3N4) ali silicijev vezan (silikoniziran SiC) silicijev karbid.

V: Katere so različne vrste kristalov SiC?

O: Kristalne strukture SiC so kubične, heksagonalne in romboedrične. Sistem zapisov, uporabljen za SiC, označuje število plasti v zaporedju zlaganja atomov in črko, ki predstavlja kristalno strukturo politipa (C za kubično, H za heksagonalno in R za romboedrično).

V: Kakšna je razlika med alfa in beta silicijevim karbidom?

O: Ti dve obliki silicijevega karbida razlikujeta po mikrokristalni strukturi. Medtem ko ima beta silicijev karbid kubično mikrokristalno strukturo, ima alfa kristalni karbid sferično mikrokristalno strukturo.

Smo profesionalni proizvajalci in dobavitelji silicijevega karbida na Kitajskem, specializirani za zagotavljanje visokokakovostnih storitev po meri. Toplo vas vabimo, da kupite ali kupite na debelo silicijev karbid na zalogi v naši tovarni. Za posvet o ceni nas kontaktirajte.