Karbid křemíku

Zhen An: Přední výrobce karbidu křemíku v Číně

ZhenAn International Co., Limited. se nachází v Anyang City v Číně a má více než 30 let zkušeností a akumulace technologií v metalurgickém průmyslu.

V současné době Zhenan provozuje plně automatické a inteligentní výrobní linky na hutní a kovové materiály se stabilní roční produkcí a objemem prodeje 150 000 metrických tun.

Naše továrna se rozkládá na ploše přibližně 30 000 metrů čtverečních a podporuje stabilní a velko-výrobu.

Zajištění kvality
Naši inspektoři kvality přísně kontrolují kvalitu každého odkazu, aby zajistili, že každá šarže produktů splňuje mezinárodní standardy.

Dobrý servis
Společnost Zhenan má vynikající a profesionální tým, který se věnuje poskytování vysoce{0}}kvalitních materiálů a služeb v oblasti metalurgických produktů.

Přizpůsobení
Dle požadavků zákazníka zajišťujeme i zakázkové výrobky z hutního materiálu se speciálními specifikacemi, tvary a materiály.

Rychlé dodání
S obrovskou výrobní kapacitou zajišťujeme včasné dodání a přepravu na místo určení hned napoprvé.

Široká škála aplikací
Produkty z hutnických materiálů ZhenAn jsou široce používány v odlévání, výrobě oceli, elektřině, neželezných{0}}kovech, petrochemii, skle, stavebních materiálech a dalších oborech a jsou vyváženy do více než 80 zemí a regionů světa.

Domů 12 3 4 5 Poslední stránka 1/5

Zavedení karbidu křemíku

Karbid křemíku, také známý jako SiC, je polovodičový základní materiál, který se skládá z čistého křemíku a čistého uhlíku. SiC můžete dopovat dusíkem nebo fosforem, abyste vytvořili polovodič n-typu, nebo jej dopovat beryliem, borem, hliníkem nebo galliem a vytvořit tak polovodič typu a-. Přestože existuje mnoho druhů a čistot karbidu křemíku, karbid křemíku v polovodičové -kvalitní kvalitě se objevil pro využití teprve v posledních několika desetiletích.

Vlastnosti karbidu křemíku

Robustní krystalová struktura
Karbid křemíku se skládá z lehkých prvků, křemíku (Si) a uhlíku (C). Jeho základním stavebním kamenem je krystal čtyř atomů uhlíku tvořící čtyřstěn, kovalentně vázaný ve středu k jedinému atomu křemíku. SiC také vykazuje polymorfismus, protože existuje v různých fázích a krystalických strukturách

Vysoká tvrdost
Karbid křemíku má Mohsovo hodnocení tvrdosti 9, což z něj dělá nejtvrdší dostupný materiál vedle karbidu boru (9,5) a diamantu (10). Právě tato zjevná vlastnost dělá z SiC vynikající volbu materiálu pro mechanické ucpávky, ložiska a řezné nástroje.

Odolnost proti vysokým-teplotám
Odolnost karbidu křemíku vůči vysokým teplotám a teplotním šokům je vlastnost, která umožňuje použití SiC při výrobě šamotových cihel a jiných žáruvzdorných materiálů. Rozklad karbidu křemíku začíná při 2000 stupních

Vodivost
Pokud je SiC vyčištěn, jeho chování se projevuje chováním elektrického izolantu. Avšak řízením nečistot mohou karbidy křemíku vykazovat elektrické vlastnosti polovodiče. Například přidáním různého množství hliníku dotováním vznikne polovodič typu p-. SiC průmyslové{4}}třídy má typicky čistotu asi 98 až 99,5 %. Běžnými nečistotami jsou hliník, železo, kyslík a volný uhlík

Chemická stabilita
Karbid křemíku je stabilní a chemicky inertní látka s vysokou odolností proti korozi i při vystavení nebo varu v kyselinách (kyselina chlorovodíková, sírová nebo fluorovodíková) nebo zásadách (koncentrované hydroxidy sodné). Bylo zjištěno, že reaguje s chlórem, ale pouze při teplotě 900 stupňů a vyšší. Karbid křemíku spustí oxidační reakci ve vzduchu, když je teplota přibližně 850 stupňů za vzniku SiO2

Výhody karbidu křemíku

Schopnost vyšší teploty:SiC může pracovat při mnohem vyšších teplotách než křemík, často až 400 stupňů C a potenciálně až 800 stupňů C, což umožňuje účinnější elektronická zařízení, která zvládnou extrémní podmínky bez výrazného snížení výkonu. Tato působivá schopnost je způsobena vysokou tepelnou vodivostí SiC a nízkou vlastní koncentrací nosičů náboje. Vysoká tepelná vodivost znamená, že tranzistor SiC může používat mnohem menší chladič než ekvivalentní křemíkový čip nebo může používat srovnatelný chladič a tolerovat mnohem více tepla. Nízká koncentrace nosičů náboje při pokojové teplotě znamená, že SiC může tolerovat větší elektrické zatížení předtím, než se tepelně uvolněné elektrony přidají k vlastním nosičům náboje, zaplaví tranzistor a uzamknou jej v poloze "zapnuto" (vodivý stav).

Vyšší průrazné napětí:SiC má průrazné napětí zhruba osmkrát větší než křemík (~300 kV/cm oproti 2400 kV/cm), což znamená, že vydrží vyšší napětí, než dojde k nepředvídatelnému chování vodivosti a potenciálně katastrofickému selhání.

Menší tvarový faktor:Tato výhoda vyplývá z vyššího průrazného napětí a tepelné vodivosti SiC ve srovnání s křemíkem. Pokud by křemík a tranzistor z karbidu křemíku byly navrženy tak, aby vydržely stejné průrazné napětí, tradiční křemíkový tranzistor by musel být mnohem větší než tranzistor SiC. Menší SiC tranzistor by mohl mít jen o 0,25-0,5 % větší odpor "na" jako větší křemíkový tranzistor. Tato vlastnost umožňuje navrhovat účinnější a kompaktnější systémy výkonové elektroniky s nižšími ztrátami výkonu.

Vyšší spínací frekvence:Menší tvarový faktor SiC tranzistorů a následná vyšší spínací frekvence umožňuje konstrukci lehčích a levnějších induktorů a kondenzátorů pro použití v měniči výkonu, jako jsou ty, které se používají k nabíjení baterií EV.

Jak se vyrábí karbid křemíku?

Nejjednodušší způsob výroby karbidu křemíku zahrnuje tavení křemičitého písku a uhlíku, jako je uhlí, při vysokých teplotách – až 2500 stupňů Celsia. Tmavší, běžnější verze karbidu křemíku často obsahují železné a uhlíkové nečistoty, ale čisté krystaly SiC jsou bezbarvé a tvoří se, když karbid křemíku sublimuje při 2700 stupních Celsia. Po zahřátí se tyto krystaly ukládají na grafit při nižší teplotě v procesu známém jako metoda Lely.

Lelyho metoda

Během tohoto procesu se žulový kelímek zahřeje na velmi vysokou teplotu, obvykle pomocí indukce, aby sublimoval prášek karbidu křemíku. V plynné směsi je suspendována grafitová tyčinka s nižší teplotou, která přirozeně umožňuje usazování čistého karbidu křemíku a vytváření krystalů.

Chemická depozice par

Alternativně výrobci pěstují kubický SiC pomocí chemického napařování, které se běžně používá v procesech syntézy na bázi uhlíku- a používá se v polovodičovém průmyslu. Při této metodě vstupuje specializovaná chemická směs plynů do vakuového prostředí a spojuje se před uložením na substrát.
Oba způsoby výroby plátků z karbidu křemíku vyžadují obrovské množství energie, vybavení a znalostí, aby byly úspěšné.

Jaké jsou použití karbidu křemíku?

Karbid křemíku používaný ve vojenském neprůstřelném brnění
Karbid křemíku se používá k výrobě neprůstřelného pancíře. Vlastností této sloučeniny, která ji předurčuje k použití pro takový účel, je její tvrdost. Kulky a jiné škodlivé předměty se budou muset potýkat s tvrdými keramickými bloky, které tvoří karbid křemíku. Kulky nemohou proniknout keramickými bloky.

Karbid křemíku používaný v polovodičích
Karbid křemíku se stává polovodičem, když jsou k němu přidány příměsi. Dopanty jako bor a hliník přidané do karbidu křemíku z něj dělají polovodič typu a-. Na druhou stranu, příměsi jako dusík a fosfor přidané do karbidu křemíku z něj dělají polovodič typu n-.

Karbid křemíku používaný v brusivech
Karbid křemíku se běžně používá jako brusivo, protože je tvrdý. Používá se při výrobě brusných kotoučů, řezných nástrojů a brusného papíru. Brusiva z karbidu křemíku jsou obvykle levnější než jiná brusiva podobné kvality. Brusivo se používá k broušení materiálů, jako je ocel, hliník, litina a pryž.

Karbid křemíku používaný v elektrických vozidlech
Karbid křemíku je lepší volbou než křemík pro pohon elektrických vozidel. Elektrická vozidla poháněná karbidem křemíku jsou vysoce účinná a nákladově-efektivní.

Karbid křemíku používaný ve šperkařství
Karbid křemíku, který je strukturou podobný diamantu, ale je lesklejší, levnější, odolnější a lehčí než diamant, je -zaslouženou alternativou diamantu v klenotnictví.

Karbid křemíku používaný v palivu
Kromě jiného použití se karbid křemíku používá jako palivo. Používá se jako palivo při výrobě oceli a vyrábí čistší ocel než většina ostatních paliv. Je to také levnější a ekologičtější-palivo.

Karbid křemíku používaný v LED diodách
První sada světelných -diod (LED), která byla vyrobena, využívala technologii karbidu křemíku. Používal se k výrobě modrých, červených a žlutých LED. LED diody se používají v televizorech, zobrazovacích panelech a počítačích.

Certifikace

Běžné problémy karbidu křemíku

Otázka: Jaké jsou aplikace SiC v elektronických zařízeních?

Odpověď: Karbid křemíku je polovodič, který se dokonale hodí pro výkonové aplikace, a to především díky své schopnosti odolat vysokému napětí, až desetkrát vyššímu, než jaké lze použít s křemíkem. Polovodiče na bázi karbidu křemíku nabízejí vyšší tepelnou vodivost, vyšší mobilitu elektronů a nižší energetické ztráty. SiC diody a tranzistory mohou také pracovat při vyšších frekvencích a teplotách, aniž by byla ohrožena spolehlivost. Mezi hlavní aplikace SiC zařízení, jako jsou Schottkyho diody a FET/MOSFET tranzistory, patří konvertory, invertory, napájecí zdroje, nabíječky baterií a systémy řízení motorů.

Otázka: Proč SiC překonává Si v energetických aplikacích?

Odpověď: Přestože je křemík nejrozšířenějším polovodičem v elektronice, začíná vykazovat určitá omezení, zejména v aplikacích s vysokým-výkonem. Relevantním faktorem v těchto aplikacích je bandgap neboli energetická mezera, kterou polovodič nabízí. Když je bandgap vysoký, elektronika, kterou používá, může být menší, běží rychleji a spolehlivěji. Může také pracovat při vyšších teplotách, napětích a frekvencích než jiné polovodiče. Zatímco křemík má bandgap přibližně 1,12 eV, karbid křemíku má téměř třikrát větší hodnotu, přibližně 3,26 eV.

Otázka: Které nečistoty se používají k dopování materiálu karbidu křemíku?

Odpověď: Ve své čisté formě se karbid křemíku chová jako elektrický izolant. S řízeným přidáváním nečistot nebo příměsí se SiC může chovat jako polovodič. Polovodič typu AP- lze získat dotováním hliníku, boru nebo galia, zatímco nečistoty dusíku a fosforu dávají vzniknout polovodiči typu N-. Karbid křemíku má schopnost vést elektřinu za určitých podmínek, ale ne za jiných, na základě faktorů, jako je napětí nebo intenzita infračerveného záření, viditelné světlo a ultrafialové paprsky. Na rozdíl od jiných materiálů je karbid křemíku schopen řídit oblasti typu P-a N{7}}požadované pro výrobu zařízení v širokém rozsahu. Z těchto důvodů je SiC materiálem vhodným pro výkonová zařízení a schopným překonat omezení, která nabízí křemík.

Otázka: Jak mohou polovodiče SiC dosáhnout lepšího tepelného managementu než křemík?

A: Dalším důležitým parametrem je tepelná vodivost, což je ukazatel toho, jak je polovodič schopen odvádět teplo, které vytváří. Pokud polovodič není schopen účinně odvádět teplo, je zavedeno omezení maximálního provozního napětí a teploty, které zařízení vydrží. Toto je další oblast, kde karbid křemíku překonává křemík: tepelná vodivost karbidu křemíku je 1490 W/m-K ve srovnání se 150 W/m-K nabízenými křemíkem.

Otázka: Jaké jsou suroviny pro karbid křemíku?

Odpověď: Hlavními surovinami jsou SiO2 a C, které jsou vyrobeny tak, aby reagovaly při vysoké teplotě. Přidávají se také piliny a sůl (někdy), takže piliny hoří a vytvářejí póry, což usnadňuje únik uvolňovaných plynů (při vysoké teplotě). Výpal se provádí asi 40 hodin a po vychladnutí se odstraní boční stěny.

Otázka: Jak získáte karbid křemíku?

Odpověď: Karbid křemíku se obvykle vyrábí pomocí procesu Acheson, který zahrnuje zahřívání křemičitého písku a uhlíku na vysoké teploty v Achesonově grafitové odporové peci. Může být vytvořen jako jemný prášek nebo spojená hmota, která musí být rozdrcena a mletá, než může být použita jako prášková surovina.

Otázka: Je těžké vyrobit karbid křemíku?

Odpověď: Nejjednodušší proces výroby karbidu křemíku je kombinace křemičitého písku a uhlíku v Achesonově grafitové elektrické odporové peci při vysoké teplotě mezi 1 600 stupni (2 910 stupňů F) a 2 500 stupni (4 530 stupňů F).

Otázka: Jaká jsou klíčová použití karbidu křemíku?

Odpověď: Karbid křemíku je velmi oblíbeným brusivem v moderním lapidáriu díky své odolnosti a relativně nízké ceně materiálu. Pro umělecký průmysl je tedy zásadní. Ve zpracovatelském průmyslu se tato sloučenina používá pro svou tvrdost v několika abrazivních obráběcích procesech, jako je honování, broušení, řezání vodním-paprskem a pískování.

Otázka: Je karbid křemíku rozpustný ve vodě?

A: Karbid křemíku je nerozpustný ve vodě. Je však rozpustný v roztavených alkáliích (jako je NaOH a KOH) a také v roztaveném železe. Karbid křemíku lze považovat za organokřemičitou sloučeninu.

Otázka: Může karbid křemíku vést elektřinu?

A: Ano, ale za určitých podmínek.
Karbid křemíku se ve své čisté formě chová jako elektrický izolant. Avšak s kontrolovaným přidáváním nečistot nebo dopingových činidel a protože SiC má nezbytnou rezistivitu, může vykazovat semi-vodivé vlastnosti; jinými slovy, jako polovodič nepropouští volný-proud, ani jej zcela neodpuzuje.

Otázka: Odkud získáváme karbid křemíku?

Odpověď: Karbid křemíku (SiC) nebo karborundum je syntetické brusivo vyrobené fúzí -kvalitního křemičitého písku a jemně mletého uhlíku (ropný koks) v elektrické peci při vysoké teplotě (1600–2500 stupňů).

Otázka: Je karbid křemíku pevnější než diamant?

Odpověď: Karbid křemíku je tvrdý s Mohsovou tvrdostí 9,5, což je druhé místo za nejtvrdším diamantem na světě. Kromě toho má karbid křemíku vynikající tepelnou vodivost. Je to druh polovodiče a může odolávat oxidaci při vysoké teplotě.

Otázka: S čím reaguje karbid křemíku?

Odpověď: Prášek SiC lze smíchat s uhlíkem a/nebo křemíkovým práškem, zformovat do tvarů a poté nechat reagovat při vysoké teplotě za vzniku karbidu křemíku vázaného samo- (Si+C tvoří SiC pro spojení zrn), nitridově vázaného (křemík reaguje s N2 za vzniku Si3N4) nebo křemíkem vázaného (silikonizovaný SiC).

Otázka: Jaké jsou různé typy krystalů SiC?

A: Krystalové struktury SiC jsou krychlové, šestiúhelníkové a romboedrické. Notační systém používaný pro SiC označuje počet vrstev v atomární posloupnosti a písmeno představující krystalovou strukturu polytypu (C pro kubický, H pro hexagonální a R pro romboedrický).

Otázka: Jaký je rozdíl mezi alfa a beta karbidem křemíku?

Odpověď: To, co odlišuje dvě formy karbidu křemíku, je mikrokrystalická struktura. Zatímco beta karbid křemíku má krychlovou mikrokrystalickou strukturu, alfa krystalický karbid má kulovou mikrokrystalickou strukturu.

Jsme profesionální výrobci a dodavatelé karbidu křemíku v Číně, specializovaní na poskytování vysoce kvalitních přizpůsobených služeb. Srdečně vás vítáme, abyste si zde z naší továrny koupili nebo velkoobchodně koupili hromadný karbid křemíku na skladě. Pro cenovou konzultaci nás kontaktujte.