Siliciumcarbid

Zhen An: Førende siliciumcarbidfremstilling i Kina

ZhenAn International Co., Limited. er beliggende i Anyang City, Kina, og har mere end 30 års erfaring og teknologiakkumulering i den metallurgiske industri.

I øjeblikket driver Zhenan fuldautomatiske og intelligente produktionslinjer til metallurgiske og metalmaterialer med en stabil årlig produktion og salgsvolumen på 150.000 tons.

Vores fabrik dækker et areal på cirka 30.000 kvadratmeter, hvilket understøtter stabil og stor-produktion.

Kvalitetssikring
Vores kvalitetsinspektører kontrollerer strengt kvaliteten af hvert link for at sikre, at hvert parti af produkter opfylder internationale standarder.

God Service
Zhenan har et fremragende og professionelt team, der er dedikeret til at give dig metallurgiske produkter og tjenester af høj-kvalitet.

Tilpasning
I henhold til kundernes krav leverer vi også tilpassede metallurgiske materialeprodukter med specielle specifikationer, former og materialer.

Hurtig levering
Med enorm produktionskapacitet sikrer vi i tide levering og transport til destinationen i den første tid.

Bredt udvalg af applikationer
ZhenAn metallurgiske materialeprodukter er meget udbredt inden for støbning, stålfremstilling, elektricitet, ikke-jernholdige metaller, petrokemikalier, glas, byggematerialer og andre områder og eksporteres til mere end 80 lande og regioner i verden.

Hjem 12 3 4 5 Den sidste side 1/5

Introduktion af siliciumcarbid

Siliciumcarbid, også kendt som SiC, er et halvlederbasismateriale, der består af rent silicium og rent kulstof. Du kan dope SiC med nitrogen eller fosfor for at danne en halvleder af n-type eller dope den med beryllium, bor, aluminium eller gallium for at danne en halvleder af ap-type. Mens der findes mange varianter og renheder af siliciumcarbid, er siliciumcarbid af halvlederkvalitet-kvalitet først dukket op til brug i de sidste par årtier.

Siliciumcarbids egenskaber

Robust krystalstruktur
Siliciumcarbid er sammensat af lette grundstoffer, silicium (Si) og kulstof (C). Dens grundlæggende byggesten er en krystal af fire kulstofatomer, der danner et tetraeder, kovalent bundet til et enkelt siliciumatom i midten. SiC udviser også polymorfi, da den eksisterer i forskellige faser og krystallinske strukturer

Høj hårdhed
Siliciumcarbid har en Mohs hårdhedsgrad på 9, hvilket gør det til det hårdeste tilgængelige materiale ved siden af borcarbid (9,5) og diamant (10). Det er denne tilsyneladende egenskab, der gør SiC til et fremragende materialevalg til mekaniske tætninger, lejer og skærende værktøjer.

Høj-temperaturmodstand
Siliciumcarbids modstandsdygtighed over for høje temperaturer og termiske chok er den egenskab, der gør det muligt at bruge SiC til fremstilling af brandsten og andre ildfaste materialer. Nedbrydningen af siliciumcarbid starter ved 2000 grader

Ledningsevne
Hvis SiC renses, viser dens adfærd en elektrisk isolator. Men ved at regulere urenheder kan siliciumcarbider udvise de elektriske egenskaber af en halvleder. For eksempel vil indføring af varierende mængder aluminium ved doping give en halvleder af ap-type. Typisk har en SiC af industriel-kvalitet en renhed på omkring 98 til 99,5 %. Almindelige urenheder er aluminium, jern, oxygen og frit kulstof

Kemisk stabilitet
Siliciumcarbid er et stabilt og kemisk inert stof med høj korrosionsbestandighed, selv når det udsættes for eller koges i syrer (salt-, svovl- eller flussyre) eller baser (koncentrerede natriumhydroxider). Det viser sig at reagere i klor, men kun ved en temperatur på 900 grader og derover. Siliciumcarbid vil starte en oxidationsreaktion i luften, når temperaturen er på cirka 850 grader for at danne SiO2

Fordelene ved siliciumcarbid

Højere temperaturkapacitet:SiC kan fungere ved meget højere temperaturer end silicium, ofte op til 400 grader C og potentielt op til 800 grader C, hvilket giver mulighed for mere effektive elektroniske enheder, der kan håndtere ekstreme forhold uden væsentlig forringelse af ydeevnen. Denne imponerende evne skyldes SiC's høje termiske ledningsevne og den lave indre koncentration af ladningsbærere. Høj varmeledningsevne betyder, at en SiC-transistor kan bruge en meget mindre heatsink end en tilsvarende siliciumchip eller kan bruge en sammenlignelig heatsink og tåle meget mere varme. Lav koncentration af ladningsbærere ved stuetemperatur betyder, at SiC kan tolerere større elektrisk belastning, før termisk frigjorte elektroner tilføjer de iboende ladningsbærere, oversvømmer transistoren og låser den i "on" position (ledende tilstand).

Højere nedbrydningsspænding:SiC har en gennembrudsspænding, der er omtrent otte gange større end siliciums (~300 kV/cm versus 2400 kV/cm), hvilket betyder, at den kan modstå højere spændinger, før den oplever uforudsigelig ledningsadfærd og potentielt katastrofalt svigt.

Mindre formfaktor:Denne fordel følger af den højere gennembrudsspænding og termiske ledningsevne af SiC i forhold til silicium. Hvis en silicium- og en siliciumcarbidtransistor hver var designet til at modstå op til den samme gennembrudsspænding, skulle den traditionelle siliciumtransistor være meget større end SiC-transistoren. Den mindre SiC-transistor kunne have så lidt som 0,25-0,5% så meget "on"-modstand som den større siliciumtransistor. Denne egenskab muliggør design af mere effektive og kompakte effektelektroniksystemer med lavere effekttab.

Højere koblingsfrekvenser:Den mindre formfaktor for SiC-transistorer og den deraf følgende højere koblingsfrekvens muliggør design af lettere og billigere induktorer og kondensatorer til brug i en strømkonverter som dem, der bruges til at oplade EV-batterier.

Hvordan fremstilles siliciumcarbid?

Den enkleste metode til fremstilling af siliciumcarbid involverer smeltning af silicasand og kulstof, såsom kul, ved høje temperaturer - op til 2500 grader Celsius. Mørkere, mere almindelige versioner af siliciumcarbid inkluderer ofte jern- og kulstofurenheder, men rene SiC-krystaller er farveløse og dannes, når siliciumcarbid sublimerer ved 2700 grader Celsius. Når de er opvarmet, aflejres disse krystaller på grafit ved en køligere temperatur i en proces kendt som Lely-metoden.

Lely metode

Under denne proces opvarmes en granitdigel til en meget høj temperatur, normalt ved induktion, for at sublimere siliciumcarbidpulver. En grafitstav med lavere temperatur suspenderer i den gasformige blanding, hvilket i sagens natur tillader det rene siliciumcarbid at afsætte og danne krystaller.

Kemisk dampaflejring

Alternativt dyrker producenterne kubisk SiC ved hjælp af kemisk dampaflejring, som er almindeligt anvendt i kulstof-baserede synteseprocesser og bruges i halvlederindustrien. I denne metode kommer en specialiseret kemisk blanding af gasser ind i et vakuummiljø og kombineres før aflejring på et substrat.
Begge metoder til fremstilling af siliciumcarbidwafer kræver enorme mængder energi, udstyr og viden for at være en succes.

Hvad er anvendelsen af siliciumcarbid?

Siliciumcarbid brugt i militær skudsikker rustning
Siliciumcarbid bruges til fremstilling af skudsikker rustning. Egenskaben ved denne forbindelse, der gør, at den kan anvendes til et sådant formål, er dens hårdhed. Kugler og andre skadelige genstande skal kæmpe med de hårde keramiske blokke, som siliciumcarbid danner. Kugler kan ikke trænge igennem de keramiske blokke.

Siliciumcarbid, der bruges i halvledere
Siliciumcarbid bliver en halvleder, når der tilsættes dopingstoffer. Doteringsmidler som bor og aluminium tilsat siliciumcarbid gør det til en halvleder af ap-typen. På den anden side gør dopingmidler som nitrogen og fosfor tilsat siliciumcarbid det til en n--type halvleder.

Siliciumcarbid brugt i slibemidler
Siliciumcarbid bruges almindeligvis som slibemiddel på grund af hvor hårdt det er. Det bruges til fremstilling af slibeskiver, skæreværktøjer og sandpapir. Siliciumcarbid slibemidler er normalt billigere end andre slibemidler af tilsvarende kvalitet. Slibemidlerne bruges til at slibe materialer som stål, aluminium, støbejern og gummi.

Siliciumcarbid brugt i elektriske køretøjer
Siliciumcarbid er et bedre valg frem for silicium til at drive elektriske køretøjer. Elektriske køretøjer drevet af siliciumcarbid er yderst effektive og omkostningseffektive-.

Siliciumcarbid brugt i smykker
Strukturelt ligner diamant, men alligevel mere skinnende, billigere, mere holdbart og lettere end diamant, er siliciumcarbid et vel-fortjent alternativ til diamant i smykkeindustrien.

Siliciumcarbid brugt i brændstof
Ud over dets andre anvendelser anvendes siliciumcarbid som brændstof. Det bruges som brændstof i stålfremstilling og producerer renere stål end de fleste andre brændstoffer. Det er også et billigere og mere miljøvenligt-brændstof.

Siliciumcarbid Anvendes i LED'er
Det første sæt lysemitterende-dioder (LED'er), der blev produceret, brugte siliciumcarbidteknologi. Det blev brugt til at fremstille blå, røde og gule lysdioder. LED'er bruges i fjernsyn, display boards og computere.

Certificeringer

Almindelige problemer med siliciumcarbid

Q: Hvilken anvendelse har SiC i elektroniske enheder?

A: Siliciumcarbid er en halvleder, der er perfekt egnet til strømapplikationer, først og fremmest takket være dens evne til at modstå høje spændinger, op til ti gange højere end dem, der kan bruges med silicium. Halvledere baseret på siliciumcarbid tilbyder højere termisk ledningsevne, højere elektronmobilitet og lavere effekttab. SiC dioder og transistorer kan også fungere ved højere frekvenser og temperaturer uden at gå på kompromis med pålideligheden. De vigtigste anvendelser af SiC-enheder, såsom Schottky-dioder og FET/MOSFET-transistorer, omfatter konvertere, invertere, strømforsyninger, batteriopladere og motorstyringssystemer.

Spørgsmål: Hvorfor overvinder SiC Si i kraftapplikationer?

A: På trods af at det er den mest udbredte halvleder inden for elektronik, begynder silicium at vise nogle begrænsninger, især i høj-effektapplikationer. En relevant faktor i disse applikationer er båndgabet eller energigabet, der tilbydes af halvlederen. Når båndgabet er højt, kan den elektronik, den bruger, være mindre, køre hurtigere og mere pålideligt. Den kan også fungere ved højere temperaturer, spændinger og frekvenser end andre halvledere. Mens silicium har et båndgab på omkring 1,12 eV, har siliciumcarbid en næsten tre gange større værdi på omkring 3,26 eV.

Q: Hvilke urenheder bruges til at dope siliciumcarbidmateriale?

A: I sin rene form opfører siliciumcarbid sig som en elektrisk isolator. Med kontrolleret tilsætning af urenheder eller dopingmidler kan SiC opføre sig som en halvleder. Halvleder af AP---typen kan opnås ved at dope den med aluminium, bor eller gallium, mens urenheder af nitrogen og fosfor giver anledning til en halvleder af N--typen. Siliciumcarbid har evnen til at lede elektricitet under nogle forhold, men ikke under andre, baseret på faktorer som spændingen eller intensiteten af infrarød stråling, synligt lys og ultraviolette stråler. I modsætning til andre materialer er siliciumcarbid i stand til at kontrollere P-type- og N-type-områderne, der kræves til enhedsfremstilling over store områder. Af disse grunde er SiC et materiale, der er velegnet til strømforsyninger og i stand til at overvinde de begrænsninger, som silicium tilbyder.

Q: Hvordan kan SiC-halvledere opnå bedre termisk styring end silicium?

A: En anden vigtig parameter er den termiske ledningsevne, som er et indeks for, hvordan halvlederen er i stand til at sprede den varme, den genererer. Hvis en halvleder ikke er i stand til at aflede varme effektivt, indføres en begrænsning på den maksimale driftsspænding og temperatur, som enheden kan modstå. Dette er et andet område, hvor siliciumcarbid overgår silicium: Siliciumcarbids termiske ledningsevne er 1490 W/m-K sammenlignet med de 150 W/m-K, som silicium tilbyder.

Q: Hvad er råmaterialerne til siliciumcarbid?

A: De vigtigste råmaterialer er SiO2 og C, som er lavet til at reagere ved høj temperatur. Savsmuld og salt (nogle gange) tilsættes også, så savsmuld brænder og giver porer, hvilket letter udslip af udviklede gasser (ved høj temperatur). Brænding sker i ca. 40 timer og efter afkøling fjernes sidevæggene.

Q: Hvordan får du siliciumcarbid?

A: Siliciumcarbid fremstilles typisk ved hjælp af Acheson-processen, som involverer opvarmning af silicasand og kulstof til høje temperaturer i en Acheson-grafitmodstandsovn. Det kan dannes som et fint pulver eller en bundet masse, der skal knuses og formales, før det kan bruges som pulverråmateriale.

Q: Er siliciumcarbid svært at producere?

A: Den enkleste proces til fremstilling af siliciumcarbid er at kombinere silicasand og kulstof i en Acheson grafit elektrisk modstandsovn ved en høj temperatur, mellem 1.600 grader (2.910 grader F) og 2.500 grader (4.530 grader F).

Q: Hvad er de vigtigste anvendelser af siliciumcarbid?

A: Siliciumcarbid er et meget populært slibemiddel i moderne lapidary på grund af dets holdbarhed og de relativt lave omkostninger ved materialet. Det er derfor afgørende for kunstindustrien. I fremstillingsindustrien bruges denne forbindelse på grund af sin hårdhed i adskillige slibende bearbejdningsprocesser såsom honing, slibning, vand-stråleskæring og sandblæsning.

Q: Er siliciumcarbid opløseligt i vand?

A: Siliciumcarbid er uopløseligt i vand. Det er dog opløseligt i smeltede alkalier (såsom NaOH og KOH) og også smeltet jern. Siliciumcarbid kan betragtes som en organisk siliciumforbindelse.

Q: Kan siliciumcarbid lede elektricitet?

A: Ja, men under visse betingelser.
Siliciumcarbid opfører sig i sin rene form som en elektrisk isolator. Men med kontrolleret tilsætning af urenheder eller dopingmidler, og fordi SiC har den nødvendige resistivitet, kan det udtrykke halvledningsegenskaber; med andre ord, som en halvleder tillader den hverken en fri-strøm eller afviser den fuldstændigt.

Q: Hvor får vi siliciumcarbid fra?

A: Siliciumcarbid (SiC) eller carborundum er et syntetisk slibemiddel fremstillet ved sammensmeltning af-silicasand af høj kvalitet og fint formalet kulstof (råoliekoks) i en elektrisk ovn ved høj temperatur (1600-2500 grader).

Q: Er siliciumcarbid stærkere end diamant?

A: Siliciumcarbid er hårdt med en Mohs-hårdhed på 9,5, hvilket er næstbedst efter verdens hårdeste diamant. Derudover har siliciumcarbid fremragende varmeledningsevne. Det er en slags halvleder og kan modstå oxidation ved høj temperatur.

Q: Hvad reagerer siliciumcarbid med?

A: SiC-pulveret kan blandes med kulstof og/eller siliciumpulver, formes til former og derefter reagere ved høj temperatur for at danne selv-bundet (Si+C danner SiC for at binde korn), nitridbundet (silicium reageret med N2 for at danne Si3N4) eller siliciumbundet (siliconiseret carbide).

Q: Hvad er de forskellige typer SiC-krystaller?

A: Krystalstrukturerne af SiC er kubiske, sekskantede og romboedriske. Notationssystemet, der bruges til SiC, angiver antallet af lag i den atomare stablingssekvens og et bogstav, der repræsenterer polytypens krystalstruktur (C for kubisk, H for sekskantet og R for rhombohedral).

Q: Hvad er forskellen mellem alfa- og beta-siliciumcarbid?

A: Det, der adskiller de to former for siliciumcarbid, er den mikrokrystallinske struktur. Mens beta-siliciumcarbid har en kubisk mikrokrystallinsk struktur, har alfakrystallinsk carbid en sfærisk mikrokrystallinsk struktur.

Vi er professionelle producenter og leverandører af siliciumcarbid i Kina, specialiseret i at levere tilpasset service af høj kvalitet. Vi byder dig hjertelig velkommen til at købe eller engros bulk siliciumcarbid på lager her fra vores fabrik. Kontakt os for priskonsultation.