Silisiumkarbid

Zhen An: Ledende silisiumkarbidproduksjon i Kina

ZhenAn International Co., Limited. er lokalisert i Anyang City, Kina, og har mer enn 30 års erfaring og teknologiakkumulering i metallurgisk industri.

For tiden driver Zhenan helautomatiske og intelligente produksjonslinjer for metallurgiske og metallmaterialer, med en stabil årlig produksjon og salgsvolum på 150 000 tonn.

Fabrikken vår dekker et område på omtrent 30 000 kvadratmeter, og støtter stabil og stor-produksjon.

Kvalitetssikring
Våre kvalitetsinspektører kontrollerer strengt kvaliteten på hver kobling for å sikre at hvert parti med produkter oppfyller internasjonale standarder.

God Service
Zhenan har et utmerket og profesjonelt team som er dedikert til å gi deg metallurgiske produkter og tjenester av høy-kvalitet.

Tilpasning
I henhold til kundens krav tilbyr vi også skreddersydde metallurgiske materialprodukter med spesielle spesifikasjoner, former og materialer.

Rask levering
Med enorm produksjonskapasitet sikrer vi i tide levering og transport til destinasjonen den første tiden.

Bredt spekter av applikasjoner
ZhenAn metallurgiske materialer er mye brukt innen støping, stålproduksjon, elektrisitet, ikke-jernholdige metaller, petrokjemikalier, glass, byggematerialer og andre områder, og eksporteres til mer enn 80 land og regioner i verden.

Hjem 12 3 4 Siste side 1/4

Introduksjon av silisiumkarbid

Silisiumkarbid, også kjent som SiC, er et halvlederbasemateriale som består av rent silisium og rent karbon. Du kan dope SiC med nitrogen eller fosfor for å danne en halvleder av n-type eller dope den med beryllium, bor, aluminium eller gallium for å danne en halvleder av ap-type. Selv om det finnes mange varianter og renheter av silisiumkarbid, har silisiumkarbid av halvlederkvalitet-kvalitet først dukket opp for bruk i løpet av de siste tiårene.

Egenskaper til silisiumkarbid

Robust krystallstruktur
Silisiumkarbid er sammensatt av lette elementer, silisium (Si) og karbon (C). Dens grunnleggende byggestein er en krystall av fire karbonatomer som danner et tetraeder, kovalent bundet til et enkelt silisiumatom i sentrum. SiC viser også polymorfisme ettersom den eksisterer i forskjellige faser og krystallinske strukturer

Høy hardhet
Silisiumkarbid har en Mohs hardhetsgrad på 9, noe som gjør det til det hardeste tilgjengelige materialet ved siden av borkarbid (9,5) og diamant (10). Det er denne tilsynelatende egenskapen som gjør SiC til et utmerket materialvalg for mekaniske tetninger, lagre og skjæreverktøy.

Høy-temperaturmotstand
Silisiumkarbids motstand mot høye temperaturer og termisk sjokk er egenskapen som gjør at SiC kan brukes i produksjon av brannmurstein og andre ildfaste materialer. Nedbrytingen av silisiumkarbid starter ved 2000 grader

Konduktivitet
Hvis SiC renses, manifesterer dens oppførsel som en elektrisk isolator. Ved å regulere urenheter kan imidlertid silisiumkarbider vise de elektriske egenskapene til en halvleder. For eksempel vil introduksjon av varierende mengder aluminium ved doping gi ap--type halvleder. Vanligvis har en SiC av industriell-kvalitet en renhet på omtrent 98 til 99,5 %. Vanlige urenheter er aluminium, jern, oksygen og fritt karbon

Kjemisk stabilitet
Silisiumkarbid er et stabilt og kjemisk inert stoff med høy korrosjonsbestandighet selv når det eksponeres eller kokes i syrer (salt-, svovel- eller flussyre) eller baser (konsentrerte natriumhydroksider). Det er funnet å reagere i klor, men bare ved en temperatur på 900 grader og over. Silisiumkarbid vil starte en oksidasjonsreaksjon i luften når temperaturen er på omtrent 850 grader for å danne SiO2

Fordelene med silisiumkarbid

Høyere temperaturkapasitet:SiC kan operere ved mye høyere temperaturer enn silisium, ofte opp til 400 grader C og potensielt opp til 800 grader C, noe som gir mer effektive elektroniske enheter som kan håndtere ekstreme forhold uten betydelig ytelsesforringelse. Denne imponerende evnen skyldes den høye termiske ledningsevnen til SiC og den lave egenkonsentrasjonen av ladningsbærere. Høy varmeledningsevne betyr at en SiC-transistor kan bruke en mye mindre kjøleribbe enn en tilsvarende silisiumbrikke eller kan bruke en sammenlignbar kjøleribbe og tåle mye mer varme. Lav konsentrasjon av ladningsbærere ved romtemperatur betyr at SiC kan tolerere større elektrisk belastning før termisk frigjorte elektroner legger til de indre ladningsbærerne, oversvømmer transistoren og låser den i "på"-posisjon (ledende tilstand).

Høyere sammenbruddsspenning:SiC har en nedbrytningsspenning som er omtrent åtte ganger høyere enn for silisium (~300 kV/cm versus 2400 kV/cm), noe som betyr at den tåler høyere spenninger før den opplever uforutsigbar ledningsatferd og potensielt katastrofal svikt.

Mindre formfaktor:Denne fordelen følger av den høyere nedbrytningsspenningen og varmeledningsevnen til SiC i forhold til silisium. Hvis en silisium- og en silisiumkarbidtransistor hver ble designet for å tåle opp til samme sammenbruddsspenning, ville den tradisjonelle silisiumtransistoren måtte være mye større enn SiC-transistoren. Den mindre SiC-transistoren kan ha så lite som 0,25-0,5 % så mye "på"-motstand som den større silisiumtransistoren. Denne egenskapen muliggjør design av mer effektive og kompakte kraftelektroniske systemer med lavere effekttap.

Høyere byttefrekvenser:Den mindre formfaktoren til SiC-transistorer og den påfølgende høyere svitsjefrekvensen muliggjør utformingen av lettere og rimeligere induktorer og kondensatorer for bruk i en strømomformer som de som brukes til å lade EV-batterier.

Hvordan lages silisiumkarbid?

Den enkleste produksjonsmetoden for silisiumkarbid involverer smelting av silisiumsand og karbon, for eksempel kull, ved høye temperaturer - opptil 2500 grader Celsius. Mørkere, mer vanlige versjoner av silisiumkarbid inkluderer ofte jern- og karbonurenheter, men rene SiC-krystaller er fargeløse og dannes når silisiumkarbid sublimerer ved 2700 grader Celsius. Når de er oppvarmet, avsettes disse krystallene på grafitt ved en kjøligere temperatur i en prosess kjent som Lely-metoden.

Lely-metoden

Under denne prosessen varmes en granittdigel opp til en veldig høy temperatur, vanligvis ved induksjon, for å sublimere silisiumkarbidpulver. En grafittstav med lavere temperatur suspenderer i gassblandingen, som iboende lar det rene silisiumkarbidet avsettes og danne krystaller.

Kjemisk dampavsetning

Alternativt dyrker produsenter kubisk SiC ved hjelp av kjemisk dampavsetning, som vanligvis brukes i karbon-baserte synteseprosesser og brukes i halvlederindustrien. I denne metoden går en spesialisert kjemisk blanding av gasser inn i et vakuummiljø og kombineres før det avsettes på et underlag.
Begge metodene for produksjon av silisiumkarbidwafer krever enorme mengder energi, utstyr og kunnskap for å lykkes.

Hva er bruken av silisiumkarbid?

Silisiumkarbid brukt i militær skuddsikker rustning
Silisiumkarbid brukes til å produsere skuddsikker rustning. Egenskapen til denne forbindelsen som gjør at den kan brukes til et slikt formål, er dens hardhet. Kuler og andre skadelige gjenstander vil måtte kjempe med de harde keramiske blokkene som silisiumkarbid danner. Kuler kan ikke trenge gjennom de keramiske blokkene.

Silisiumkarbid som brukes i halvledere
Silisiumkarbid blir en halvleder når dopingstoffer tilsettes den. Dopingmidler som bor og aluminium tilsatt silisiumkarbid gjør at det blir en halvleder av typen ap-. På den annen side gjør dopingmidler som nitrogen og fosfor tilsatt silisiumkarbid at det blir en n--type halvleder.

Silisiumkarbid som brukes i slipemidler
Silisiumkarbid brukes ofte som et slipemiddel på grunn av hvor hardt det er. Det brukes til fremstilling av slipeskiver, skjæreverktøy og sandpapir. Silisiumkarbidslipemidler er vanligvis billigere enn andre slipemidler av tilsvarende kvalitet. Slipemidlene brukes til å slipe materialer som stål, aluminium, støpejern og gummi.

Silisiumkarbid brukt i elektriske kjøretøy
Silisiumkarbid er et bedre valg fremfor silisium for å drive elektriske kjøretøy. Elektriske kjøretøy drevet av silisiumkarbid er svært effektive og kostnadseffektive-.

Silisiumkarbid brukt i smykker
Strukturelt lik diamant, men likevel mer skinnende, billigere, mer holdbar og lettere enn diamant, er silisiumkarbid et vel-fortjent alternativ til diamant i smykkeindustrien.

Silisiumkarbid brukt i drivstoff
I tillegg til andre bruksområder, brukes silisiumkarbid som drivstoff. Det brukes som drivstoff i stålproduksjon og produserer renere stål enn de fleste andre drivstoff. Det er også et billigere og mer miljøvennlig-drivstoff.

Silisiumkarbid brukes i lysdioder
Det første settet med-lysemitterende dioder (LED) som ble produsert, brukte silisiumkarbidteknologi. Den ble brukt til å produsere blå, røde og gule lysdioder. LED-er brukes i TV-er, skjermkort og datamaskiner.

Sertifiseringer

Vanlige problemer med silisiumkarbid

Spørsmål: Hvilke anvendelser har SiC i elektroniske enheter?

A: Silisiumkarbid er en halvleder som er perfekt egnet for kraftapplikasjoner, fremfor alt takket være dens evne til å tåle høye spenninger, opptil ti ganger høyere enn de som kan brukes med silisium. Halvledere basert på silisiumkarbid gir høyere termisk ledningsevne, høyere elektronmobilitet og lavere effekttap. SiC dioder og transistorer kan også operere ved høyere frekvenser og temperaturer uten at det går på bekostning av påliteligheten. Hovedapplikasjonene til SiC-enheter, som Schottky-dioder og FET/MOSFET-transistorer, inkluderer omformere, invertere, strømforsyninger, batteriladere og motorkontrollsystemer.

Spørsmål: Hvorfor overvinner SiC Si i kraftapplikasjoner?

A: Til tross for at silisium er den mest brukte halvlederen innen elektronikk, begynner silisium å vise noen begrensninger, spesielt i applikasjoner med høy-effekt. En relevant faktor i disse applikasjonene er båndgapet, eller energigapet, som tilbys av halvlederen. Når båndgapet er høyt, kan elektronikken den bruker være mindre, løpe raskere og mer pålitelig. Den kan også operere ved høyere temperaturer, spenninger og frekvenser enn andre halvledere. Mens silisium har et båndgap på rundt 1,12 eV, har silisiumkarbid en nesten tre ganger større verdi på rundt 3,26 eV.

Spørsmål: Hvilke urenheter brukes til å dope silisiumkarbidmateriale?

A: I sin rene form oppfører silisiumkarbid seg som en elektrisk isolator. Med kontrollert tilsetning av urenheter eller dopingmidler kan SiC oppføre seg som en halvleder. Halvleder av AP-type kan oppnås ved å dope den med aluminium, bor eller gallium, mens urenheter av nitrogen og fosfor gir opphav til en halvleder av N-type. Silisiumkarbid har evnen til å lede elektrisitet under noen forhold, men ikke under andre, basert på faktorer som spenningen eller intensiteten til infrarød stråling, synlig lys og ultrafiolette stråler. I motsetning til andre materialer, er silisiumkarbid i stand til å kontrollere områdene av P-type og N-type som kreves for enhetsfremstilling over store områder. Av disse grunner er SiC et materiale som er egnet for strømenheter og i stand til å overvinne begrensningene som tilbys av silisium.

Spørsmål: Hvordan kan SiC-halvledere oppnå bedre termisk styring enn silisium?

A: En annen viktig parameter er den termiske ledningsevnen, som er en indeks på hvordan halvlederen er i stand til å spre varmen den genererer. Hvis en halvleder ikke er i stand til å spre varme effektivt, innføres en begrensning på maksimal driftsspenning og temperatur som enheten tåler. Dette er et annet område hvor silisiumkarbid overgår silisium: den termiske ledningsevnen til silisiumkarbid er 1490 W/m-K, sammenlignet med 150 W/m-K som tilbys av silisium.

Spørsmål: Hva er råvarene for silisiumkarbid?

A: De viktigste råvarene er SiO2 og C som er laget for å reagere ved høy temperatur. Sagstøv og salt (noen ganger) tilsettes også, slik at sagstøvet brenner og gir porer, noe som gjør det lettere å unnslippe utviklede gasser (ved høy temperatur). Fyring gjøres i ca 40 timer og etter avkjøling fjernes sideveggene.

Spørsmål: Hvordan får du silisiumkarbid?

A: Silisiumkarbid produseres vanligvis ved hjelp av Acheson-prosessen som involverer oppvarming av silikasand og karbon til høye temperaturer i en Acheson-grafittmotstandsovn. Det kan dannes som et fint pulver eller en bundet masse som må knuses og males før den kan brukes som pulverråstoff.

Spørsmål: Er silisiumkarbid vanskelig å produsere?

A: Den enkleste prosessen for å produsere silisiumkarbid er å kombinere silisiumsand og karbon i en Acheson grafitt elektrisk motstandsovn ved høy temperatur, mellom 1600 grader (2910 grader F) og 2500 grader (4530 grader F).

Spørsmål: Hva er de viktigste bruksområdene for silisiumkarbid?

A: Silisiumkarbid er et veldig populært slipemiddel i moderne lapidær på grunn av dets holdbarhet og de relativt lave kostnadene for materialet. Det er derfor avgjørende for kunstindustrien. I produksjonsindustrien brukes denne blandingen på grunn av sin hardhet i flere slipende maskineringsprosesser som honing, sliping, vann-stråleskjæring og sandblåsing.

Spørsmål: Er silisiumkarbid løselig i vann?

A: Silisiumkarbid er uløselig i vann. Imidlertid er det løselig i smeltede alkalier (som NaOH og KOH) og også smeltet jern. Silisiumkarbid kan betraktes som en organisk silisiumforbindelse.

Spørsmål: Kan silisiumkarbid lede strøm?

A: Ja, men under visse betingelser.
Silisiumkarbid, i sin rene form, oppfører seg som en elektrisk isolator. Men med kontrollert tilsetning av urenheter eller dopingmidler, og fordi SiC har den nødvendige resistiviteten, kan det uttrykke halvledningsegenskaper; med andre ord, som en halvleder tillater den verken en fritt-strøm eller frastøter den fullstendig.

Spørsmål: Hvor får vi silisiumkarbid fra?

A: Silisiumkarbid (SiC) eller karborundum er et syntetisk slipemiddel produsert gjennom sammensmelting av høy-silikasand og finmalt karbon (petroleumskoks) i en elektrisk ovn ved høy temperatur (1600–2500 grader).

Spørsmål: Er silisiumkarbid sterkere enn diamant?

A: Silisiumkarbid er hardt med en Mohs-hardhet på 9,5, som er nest etter verdens hardeste diamant. I tillegg har silisiumkarbid utmerket varmeledningsevne. Det er en slags halvleder og kan motstå oksidasjon ved høy temperatur.

Spørsmål: Hva reagerer silisiumkarbid med?

A: SiC-pulveret kan blandes med karbon og/eller silisiumpulver, formes til former og deretter reageres ved høy temperatur for å danne selv-bundet (Si+C danner SiC for å binde korn), nitridbundet (silisium reagert med N2 for å danne Si3N4), eller silisiumbundet (silikonisert kar-SiC).

Spørsmål: Hva er de forskjellige typene SiC-krystaller?

A: Krystallstrukturene til SiC er kubiske, sekskantede og romboedriske. Notasjonssystemet som brukes for SiC indikerer antall lag i den atomære stablesekvensen og en bokstav som representerer krystallstrukturen til polytypen (C for kubikk, H for sekskantet og R for romboedral).

Spørsmål: Hva er forskjellen mellom alfa- og betasilisiumkarbid?

A: Det som skiller de to formene for silisiumkarbid er den mikrokrystallinske strukturen. Mens betasilisiumkarbid har en kubisk mikrokrystallinsk struktur, har alfakrystallinsk karbid en sfærisk mikrokrystallinsk struktur.

Vi er profesjonelle produsenter og leverandører av silisiumkarbid i Kina, spesialisert på å tilby tilpasset service av høy kvalitet. Vi ønsker deg hjertelig velkommen til å kjøpe eller engros bulk silisiumkarbid på lager her fra fabrikken vår. For priskonsultasjon, kontakt oss.