סיליקון קרביד

Zhen An: ייצור סיליקון קרביד מוביל בסין

ZhenAn International Co., Limited. ממוקם בעיר אניאנג, סין, ויש לו יותר מ-30 שנות ניסיון וצבירת טכנולוגיה בתעשיית המתכות.

נכון להיום, Zhenan מפעילה קווי ייצור אוטומטיים וחכמים לחלוטין לחומרי מתכת ומתכת, עם תפוקה שנתית יציבה ונפח מכירות של 150,000 טון מטרי.

המפעל שלנו משתרע על שטח של כ-30,000 מ"ר, תומך בייצור יציב ובקנה מידה גדול.-

אבטחת איכות
מפקחי האיכות שלנו שולטים בקפדנות על האיכות של כל קישור כדי להבטיח שכל אצווה של מוצרים עומדת בתקנים בינלאומיים.

שירות טוב
ל-Zhenan יש צוות מעולה ומקצועי המוקדש לספק לך-חומרים ושירותים למוצר מתכות באיכות גבוהה.

התאמה אישית
על פי דרישות הלקוח, אנו מספקים גם מוצרי חומר מתכתי מותאמים אישית עם מפרטים, צורות וחומרים מיוחדים.

משלוח מהיר
עם כושר ייצור עצום, אנו מבטיחים אספקה בזמן והובלה ליעד בפעם הראשונה.

מגוון רחב של יישומים
מוצרי חומרי מתכות של ZhenAn נמצאים בשימוש נרחב בייצור, ייצור פלדה, חשמל, מתכות לא-ברזליות, פטרוכימיה, זכוכית, חומרי בניין ותחומים אחרים, ומיוצאים ליותר מ-80 מדינות ואזורים בעולם.

הבית 12 3 4 5 העמוד האחרון 1/5

מבוא של סיליקון קרביד

סיליקון קרביד, הידוע גם בשם SiC, הוא חומר בסיס מוליכים למחצה המורכב מסיליקון טהור ופחמן טהור. אתה יכול לסמם את SiC עם חנקן או זרחן ליצירת מוליך למחצה מסוג n- או לסמם אותו עם בריליום, בורון, אלומיניום או גליום כדי ליצור מוליך למחצה מסוג ap-. בעוד שקיימים זנים וטהרות רבים של סיליקון קרביד, סיליקון קרביד באיכות-מוליכים למחצה עלה לשימוש רק בעשורים האחרונים.

תכונות של סיליקון קרביד

מבנה קריסטל חזק
סיליקון קרביד מורכב מיסודות קלים, סיליקון (Si) ופחמן (C). אבן הבניין הבסיסית שלו היא גביש של ארבעה אטומי פחמן היוצרים טטרהדרון, הקשורים בקוולנטיות לאטום סיליקון בודד במרכזו. SiC גם מציג פולימורפיזם כפי שהוא קיים בשלבים שונים ומבנים גבישיים

קשיות גבוהה
לסיליקון קרביד יש דירוג קשיות Mohs של 9, מה שהופך אותו לחומר הזמין הקשה ביותר לצד בורון קרביד (9.5) ויהלום (10). תכונה ברורה זו היא שהופכת את SiC לבחירת חומר מצוינת עבור אטמים מכניים, מיסבים וכלי חיתוך.

עמידות-בטמפרטורה גבוהה
העמידות של סיליקון קרביד בפני טמפרטורה גבוהה וזעזועים תרמיים היא התכונה המאפשרת שימוש ב-SiC בייצור לבני אש וחומרים עקשנים אחרים. הפירוק של סיליקון קרביד מתחיל ב-2000 מעלות

מוֹלִיכוּת
אם SiC מטוהר, ההתנהגות שלו באה לידי ביטוי של מבודד חשמלי. עם זאת, על ידי שליטה בזיהומים, סיליקון קרבידים יכולים להפגין את התכונות החשמליות של מוליך למחצה. לדוגמה, החדרת כמויות שונות של אלומיניום באמצעות סימום תניב מוליך למחצה מסוג ap-. בדרך כלל, ל-SiC תעשייתי- יש טוהר של כ-98 עד 99.5%. זיהומים נפוצים הם אלומיניום, ברזל, חמצן ופחמן חופשי

יציבות כימית
סיליקון קרביד הוא חומר יציב ואינרטי מבחינה כימית בעל עמידות גבוהה בפני קורוזיה גם כשהוא חשוף או מבושל בחומצות (חומצה הידרוכלורית, גופריתית או הידרופלואורית) או בבסיסים (נתרן הידרוקסידים מרוכזים). נמצא שהוא מגיב בכלור, אבל רק בטמפרטורה של 900 מעלות ומעלה. סיליקון קרביד יתחיל תגובת חמצון באוויר כאשר הטמפרטורה היא בערך 850 מעלות ליצירת SiO2

היתרונות של סיליקון קרביד

יכולת טמפרטורה גבוהה יותר:SiC יכול לפעול בטמפרטורות גבוהות בהרבה מסיליקון, לעתים קרובות עד 400 מעלות צלזיוס ואולי עד 800 מעלות צלזיוס, מה שמאפשר התקנים אלקטרוניים יעילים יותר שיכולים להתמודד עם תנאים קיצוניים ללא פגיעה משמעותית בביצועים. יכולת מרשימה זו נובעת מהמוליכות התרמית הגבוהה של SiC והריכוז הפנימי הנמוך של נושאי מטען. מוליכות תרמית גבוהה פירושה שטרנזיסטור SiC יכול להשתמש בגוף קירור קטן בהרבה משבב סיליקון שווה ערך או יכול להשתמש בגוף קירור דומה ולסבול הרבה יותר חום. ריכוז נמוך של נושאי מטען בטמפרטורת החדר פירושו ש-SiC יכול לסבול עומס חשמלי גדול יותר לפני שהאלקטרונים המשוחררים תרמית מוסיפים לנושאי המטען הפנימיים, מציפים את הטרנזיסטור ונועלים אותו במצב "מופעל" (מצב מוליך).

מתח פירוק גבוה יותר:ל-SiC מתח פירוק גדול בערך פי שמונה מזה של סיליקון (~300 קילו וולט/ס"מ לעומת 2400 קילו וולט/ס"מ), כלומר, הוא יכול לעמוד במתחים גבוהים יותר לפני שהוא חווה התנהגות הולכה בלתי צפויה וכשל פוטנציאלי קטסטרופלי.

גורם צורה קטן יותר:יתרון זה נובע ממתח הפירוק והמוליכות התרמית הגבוהים יותר של SiC ביחס לסיליקון. אם טרנזיסטור סיליקון וטרנזיסטור סיליקון קרביד היו מתוכננים כל אחד לעמוד בפני אותו מתח פירוק, טרנזיסטור הסיליקון המסורתי היה צריך להיות הרבה יותר גדול מהטרנזיסטור SiC. לטרנזיסטור SiC הקטן יותר יכול להיות התנגדות של 0.25-0.5% כמו התנגדות "על" כמו טרנזיסטור הסיליקון הגדול יותר. מאפיין זה מאפשר תכנון של מערכות אלקטרוניות יעילות וקומפקטיות יותר עם הפסדי הספק נמוכים יותר.

תדרי מיתוג גבוהים יותר:גורם הצורה הקטן יותר של טרנזיסטורי SiC ותדירות המיתוג הגבוהה כתוצאה מכך מאפשרים תכנון של משרנים וקבלים קלים יותר ופחות יקרים לשימוש בממיר מתח כמו אלה המשמשים לטעינת סוללות EV.

כיצד מיוצר סיליקון קרביד?

שיטת הייצור הפשוטה ביותר של סיליקון קרביד כוללת המסת חול סיליקה ופחמן, כגון פחם, בטמפרטורות גבוהות - עד 2500 מעלות צלזיוס. גרסאות כהות ונפוצות יותר של סיליקון קרביד כוללות לרוב זיהומי ברזל ופחמן, אך גבישי SiC טהורים הם חסרי צבע ונוצרים כאשר סיליקון קרביד מתנשא ב-2700 מעלות צלזיוס. לאחר החימום, הגבישים הללו מתמזגים על גרפיט בטמפרטורה קרירה יותר בתהליך המכונה שיטת Lely.

שיטת ללי

במהלך תהליך זה, כור כור היתוך גרניט מתחמם לטמפרטורה גבוהה מאוד, בדרך כלל בדרך של אינדוקציה, כדי להעביר אבקת סיליקון קרביד. מוט גרפיט עם טמפרטורה נמוכה יותר תלוי בתערובת הגזים, מה שמאפשר מטבעו לסיליקון קרביד הטהור להפקיד וליצור גבישים.

שקיעת אדים כימית

לחלופין, יצרנים מגדלים SiC מעוקב באמצעות שקיעת אדים כימית, המשמשת בדרך כלל בתהליכי סינתזה מבוססי פחמן- ומשמשת בתעשיית המוליכים למחצה. בשיטה זו, תערובת כימית מיוחדת של גזים נכנסת לסביבת ואקום ומתאחדת לפני ההפקדה על מצע.
שתי השיטות לייצור פרוסות סיליקון קרביד דורשות כמויות עצומות של אנרגיה, ציוד וידע כדי להצליח.

מהם השימושים של סיליקון קרביד?

סיליקון קרביד בשימוש בשריון צבאי חסין כדורים
סיליקון קרביד משמש לייצור שריון חסין כדורים. התכונה של התרכובת הזו שגורמת לה ליישם למטרה כזו היא הקשיות שלה. כדורים וחפצים מזיקים אחרים יצטרכו להתמודד עם בלוקים קרמיים קשים שיוצר סיליקון קרביד. כדורים לא יכולים לחדור את גושי הקרמיקה.

סיליקון קרביד בשימוש במוליכים למחצה
סיליקון קרביד הופך למוליך למחצה כאשר מוסיפים לו חומרים דומים. חומרי מתן כמו בורון ואלומיניום שנוספו לסיליקון קרביד הופכים אותו למוליכים למחצה מסוג -אפ. מצד שני, חומרים דומים כגון חנקן וזרחן שנוספו לסיליקון קרביד הופכים אותו למוליך למחצה מסוג n-.

סיליקון קרביד בשימוש בחומרים שוחקים
סיליקון קרביד משמש בדרך כלל כחומר שוחקים בגלל מידת הקשה שלו. הוא משמש לייצור גלגלי שחיקה, כלי חיתוך ונייר זכוכית. חומרי שיוף סיליקון קרביד הם בדרך כלל זולים יותר מחומרי שיוף אחרים באיכות דומה. החומרים השוחקים משמשים לטחינת חומרים כגון פלדה, אלומיניום, ברזל יצוק וגומי.

סיליקון קרביד בשימוש בכלי רכב חשמליים
סיליקון קרביד הוא בחירה טובה יותר על פני סיליקון להפעלת כלי רכב חשמליים. כלי רכב חשמליים המונעים על ידי סיליקון קרביד הם יעילים מאוד וחסכוניים-.

סיליקון קרביד בשימוש בתכשיטים
דומה מבחינה מבנית ליהלום, אך עם זאת מבריק יותר, זול יותר, עמיד יותר וקל יותר מיהלום, סיליקון קרביד הוא חלופה ראויה-ליהלום בתעשיית התכשיטים.

סיליקון קרביד בשימוש בדלק
בנוסף לשימושים האחרים שלו, סיליקון קרביד משמש כדלק. הוא משמש כדלק בייצור פלדה ומייצר פלדה טהורה יותר מרוב הדלקים האחרים. זהו גם דלק זול וידידותי יותר לסביבה-.

סיליקון קרביד בשימוש בנורות LED
הסט הראשון של דיודות פולטות -אור (LED) שייוצר עשה שימוש בטכנולוגיית סיליקון קרביד. הוא שימש לייצור נוריות LED כחולות, אדומות וצהובות. נוריות LED משמשות בטלוויזיות, לוחות תצוגה ומחשבים.

הסמכות

בעיות נפוצות של סיליקון קרביד

ש: מהם היישומים של SiC במכשירים אלקטרוניים?

ת: סיליקון קרביד הוא מוליך למחצה המתאים באופן מושלם ליישומי חשמל, הודות לפני הכל ליכולתו לעמוד בפני מתחים גבוהים, עד פי עשרה מאלה הניתנים לשימוש עם סיליקון. מוליכים למחצה המבוססים על סיליקון קרביד מציעים מוליכות תרמית גבוהה יותר, ניידות אלקטרונים גבוהה יותר ואיבודי הספק נמוכים יותר. דיודות וטרנזיסטורים SiC יכולים לפעול גם בתדרים ובטמפרטורות גבוהות יותר מבלי לפגוע באמינות. היישומים העיקריים של התקני SiC, כגון דיודות Schottky וטרנזיסטורי FET/MOSFET, כוללים ממירים, ממירים, ספקי כוח, מטעני סוללות ומערכות בקרת מנוע.

ש: מדוע SiC מתגבר על Si ביישומי חשמל?

ת: למרות היותו המוליך למחצה הנפוץ ביותר באלקטרוניקה, הסיליקון מתחיל להראות מגבלות מסוימות, במיוחד ביישומי הספק-גבוהים. גורם רלוונטי ביישומים אלה הוא פער הפס, או פער האנרגיה, שמציע המוליך למחצה. כאשר פער הרצועות גבוה, האלקטרוניקה שבה הוא משתמש יכולה להיות קטנה יותר, לרוץ מהר יותר ואמינה יותר. זה יכול לפעול גם בטמפרטורות, מתחים ותדרים גבוהים יותר מאשר מוליכים למחצה אחרים. בעוד שלסיליקון יש רווח פס של סביב 1.12eV, לסיליקון קרביד יש ערך גדול כמעט פי שלושה של סביב 3.26eV.

ש: באילו זיהומים משתמשים כדי לסמם חומר סיליקון קרביד?

ת: בצורתו הטהורה, סיליקון קרביד מתנהג כמו מבודד חשמלי. עם תוספת מבוקרת של זיהומים או חומרים דומים, SiC יכול להתנהג כמו מוליך למחצה. ניתן להשיג מוליך למחצה מסוג -AP על ידי סימום שלו באלומיניום, בורון או גליום, בעוד זיהומים של חנקן וזרחן יוצרים מוליך למחצה מסוג N-. לסיליקון קרביד יש את היכולת להוליך חשמל בתנאים מסוימים אך לא בתנאים אחרים, בהתבסס על גורמים כמו המתח או העוצמה של קרינת אינפרא אדום, אור נראה וקרניים אולטרה סגולות. שלא כמו חומרים אחרים, סיליקון קרביד מסוגל לשלוט באזורים מסוג P-וסוג N- הנדרשים לייצור מכשירים בטווחים רחבים. מסיבות אלו, SiC הוא חומר המתאים למכשירי חשמל ומסוגל להתגבר על המגבלות שמציע הסיליקון.

ש: כיצד יכולים מוליכים למחצה SiC להשיג ניהול תרמי טוב יותר מסיליקון?

ת: פרמטר חשוב נוסף הוא המוליכות התרמית, שהיא מדד לאופן שבו המוליך למחצה מסוגל לפזר את החום שהוא מייצר. אם מוליך למחצה אינו מסוגל לפזר חום ביעילות, מגבלה על מתח הפעולה והטמפרטורה המרביים שהמכשיר יכול לעמוד בהם. זהו תחום נוסף שבו סיליקון קרביד מתעלה על הסיליקון: המוליכות התרמית של סיליקון קרביד היא 1490 W/m-K, בהשוואה ל-150 W/m-K שמציע סיליקון.

ש: מהם חומרי הגלם לסיליקון קרביד?

ת: חומרי הגלם העיקריים הם SiO2 ו-C אשר עשויים להגיב בטמפרטורה גבוהה. כמו כן מוסיפים אבק מסור ומלח (לפעמים), כך שאבק מסור נשרף ומספק נקבוביות, ומקל על בריחת גזים שהתפתחו (בטמפרטורה גבוהה). השריפה מתבצעת כ-40 שעות ולאחר הקירור מסירים את הדפנות הצדדיות.

ש: איך משיגים סיליקון קרביד?

ת: בדרך כלל, סיליקון קרביד מיוצר באמצעות תהליך Acheson הכולל חימום חול סיליקה ופחמן לטמפרטורות גבוהות בכבשן עמידות גרפיט של Acheson. זה יכול להיווצר כאבקה דקה או כגוש מלוכד שיש לכתוש ולטחון לפני שניתן להשתמש בו כחומר הזנה לאבקה.

ש: האם קשה לייצר סיליקון קרביד?

ת: התהליך הפשוט ביותר לייצור סיליקון קרביד הוא שילוב חול סיליקה ופחמן בכבשן התנגדות חשמלית של גרפיט Acheson בטמפרטורה גבוהה, בין 1,600 מעלות (2,910 מעלות פרנהייט) ל-2,500 מעלות (4,530 מעלות פרנהייט).

ש: מהם השימושים העיקריים של סיליקון קרביד?

ת: סיליקון קרביד הוא חומר שוחקים פופולרי מאוד בבגדים מודרניים בשל העמידות שלו והעלות הנמוכה יחסית של החומר. לכן זה חיוני לתעשיית האמנות. בתעשיית הייצור, תרכובת זו משמשת בשל קשיותה במספר תהליכי עיבוד שוחקים כגון השחזה, שחיקה, חיתוך סילון מים והתזת חול.

ש: האם סיליקון קרביד מסיס במים?

ת: סיליקון קרביד אינו מסיס במים. עם זאת, הוא מסיס באלקליות מותכות (כגון NaOH ו-KOH) וגם ברזל מותך. סיליקון קרביד יכול להיחשב כתרכובת אורגנוסיליקון.

ש: האם סיליקון קרביד יכול להוליך חשמל?

ת: כן, אבל בתנאים מסוימים.
סיליקון קרביד, בצורתו הטהורה, מתנהג כמבודד חשמלי. עם זאת, עם תוספת מבוקרת של זיהומים או חומרי סימום, ומכיוון של-SiC יש את ההתנגדות הדרושה, הוא יכול לבטא תכונות-הולכה למחצה; במילים אחרות, כמוליך למחצה, הוא אינו מאפשר זרם- חופשי ואינו דוחה אותו לחלוטין.

ש: מאיפה אנחנו משיגים סיליקון קרביד?

ת: סיליקון קרביד (SiC) או קרבורונדום הוא חומר שוחקים סינתטי המיוצר באמצעות היתוך של חול סיליקה בדרגה גבוהה- ופחמן טחון דק (קוק נפט) בכבשן חשמלי בטמפרטורה גבוהה (1600-2500 מעלות).

ש: האם סיליקון קרביד חזק יותר מיהלום?

ת: סיליקון קרביד קשה עם קשיות Mohs של 9.5, שהיא שניה רק ליהלום הקשה בעולם. בנוסף, לסיליקון קרביד מוליכות תרמית מעולה. זהו סוג של מוליך למחצה ויכול לעמוד בפני חמצון בטמפרטורה גבוהה.

ש: עם מה מגיב סיליקון קרביד?

ת: ניתן לערבב את אבקת ה-SiC עם אבקת פחמן ו/או סיליקון, ליצור צורות, ולאחר מכן להגיב בטמפרטורה גבוהה ליצירת קשר -עצמי (Si+C יוצר SiC לחיבור גרגירים), מלוכד ניטריד (סיליקון הגיב עם N2 ליצירת Si3N4), או מלוכד בסיליקון (סיליקון Carbide בסיליקון).

ש: מהם הסוגים השונים של גבישי SiC?

ת: מבני הגביש של SiC הם מעוקבים, משושה ומעוינים. מערכת הסימון המשמשת עבור SiC מציינת את מספר השכבות ברצף הערימה האטומית ואות המייצגת את מבנה הגביש של הפוליטייפ (C עבור מעוקב, H עבור משושה ו-R עבור מעוין).

ש: מה ההבדל בין אלפא ובטא סיליקון קרביד?

ת: מה שמבדיל בין שתי הצורות של סיליקון קרביד הוא המבנה המיקרו-גבישי. בעוד שלבטא סיליקון קרביד יש מבנה מיקרו-גבישי מעוקב, לקרביד אלפא גבישי יש מבנה מיקרו-גבישי כדורי.

אנחנו יצרנים וספקים מקצועיים של סיליקון קרביד בסין, המתמחים במתן שירות מותאם אישית באיכות גבוהה. אנו מברכים אותך בחום לקנות או לסיטונאי סיליקון קרביד בתפזורת במלאי כאן מהמפעל שלנו. לייעוץ מחירים צרו קשר.