Kelebihan dan jenis bahan silikon karbida?

Kinerja unggul darisilikon karbidaberasal dari struktur kristal kovalennya (atom silikon terikat erat dengan atom karbon, dengan energi ikatan setinggi 432 kJ/mol). Keunggulan intinya adalah sebagai berikut:

Kekerasan dan ketahanan aus yang sangat-tinggi:Dengan kekerasan Mohs sebesar 9,2-9,5, kedua setelah berlian, dan kekerasan mikro 2800-3300 HV, ketahanan ausnya 10-20 kali lipat dari baja biasa, mampu menahan gesekan dan benturan yang kuat, sehingga cocok untuk aplikasi komponen tahan aus.

Stabilitas-suhu tinggi yang luar biasa:Dengan titik leleh setinggi 2700 derajat, ia tetap stabil di lingkungan udara di bawah 1600 derajat tanpa deformasi oksidasi yang signifikan; koefisien ekspansi liniernya hanya 4,5 × 10⁻⁶/ derajat (20-1000 derajat ), jauh lebih rendah dibandingkan bahan logam, sehingga menunjukkan stabilitas dimensi yang sangat baik pada suhu tinggi.

Ketahanan korosi kimia yang kuat:Ia tidak bereaksi dengan media korosif konvensional seperti asam, basa, dan garam pada suhu kamar, hanya bereaksi sedikit dengan campuran asam nitrat pekat dan asam fluorida pada suhu tinggi, sehingga cocok untuk lingkungan kimia yang sangat korosif.

Konduktivitas termal dan sifat listrik yang sangat baik:Konduktivitas termal suhu ruangan mencapai 120-200 W/(m·K), yaitu 3-5 kali lipat keramik biasa dan 4-6 kali lipat baja, sehingga menghasilkan efisiensi pembuangan panas yang luar biasa. Sebagai bahan semikonduktor, celah pitanya (3,26 eV) 3 kali lipat silikon, dan kuat medan listrik tembusnya 10 kali lipat silikon, sehingga cocok untuk perangkat elektronik bertegangan tinggi dan frekuensi tinggi.

Kekuatan mekanik yang tinggi dan ketahanan benturan:Kekuatan lentur pada suhu ruangan mencapai 400-500 MPa, dan ketangguhan patah 3-5 MPa·m¹/², menunjukkan ketahanan benturan yang lebih kuat dan kerapuhan yang lebih sedikit dibandingkan bahan keramik tradisional.

Silicon Carbide

Jenis Inti Bahan SiC (Dibagi lagi berdasarkan Dimensi Klasifikasi)

(1) Klasifikasi berdasarkan Warna dan Kemurnian (Paling Umum Digunakan di Industri)

Jenis	Komponen Inti (Kemurnian SiC)	Karakteristik Utama	Skenario Aplikasi Khas
Silikon karbida hitam	95%-97%	Ketangguhan tinggi, biaya moderat	Digunakan untuk memproses material dengan kekuatan tarik rendah (kaca, keramik, batu, besi cor), pembuatan roda gerinda, dan bahan abrasif sandblasting
Silikon karbida hijau	Lebih besar dari atau sama dengan 97% (kemurnian tinggi hingga 99%)	Kekerasan yang lebih tinggi, sifat penajaman yang lebih baik	Untuk pemesinan material-kekerasan tinggi (paduan keras, paduan titanium, baja-berkecepatan tinggi) dan penggilingan presisi (pemesinan dengan-presisi ultra, pemolesan kaca optik)

(2) Klasifikasi berdasarkan Struktur Kristal (Menentukan Perbedaan Kinerja)

-SiC (Kristal Heksagonal):

Fase stabil-suhu tinggi (stabil di atas 1400 derajat ), bentuk utama paduan karbon silikon industri, memiliki kekerasan tinggi dan kekuatan-suhu tinggi, cocok untuk bahan struktural dan komponen-suhu tinggi (seperti lapisan tungku, nozel roket);

-SiC (Kristal Kubik):

Fase suhu-rendah (stabil di bawah 1400 derajat ), disintesis melalui proses khusus, dengan struktur kristal seragam dan kinerja semikonduktor yang unggul, cocok untuk perangkat elektronik dan substrat chip semikonduktor generasi ketiga;-;

-SiC (Kristal Kubik):

Varian suhu-rendah yang langka, memerlukan kemurnian sangat tinggi, terutama digunakan dalam penelitian ilmiah dan-bidang elektronik kelas atas.

(3) Klasifikasi berdasarkan Bentuk Produk (Diadaptasi dengan Skenario Aplikasi Berbeda)

Bubuk:

ukuran 100-3000 mesh, digunakan dalam bahan abrasif, bahan baku keramik, dandeoksidasi metalurgi;

Balok/Pelat:

Digunakan pada lapisan tungku, penyangga, dan-komponen struktural bersuhu tinggi;

Produk Keramik:

Komponen cetakan seperti cincin penyegel, bantalan, dan tabung pelindung termokopel;

Wafer Semikonduktor:

Wafer kristal tunggal -SiC dengan kemurnian tinggi, digunakan dalam pembuatan perangkat listrik dan perangkat RF.

Silicon Carbide

Skenario Aplikasi Khas Bahan Silikon Karbida (Dibagi lagi berdasarkan Industri)

(1) Industri Mesin dan Bahan Abrasif

Memanfaatkan kekerasan tinggi dan ketahanan aus, digunakan untuk memproduksi roda gerinda, cakram pemotong, dan bahan abrasif sandblasting untuk pemrosesan logam, batu, dan kaca;
Memproduksi-cincin dan bantalan penyegel keramik yang tahan aus, cocok untuk mesin berputar seperti pompa air dan katup, dengan masa pakai 5-10 kali lipat dari segel logam.

(2) Industri Metalurgi dan-Suhu Tinggi

Sebagai komponen-bersuhu tinggi seperti pelapis tungku, cawan lebur, dan baki, komponen ini cocok untuk skenario suhu-tinggi di bawah 1600 derajat , seperti peleburan logam non-besi dan sintesis bahan semikonduktor;

Digunakan dalam sel elektrolisis aluminium dan pelat busur tungku bubuk seng, memanfaatkan ketahanan-suhu tinggi dan ketahanan korosi untuk memperpanjang masa pakai peralatan.

(3) Industri Elektronika dan Semikonduktor

Wafer -SiC dengan kemurnian tinggi digunakan untuk memproduksi perangkat daya bertegangan tinggi (seperti inverter kendaraan energi baru dan inverter fotovoltaik), sehingga mengurangi konsumsi energi dan meningkatkan kepadatan daya;

Sebagai substrat untuk perangkat frekuensi radio, substrat ini cocok untuk-skenario frekuensi tinggi seperti komunikasi 5G dan komunikasi satelit.

(4) Dirgantara dan-Manufaktur Kelas Atas

Memproduksi komponen-bersuhu tinggi seperti nozel roket dan bilah turbin gas, yang tahan terhadap suhu ekstrem di atas 2000 derajat dan dampak aliran udara;

Digunakan dalam pelapis-suhu tinggi untuk mesin-aero, meningkatkan ketahanan-oksidasi suhu tinggi dan ketahanan aus komponen.

(5) Industri Kimia

Produksi pipa, katup, dan penukar panas yang tahan korosi, cocok untuk mengalirkan dan mereaksikan asam kuat, basa kuat, dan media bersuhu tinggi;
Sebagai pembawa katalis, memanfaatkan luas permukaan spesifik dan stabilitas kimianya yang tinggi untuk meningkatkan efisiensi reaksi katalitik.