Beth yw Silicon Carbide?
Mae carbon a silicon yn cyfuno i ffurfio carbid silicon neu SiC. Mae'n ddeunydd sy'n dod i'r amlwg a ddefnyddir mewn dyfeisiau lled-ddargludyddion sy'n ddeunydd crisialog lled-ddargludyddion caled. Oherwydd ei rinweddau arbennig, mae ganddo lawer o ddefnyddiau. Darganfu Pennsylvanian Edward Acheson carbid silicon ym 1891. Mae ymhlith y deunyddiau cerameg mwyaf arwyddocaol a ddefnyddir mewn diwydiant. Roedd yn hanfodol i'r Chwyldro Diwydiannol ac mae'n dal i gael ei ddefnyddio'n eang heddiw mewn cerameg strwythurol, ychwanegion dur a sgraffinyddion.
Priodweddau Cemegol Silicon Carbide - SiC
Mae crisialau carbid silicon yn ffurfio adeiledd llawn trwchus gyda bondiau cofalent rhyngddynt. Mae'r atomau wedi'u trefnu i greu dau tetrahedra cydgysylltu cynradd, lle mae atom canol Si ac C wedi'u cysylltu â phedwar atom carbon a phedwar atom silicon. Mae strwythurau pegynol yn cael eu ffurfio trwy bentyrru'r tetrahedra hyn a'u cysylltu trwy eu corneli.
Mae polyteipiau yn strwythurau pegynol sy'n cynnwys unedau tetrahedrol wedi'u pentyrru wedi'u cysylltu gan eu corneli.
Gwrthiant cemegol uchel: Oherwydd ei wrthwynebiad cemegol cryf, nid yw carbid silicon yn cael ei erydu'n hawdd gan nwyon cyrydol, asidau neu alcalïau. Gellir ei ddefnyddio mewn gosodiadau cemegol gelyniaethus oherwydd ei eiddo.
Gwrthiant ocsideiddio da: Mae silicon carbid yn fuddiol mewn cymwysiadau lle mae amlygiad i dymheredd uchel ac ocsidiad yn ffactor oherwydd ei wrthwynebiad ocsideiddio uchel, sy'n ei alluogi i oddef tymheredd uchel heb brofi diraddiad sylweddol.
Anadweithiol: Nid yw silicon carbid yn adweithio'n hawdd â chemegau eraill oherwydd ei anadweithiolrwydd cemegol. Mae'n ddefnyddiol mewn rhaglenni sy'n galw am ddeunyddiau sefydlog ac anadweithiol oherwydd ei nodweddion.
Bwlch band eang: Cyfeirir at y gwahaniaeth ynni rhwng y falens a'r bandiau dargludiad mewn deunydd fel y bwlch band eang mewn carbid silicon. Oherwydd y priodwedd hwn, gall carbid silicon ddangos rhinweddau insiwleiddio trydanol uwch ar dymheredd uchel, gan ei wneud yn briodol i'w ddefnyddio mewn dyfeisiau electronig -pŵer uchel a thymheredd uchel.
Nodweddion lled-ddargludyddion: Carbid silicon yw deunydd lled-ddargludyddion sydd â phriodweddau trydanol arbennig. Mae ei symudedd electron uchel, dargludedd thermol uchel, a dwyster maes trydan dadansoddiad uchel i gyd yn bresennol. Mae'n briodol ar gyfer cymwysiadau electroneg amledd uchel a phŵer oherwydd y nodweddion hyn.
Synthesis a Phurdeb: Mae golosg petrolewm a thywod cwarts purdeb uchel yn cael eu defnyddio fel arfer wrth synthesis carbid silicon. Mewn diwydiannau lle gall halogion hyd yn oed effeithio ar berfformiad, mae purdeb carbid silicon yn hanfodol.
Cymwysiadau o Silicon Carbide
1. Electroneg pŵer: Oherwydd eu dargludedd thermol uchel, cryfder maes trydan dadansoddiad cryf, a nodweddion gweithio tymheredd uchel, mae carbid silicon yn aml yn cael ei gyflogi yn y diwydiant hwn. Mae trawsnewidyddion pŵer, gwrthdroyddion, gyriannau modur, a thrawsnewidyddion DC foltedd uchel yn rhai o'r defnyddiau ar ei gyfer.
2. Diwydiant Automobile: Oherwydd y gall carbid silicon wrthsefyll tymheredd a foltedd uchel, mae'n dod yn fwy a mwy poblogaidd yn y sector automobile. Fe'i defnyddir mewn gwrthdroyddion tyniant, gwefrwyr batri, ac electroneg pŵer ar gyfer cerbydau trydan (EVs). O'u cymharu â chydrannau confensiynol sy'n seiliedig ar silicon, gall cydrannau sy'n seiliedig ar garbid silicon gynyddu effeithlonrwydd, lleihau maint a lleihau pwysau.
3. Awyrofod ac Amddiffyn: Mae carbid silicon yn cael ei gymhwyso yn y meysydd hyn lle mae gofynion pŵer a thymheredd uchel yn hanfodol. Fe'i defnyddir mewn systemau radar, synwyryddion tymheredd uchel, a systemau pŵer hedfan.
4. Gwresogi diwydiannol a ffwrneisi: Gellir defnyddio silicon carbid i greu elfennau gwresogi, ffwrneisi, a dodrefn odyn mewn cerameg, gwydr, meteleg, a diwydiannau eraill oherwydd ei ddargludedd thermol uchel a'i wrthwynebiad sioc thermol eithriadol.
5. Prosesu sgraffiniol: Gellir defnyddio carbid silicon mewn amrywiaeth o weithdrefnau prosesu sgraffiniol oherwydd ei galedwch a'i rinweddau sgraffiniol. Fe'i defnyddir mewn papur tywod, sgwrio â thywod, offer torri, ac olwynion malu.
6. Deunyddiau anhydrin: Mae carbid silicon yn ddewis da ar gyfer cymwysiadau anhydrin oherwydd ei bwynt toddi uchel a sefydlogrwydd cemegol. Fe'i defnyddir mewn gweithrediadau tymheredd uchel i gynhyrchu crucibles, dodrefn odyn, a leinin anhydrin.
7. Trin Dŵr: Mae hidlo a phuro yn ddefnydd o bilenni silicon carbid, sy'n wydn iawn ac yn gwrthsefyll cemegau.
8. Ychwanegion a Chaenau: Er mwyn gwella rhinweddau gwahanol ddeunyddiau, gellir ychwanegu carbid silicon fel ychwanegyn. Mewn cymwysiadau modurol, fe'i defnyddir fel ychwanegiad olew i harmonig is, llygryddion a ffrithiant. Fe'i defnyddir hefyd mewn haenau i gynnig ymwrthedd traul a chorydiad.
Proses Gweithgynhyrchu Silicon Carbide
Deunyddiau crai: Mwynau carbonaidd fel tywod silica, golosg petrolewm, neu lain tar glo yw'r prif ddeunyddiau crai a ddefnyddir wrth weithgynhyrchu carbid silicon. Mae'r deunyddiau hyn yn cael eu dewis a'u trin yn ofalus i sicrhau'r purdeb a'r cysondeb mwyaf.
Cymysgu a siapio: Cyfunwch y cynhwysion carbonaidd a thywod silica yn y symiau angenrheidiol. Yna caiff y cymysgedd ei siapio gan ddefnyddio amrywiaeth o ddulliau, gan gynnwys gwasgu, allwthio, neu gronynniad, i'r siâp gofynnol, fel blociau, slabiau, neu bowdrau.
Adwaith a synthesis: Defnyddir ffwrneisi acheson neu wrthiant yn nodweddiadol ar gyfer y broses adwaith tymheredd uchel y mae'r cyfuniad canlyniadol yn mynd trwyddi. Yn y dechneg hon, mae carbid silicon yn cael ei greu pan fydd elfennau carbonaidd a silicon deuocsid yn rhyngweithio trwy adwaith lleihau carbothermol. Er mwyn gwarantu strwythur grisial priodol a phurdeb carbid silicon, caiff y tymheredd ei reoleiddio'n ofalus yn ystod yr adwaith ecsothermig.
Malu a malu: Mae'r carbid silicon yn cael ei falu a'i falu i'r maint gronynnau angenrheidiol ar ôl oeri o'r broses adwaith. Mae'r cam hwn yn hanfodol i sicrhau bod gan y cynnyrch gorffenedig y rhinweddau priodol a'i fod yn unffurf.
Puro a Mireinio: Gellir cynnal gweithdrefnau puro a mireinio pellach, yn amodol ar y cais, i ddileu amhureddau a gwella ansawdd y carbid silicon. Mae prosesau fel trwytholchi asid, triniaethau cemegol, a thriniaethau thermol yn enghreifftiau o'r cyfnodau hyn.
Siapio a gorffen: Trwy ddefnyddio dulliau sy'n cynnwys torri, malu, caboli ac ysgythru, gellir trin carbid silicon pur ymhellach a'i ffurfio'n amrywiaeth o siapiau, gan gynnwys wafferi, ffibrau neu gydrannau. Mae'r prosesau hyn yn hanfodol i gael dimensiynau'r cynnyrch terfynol bwriedig, gorffeniad wyneb ac ansawdd cyffredinol.
Tagiau poblogaidd: silicon carbide sic gweithgynhyrchu o ansawdd uchel, Tsieina silicon carbide sic ansawdd uchel gweithgynhyrchu gweithgynhyrchwyr, cyflenwyr, ffatri
