Kiselkarbid

Zhen An: Ledande kiselkarbidtillverkning i Kina

ZhenAn International Co., Limited. är beläget i Anyang City, Kina, och har mer än 30 års erfarenhet och teknikackumulering inom den metallurgiska industrin.

För närvarande driver Zhenan helautomatiska och intelligenta produktionslinjer för metallurgiska material och metallmaterial, med en stabil årlig produktion och försäljningsvolym på 150 000 ton.

Vår fabrik täcker en yta på cirka 30 000 kvadratmeter och stödjer en stabil och stor-produktion.

Kvalitetssäkring
Våra kvalitetsinspektörer kontrollerar strikt kvaliteten på varje länk för att säkerställa att varje produktparti uppfyller internationella standarder.

Bra service
Zhenan har ett utmärkt och professionellt team som är dedikerade till att förse dig med-metallurgiska produktmaterial och tjänster av hög kvalitet.

Anpassning
Enligt kundens önskemål tillhandahåller vi även skräddarsydda metallurgiska materialprodukter med speciella specifikationer, former och material.

Snabb leverans
Med enorm produktionskapacitet säkerställer vi leverans i tid och transport till destinationen den första tiden.

Brett utbud av applikationer
ZhenAn metallurgiska materialprodukter används i stor utsträckning inom gjutning, ståltillverkning, elektricitet, icke-järnmetaller, petrokemikalier, glas, byggmaterial och andra områden och exporteras till mer än 80 länder och regioner i världen.

Hem 12 3 4 5 Sista sidan 1/5

Introduktion av kiselkarbid

Kiselkarbid, även känd som SiC, är ett halvledarbasmaterial som består av rent kisel och rent kol. Du kan dopa SiC med kväve eller fosfor för att bilda en halvledare av n-typ eller dopa den med beryllium, bor, aluminium eller gallium för att bilda en halvledare av -typ. Även om det finns många varianter och renheter av kiselkarbid, har kiselkarbid av halvledarkvalitet-kvalitet bara dykt upp för användning under de senaste decennierna.

Egenskaper hos kiselkarbid

Robust kristallstruktur
Kiselkarbid är sammansatt av lätta element, kisel (Si) och kol (C). Dess grundläggande byggsten är en kristall av fyra kolatomer som bildar en tetraeder, kovalent bunden till en enda kiselatom i mitten. SiC uppvisar också polymorfism eftersom det finns i olika faser och kristallina strukturer

Hög hårdhet
Kiselkarbid har en Mohs hårdhetsklassning på 9, vilket gör det till det hårdaste tillgängliga materialet bredvid borkarbid (9,5) och diamant (10). Det är denna uppenbara egenskap som gör SiC till ett utmärkt materialval för mekaniska tätningar, lager och skärverktyg.

Hög-temperaturbeständighet
Kiselkarbids motståndskraft mot höga temperaturer och termisk chock är den egenskap som gör att SiC kan användas vid tillverkning av brandtegel och andra eldfasta material. Nedbrytningen av kiselkarbid börjar vid 2000 grader

Ledningsförmåga
Om SiC renas, visar dess beteende det hos en elektrisk isolator. Men genom att reglera föroreningar kan kiselkarbider uppvisa de elektriska egenskaperna hos en halvledare. Till exempel, införande av varierande mängder aluminium genom dopning kommer att ge en halvledare av -typ. Vanligtvis har en SiC av industriell-kvalitet en renhet på cirka 98 till 99,5 %. Vanliga föroreningar är aluminium, järn, syre och fritt kol

Kemisk stabilitet
Kiselkarbid är en stabil och kemiskt inert substans med hög korrosionsbeständighet även när den exponeras eller kokas i syror (salt-, svavel- eller fluorvätesyra) eller baser (koncentrerade natriumhydroxider). Det visar sig reagera i klor, men bara vid en temperatur på 900 grader och över. Kiselkarbid kommer att starta en oxidationsreaktion i luften när temperaturen är cirka 850 grader för att bilda SiO2

Fördelarna med kiselkarbid

Högre temperaturkapacitet:SiC kan arbeta vid mycket högre temperaturer än kisel, ofta upp till 400 grader C och potentiellt upp till 800 grader C, vilket möjliggör effektivare elektroniska enheter som kan hantera extrema förhållanden utan betydande prestandaförsämring. Denna imponerande förmåga beror på den höga värmeledningsförmågan hos SiC och den låga inneboende koncentrationen av laddningsbärare. Hög värmeledningsförmåga gör att en SiC-transistor kan använda en mycket mindre kylfläns än ett motsvarande kiselchip eller kan använda en jämförbar kylfläns och tåla mycket mer värme. Låg koncentration av laddningsbärare vid rumstemperatur innebär att SiC kan tolerera större elektrisk belastning innan termiskt frigjorda elektroner adderas till de inre laddningsbärarna, översvämmar transistorn och låser den i "på"-läget (ledande tillstånd).

Högre genombrottsspänning:SiC har en genombrottsspänning som är ungefär åtta gånger högre än den för kisel (~300 kV/cm mot 2400 kV/cm), vilket innebär att den kan motstå högre spänningar innan den upplever oförutsägbart ledningsbeteende och potentiellt katastrofala fel.

Mindre formfaktor:Denna fördel följer av den högre genomslagsspänningen och värmeledningsförmågan hos SiC i förhållande till kisel. Om en kisel- och en kiselkarbidtransistor var konstruerade för att klara upp till samma genomslagsspänning, skulle den traditionella kiseltransistorn behöva vara mycket större än SiC-transistorn. Den mindre SiC-transistorn kan ha så lite som 0,25-0,5 % så mycket "på"-resistans som den större kiseltransistorn. Denna egenskap möjliggör design av mer effektiva och kompakta kraftelektroniksystem med lägre effektförluster.

Högre switchfrekvenser:Den mindre formfaktorn hos SiC-transistorer och den därav följande högre omkopplingsfrekvensen möjliggör konstruktionen av lättare och billigare induktorer och kondensatorer för användning i en strömomvandlare som de som används för att ladda EV-batterier.

Hur tillverkas kiselkarbid?

Den enklaste tillverkningsmetoden för kiselkarbid involverar smältning av kiseldioxidsand och kol, såsom kol, vid höga temperaturer - upp till 2500 grader Celsius. Mörkare, vanligare versioner av kiselkarbid innehåller ofta järn- och kolföroreningar, men rena SiC-kristaller är färglösa och bildas när kiselkarbid sublimeras vid 2700 grader Celsius. När de är uppvärmda avsätts dessa kristaller på grafit vid en svalare temperatur i en process som kallas Lely-metoden.

Lelys metod

Under denna process värms en granitdegel till en mycket hög temperatur, vanligtvis genom induktion, för att sublimera kiselkarbidpulver. En grafitstav med lägre temperatur suspenderas i den gasformiga blandningen, vilket i sig tillåter den rena kiselkarbiden att avsätta och bilda kristaller.

Kemisk ångavsättning

Alternativt odlar tillverkare kubisk SiC med kemisk ångavsättning, som vanligtvis används i kol-baserade syntesprocesser och används i halvledarindustrin. I denna metod kommer en specialiserad kemisk blandning av gaser in i en vakuummiljö och kombineras innan den avsätts på ett substrat.
Båda metoderna för produktion av kiselkarbidskivor kräver stora mängder energi, utrustning och kunskap för att vara framgångsrika.

Vad är användningen av kiselkarbid?

Kiselkarbid används i militär skottsäker rustning
Kiselkarbid används för att tillverka skottsäkra rustningar. Egenskapen hos denna förening som gör att den kan användas för ett sådant ändamål är dess hårdhet. Kulor och andra skadliga föremål kommer att behöva kämpa med de hårda keramiska blocken som kiselkarbid bildar. Kulor kan inte penetrera de keramiska blocken.

Kiselkarbid används i halvledare
Kiselkarbid blir en halvledare när dopämnen tillsätts den. Dopanter som bor och aluminium som tillsätts kiselkarbid gör att den blir en halvledare av ap-typ. Å andra sidan gör dopämnen som kväve och fosfor tillsatta till kiselkarbid att den blir en halvledare av n-typ.

Kiselkarbid används i slipmedel
Kiselkarbid används ofta som slipmedel på grund av hur hårt det är. Det används vid tillverkning av slipskivor, skärverktyg och sandpapper. Kiselkarbidslipmedel är vanligtvis billigare än andra slipmedel av liknande kvalitet. Slipmedlen används för att slipa material som stål, aluminium, gjutjärn och gummi.

Kiselkarbid som används i elfordon
Kiselkarbid är ett bättre val framför kisel för att driva elfordon. Elfordon som drivs av kiselkarbid är mycket effektiva och kostnadseffektiva-.

Kiselkarbid används i smycken
Strukturellt liknar diamant, men ändå mer glänsande, billigare, mer hållbart och lättare än diamant, är kiselkarbid ett välförtjänt alternativ till diamant i smyckesindustrin.

Kiselkarbid som används i bränsle
Utöver dess andra användningsområden används kiselkarbid som bränsle. Det används som bränsle vid ståltillverkning och ger renare stål än de flesta andra bränslen. Det är också ett billigare och mer miljövänligt-bränsle.

Kiselkarbid Används i lysdioder
Den första uppsättningen ljus-emitterande dioder (LED) som tillverkades använde sig av kiselkarbidteknik. Den användes för att tillverka blå, röda och gula lysdioder. Lysdioder används i tv-apparater, bildskärmskort och datorer.

Certifieringar

Vanliga problem med kiselkarbid

F: Vilka är tillämpningarna av SiC i elektroniska enheter?

S: Kiselkarbid är en halvledare som är perfekt lämpad för krafttillämpningar, framför allt tack vare dess förmåga att motstå höga spänningar, upp till tio gånger högre än de som kan användas med kisel. Halvledare baserade på kiselkarbid erbjuder högre värmeledningsförmåga, högre elektronrörlighet och lägre effektförluster. SiC-dioder och -transistorer kan också arbeta vid högre frekvenser och temperaturer utan att kompromissa med tillförlitligheten. Huvudapplikationerna för SiC-enheter, såsom Schottky-dioder och FET/MOSFET-transistorer, inkluderar omvandlare, växelriktare, strömförsörjning, batteriladdare och motorstyrsystem.

F: Varför övervinner SiC Si i krafttillämpningar?

S: Trots att kisel är den mest använda halvledaren inom elektronik börjar kisel uppvisa vissa begränsningar, särskilt i hög-tillämpningar. En relevant faktor i dessa applikationer är bandgapet, eller energigapet, som erbjuds av halvledaren. När bandgapet är högt kan elektroniken den använder vara mindre, gå snabbare och mer tillförlitlig. Den kan också arbeta vid högre temperaturer, spänningar och frekvenser än andra halvledare. Medan kisel har ett bandgap på cirka 1,12 eV, har kiselkarbid ett nästan tre gånger större värde på cirka 3,26 eV.

F: Vilka föroreningar används för att dopa kiselkarbidmaterial?

S: I sin rena form beter sig kiselkarbid som en elektrisk isolator. Med kontrollerad tillsats av föroreningar eller dopämnen kan SiC bete sig som en halvledare. Halvledare av AP-typ kan erhållas genom att dopa den med aluminium, bor eller gallium, medan föroreningar av kväve och fosfor ger upphov till en halvledare av N-typ. Kiselkarbid har förmågan att leda elektricitet under vissa förhållanden men inte under andra, baserat på faktorer som spänningen eller intensiteten hos infraröd strålning, synligt ljus och ultravioletta strålar. Till skillnad från andra material kan kiselkarbid styra områden av P-typ och N-typ som krävs för tillverkning av enheter över stora intervall. Av dessa skäl är SiC ett material som är lämpligt för kraftenheter och kan övervinna de begränsningar som kisel erbjuder.

F: Hur kan SiC-halvledare uppnå bättre värmehantering än kisel?

S: En annan viktig parameter är värmeledningsförmågan, som är ett index på hur halvledaren kan avleda värmen den genererar. Om en halvledare inte kan avleda värme effektivt införs en begränsning på den maximala driftspänningen och temperaturen som enheten kan motstå. Detta är ett annat område där kiselkarbid överträffar kisel: kiselkarbidens värmeledningsförmåga är 1490 W/m-K, jämfört med de 150 W/m-K som kisel erbjuder.

F: Vilka är råvarorna för kiselkarbid?

S: De huvudsakliga råvarorna är SiO2 och C som är gjorda för att reagera vid hög temperatur. Sågspån och salt (ibland) tillsätts också, så att sågdamm brinner och ger porer, vilket underlättar utsläppet av utvecklade gaser (vid hög temperatur). Bränning görs i ca 40 timmar och efter kylning tas sidoväggarna bort.

F: Hur får du kiselkarbid?

S: Kiselkarbid tillverkas vanligtvis med Acheson-processen som innebär att kiseldioxidsand och kol värms upp till höga temperaturer i en Acheson-grafitmotståndsugn. Det kan formas som ett fint pulver eller en bunden massa som måste krossas och malas innan den kan användas som pulverråvara.

F: Är kiselkarbid svårt att tillverka?

S: Den enklaste processen att tillverka kiselkarbid är att kombinera kiseldioxidsand och kol i en Acheson-grafit elektrisk motståndsugn vid en hög temperatur, mellan 1 600 grader (2 910 grader F) och 2 500 grader (4 530 grader F).

F: Vilka är de viktigaste användningsområdena för kiselkarbid?

S: Kiselkarbid är ett mycket populärt slipmedel i modern lapidary på grund av dess hållbarhet och den relativt låga kostnaden för materialet. Det är därför avgörande för konstbranschen. Inom tillverkningsindustrin används denna blandning på grund av sin hårdhet i flera slipande bearbetningsprocesser som honing, slipning, vatten-strålskärning och sandblästring.

F: Är kiselkarbid lösligt i vatten?

S: Kiselkarbid är olöslig i vatten. Det är dock lösligt i smälta alkalier (som NaOH och KOH) och även smält järn. Kiselkarbid kan betraktas som en kiselorganisk förening.

F: Kan kiselkarbid leda elektricitet?

S: Ja, men under vissa förutsättningar.
Kiselkarbid, i sin rena form, beter sig som en elektrisk isolator. Men med kontrollerad tillsats av föroreningar eller dopningsmedel, och eftersom SiC har den nödvändiga resistiviteten, kan den uttrycka halvledningsegenskaper; med andra ord, som en halvledare tillåter den varken en fri-ström eller stöter bort den helt.

F: Var får vi kiselkarbid ifrån?

S: Kiselkarbid (SiC) eller karborundum är ett syntetiskt slipmedel som tillverkas genom sammansmältning av hög-kiseldioxidsand och finmalet kol (petroleumkoks) i en elektrisk ugn vid hög temperatur (1600–2500 grader).

F: Är kiselkarbid starkare än diamant?

S: Kiselkarbid är hård med en Mohs hårdhet på 9,5, vilket är näst efter världens hårdaste diamant. Dessutom har kiselkarbid utmärkt värmeledningsförmåga. Det är en slags halvledare och kan motstå oxidation vid hög temperatur.

F: Vad reagerar kiselkarbid med?

S: SiC-pulvret kan blandas med kol och/eller kiselpulver, formas till former och sedan reagera vid hög temperatur för att bilda själv-bunden (Si+C bildar SiC för att binda korn), nitridbunden (kisel reagerade med N2 för att bilda Si3N4) eller kiselbunden (silikoniserad karbid).

F: Vilka är de olika typerna av SiC-kristaller?

S: Kristallstrukturerna hos SiC är kubiska, hexagonala och romboedriska. Notationssystemet som används för SiC indikerar antalet lager i den atomära staplingssekvensen och en bokstav som representerar polytypens kristallstruktur (C för kubisk, H för hexagonal och R för romboedrisk).

F: Vad är skillnaden mellan alfa- och beta-kiselkarbid?

A: Det som skiljer de två formerna av kiselkarbid är den mikrokristallina strukturen. Medan beta-kiselkarbid har en kubisk mikrokristallin struktur, har alfakristallin karbid en sfärisk mikrokristallin struktur.

Vi är professionella tillverkare och leverantörer av kiselkarbid i Kina, specialiserade på att tillhandahålla kundanpassad service av hög kvalitet. Vi välkomnar dig varmt att köpa eller grossistförsälja kiselkarbid i bulk här från vår fabrik. För priskonsultation, kontakta oss. HC-SI-brikett, Brikett, Sic små briketter