Strateginė deimantų{0}}medžiagų raida
Renkantis pramonines medžiagas, pasirinkimas nebėra susijęs tik su kietumu; kalbama apie funkcinį universalumą ir kainos{0}}ir{1}}našumo santykį. Nors deimantas jau seniai buvo medžiagų mokslo viršūnė, silicio karbidas (SiC) tapo svarbiausiu deimantų-kaip junginiu puslaidininkių ir didelio našumo keramikos
Fizinis ir cheminis palyginimas
| Metrika | Silicio karbidas (SiC) | Pramoninis deimantas |
|---|---|---|
| Kietumas (Mosas) | 9.5 | 10.0 |
| Formulė | SiC | C |
| Terminis stabilumas | Stabilus aukštesnėje nei 1600°C temperatūroje | Oksiduojasi 700-800°C temperatūroje |
| Elektrinis tipas | Puslaidininkis | Izoliatorius |
Puslaidininkių revoliucija
Tradicinis silicis pasiekia savo fizines ribas esant aukštai įtampai. Kadangi SiC turi daug didesnį suskaidymo elektrinį lauką nei silicio, SiC MOSFET leidžia naudoti mažesnius, greitesnius ir efektyvesnius lustus. Nors deimantas yra geresnis šilumos laidininkas, SiC gebėjimas veikti kaip natūralus puslaidininkis aukštoje temperatūroje daro jį standartine galios elektronikos, pvz., EV keitiklių ir tinklo įrangos, medžiaga.
Pažangi keramika
SiC nereaguoja su išlydytais metalais ar stipriomis rūgštimis, o deimantas gali ištirpti juoduosiuose metaluose aukštoje temperatūroje. SiC keramika naudojama kūno šarvams, balistiniams skydams ir siurblių sandarikliams, nes jie suteikia deimantinio lygio apsaugą už nedidelę svorio ir kainos dalį. Didelės apimties-komponentams silicio karbido struktūrą daug lengviau suformuoti į sudėtingas formas nei pramoninius deimantus.
Dažnai užduodami klausimai
Ar silicio karbidas yra kietesnis už deimantą?Ne, bet pagal Mohs 9.5 tai antra pagal kietumą komerciškai prieinama medžiaga; daugeliui pramoninio šlifavimo ir dėvėjimosi atvejų jis suteikia panašius rezultatus už daug mažesnę kainą.
Kodėl SiC yra geriau nei deimantas drožlėms?Deimantas yra izoliatorius; SiC yra puslaidininkis, kurį galima legiruoti, kad būtų galima valdyti jo elektrines savybes.
Kodėl SiC naudojamas EV inverteriuose?Jo platus pralaidumas ir aukšta{0}}temperatūros galimybė palaiko mažesnį ir efektyvesnį energijos konvertavimą.
Kodėl deimantas gali sugesti sąlytyje su išlydytu metalu?Deimantas ištirpsta juoduosiuose metaluose aukštoje temperatūroje, o silicio karbidas nereaguoja su išlydytais metalais ar stipriomis rūgštimis, todėl SiC yra praktiškesnis metalo{0}}apdirbimo aplinkoje.
Kodėl aukštos{0}}įtampos galios elektronikoje silicį pakeičia SiC?SiC turi daug didesnį suskaidymo elektrinį lauką nei silicio, todėl SiC MOSFET gali būti mažesni, greitesni ir efektyvesni ten, kur tradicinis silicis pasiekia savo ribas.
